CN103128272B - 一种电解法生产铜粉的工艺 - Google Patents
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Abstract
一种电解法生产铜粉的工艺，包括电解、刷粉、洗涤脱水、烘粉、还原、破碎、筛分等步骤，所述刷粉采用自动刷粉机，其阴极刷粉形式为两上两下、刷粉时间20～60秒，刷粉机步进时间控制在10～30秒，刷粉周期为30～60分钟；铜粉输送采用工业软管泵进行输送到洗涤脱水机中；所述洗涤脱水步骤采用过滤、洗涤、皂化、脱水为一体的洗涤脱水机。本发明电解法生产铜粉的工艺实现了铜粉输送、洗涤、脱水、烘粉、还原、筛分、混粉、包装工艺的联动，工艺流程大幅缩短，自动化程度高；同时清洁生产、环境保护、资源综合回收利用等方面达到了国际先进水平。
Description
技术领域
本发明涉及铜粉的生产方法，具体涉及一种电解法生产铜粉的工艺，属于电解制粉技术领域。
背景技术
电解铜粉是一种重要的有色金属粉末，广泛应用于粉末冶金制品。电解法也是制取铜粉的主要生产方法，需主要经过电解、刷粉、洗涤、脱水、烘粉、还原、破碎、筛分等工艺流程。国内开始电解铜粉生产已有约50年的历史。直至目前，多数厂家仍在采用传统的生产工艺技术。传统落后工艺，生产效率低，能耗高，操作条件差，成本高，产品档次低，究其原因，生产工艺技术及设备落后是主要原因。主要体现在：
（1）、刷粉操作：传统电解铜粉生产采用人工刷粉不但劳动强度大，效率低，而且铜粉质量不能保证。
（2）、铜粉洗涤脱水工艺：传统工艺采用洗粉缸自然过滤洗涤方式，铜粉不易充分洗涤，且脱水效果差(湿铜粉含水量可达40%)，产生含铜废水量大。近年来，一些企业采用离心脱水方式，减少了湿铜粉含水量，但易造成铜粉氧化，且铜粉树枝状易受破坏，操作劳动强度没有降低。
（3）、铜粉烘粉工艺：传统工艺采用采用远红外炉烘粉方式（也称为低氧烘干法），生产效率低、产品直收率低（约1/5作为返回品重新生产）、电耗高（平均每吨铜粉烘粉电耗可高达1200kwh/t）、金属损失大等问题十分突出。后来一些企业采用先烘粉后用钢带还原炉还原的方式，前述问题得到基本解决，但带来铜粉氧含量偏高的问题，且铜粉容易氧化；又有部分企业采用旋转真空干燥炉进行铜粉烘粉，铜粉氧含量高，颜色发暗，效果不佳。
（4）、铜粉筛分工艺：传统工艺采用高位无立轴平筛，后有企业采用圆盘振动筛，但铜粉粉尘飞扬严重，员工劳动强度大，环境恶劣。
发明内容
本发明的目的在于提供一种生产效率高、产品质量稳定的电解法生产铜粉的工艺。
本发明目的是通过以下技术方案实现的：
一种电解法生产铜粉的工艺，依次包括电解、刷粉、铜粉输送、洗涤脱水、烘粉、还原、破碎、筛分等步骤，其特征在于：所述刷粉采用自动刷粉机，其阴极刷粉形式为两上两下、刷粉时间20～60秒，刷粉机步进时间控制在10～30秒，刷粉周期为30～60分钟；所述洗涤脱水步骤采用过滤、洗涤、皂化、脱水为一体的洗涤脱水机，电解铜粉和电解液混合物进入洗涤脱水机后通过压缩空气压滤掉电解液后，先后经过2～3次稀溶液洗涤过滤，2～3次纯净水洗涤过滤、皂化液皂化处理、纯净水最后2次洗涤过滤，这保证了铜粉洗涤干净、彻底，生产效率大大提高，生产稳定性好，操作条件显著改善，电解废液大幅减少。
为了进一步提高生产效率、同时减少铜粉在输送过程中的损失，上述铜粉输送是采用工业软管泵输送到洗涤脱水机中。
进一步，为了使最终产品含氧量更低、抗氧化期更长，上述烘粉还原步骤采用烘干-还原一体化工艺，在钢带烘干还原炉中进行处理，所述烘干、还原一体化工艺如下：（1）钢带烘干还原炉带速50～250mm/分钟，钢带湿铜粉铺料厚度10mm～50mm，钢带烘干还原炉各温度区温度：烘干段1～3区温度分别480～600℃、460～580℃、440～560℃，还原段1～5区温度分别为370～500℃、370～500℃、370～500℃、370～500℃、370～500℃；烘粉及还原气氛条件为，烘干段：氮气流量10～40m3/小时，还原段：氮气流量10～50 m3/小时，分解氨10～70 m3/小时，炉尾保护氮气5～20 m3/小时，炉尾纯化氮气10～30 m3/小时；（2）在前述工艺条件下进行连续烘干、还原处理，湿铜粉经过2～5小时连续烘干还原处理后出料，得到颜色鲜亮、浅玫瑰色的电解铜粉；（3）上述烘干还原处理得到的铜粉立即用BTA（苯并三氮唑）进行处理（加入量占铜粉重量的0.05%～0.5%），以延长最终产品的抗氧化期。
为了进一步提高最终产品品质，上述钢带烘干还原炉中烘干段1～3区温度分别优选为500～550℃、480～530℃、480～530℃，还原段1～5区温度分别优选为430～480℃、410～470℃、390～450℃、370～430℃、370～430℃；烘粉及还原气氛条件优选为，烘干段：氮气流量15～30m3/小时，还原段：氮气流量20～50m3/小时，分解氨20～50m3/小时，炉尾保护氮气5～15 m3/小时，炉尾纯化氮气10～25 m3/小时。
为了进一步减少破碎、筛分步骤带来的扬尘污染，同时进一步提高生产效率、提高生产稳定性，从上述钢带烘干还原炉出料的电解铜粉经连续的破碎筛分处理即通过松散机、粉料螺旋输送、提升机送料、粉料破碎、连续密闭分层筛分（带收尘系统），筛下铜粉分规格储存、混合、包装机产品包装联动工序完成铜粉后处理；该联动后处理工序从根本上解决了粉尘飞扬问题，改善操作环境、减少了金属损失。
本发明所述的以上设备均为市售设备。
本发明具有以下显著效益：
1、本发明电解法生产铜粉的工艺实现了铜粉输送、洗涤、脱水、烘粉、还原、筛分、混粉、包装工艺的联动，工艺流程大幅缩短，自动化程度高；同时清洁生产、环境保护、资源综合回收利用等方面达到了国际先进水平。
2、本发明工艺生产出的电解铜粉品质高，其粒度细、氧含量低于0.08%，水分低于0.04%，铜粉外观颜色鲜亮，呈浅玫瑰色，产品抗氧化期至少达6个月以上。
3、节能效果显著，较传统生产工艺每吨电解铜粉综合生产电耗降低1200kwh以上。
附图说明
图1：为本发明电解法生产铜粉的工艺流程图。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明进行具体的描述，有必要在此指出的是以下实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术熟练人员可以根据上述本发明内容对本发明作出一些非本质的改进和调整。
实施例1
一种电解法生产铜粉的工艺，如图1所示，按以下步骤进行：
（1）、首先进行铜粉电解；
（2）、刷粉：采用自动刷粉机，阴极刷粉形式：两上两下、刷粉时间20秒，刷粉机步进时间10秒，刷粉周期30分钟；
（3）、铜粉输送采用工业软管泵进行输送到洗涤脱水机中；
（4）、采用电解铜粉自动过滤、洗涤、皂化、脱水一体化工艺：电解铜粉和电解液混合物进入洗涤脱水机后通过压缩空气压滤掉电解液后，先后经过2～3次稀溶液洗涤过滤，2～3次纯净水洗涤过滤、皂化液皂化处理、纯净水最后2次洗涤过滤，保证铜粉洗涤干净、彻底；
（5）、烘干-还原一体化工艺：调节烘干、还原工艺如下：钢带烘干还原炉带速100mm/分钟，钢带湿铜粉铺料厚度15mm，烘干还原炉各温度区温度：烘干段1～3区温度分别500℃、490℃、490℃，还原段1～5区温度分别为460℃、460℃、440℃、420℃、420℃；烘粉及还原气氛条件为：烘干段：氮气流量15m3/小时，还原段：氮气流量20 m3/小时，分解氨20 m3/小时，炉尾保护氮气5m3/小时，炉尾纯化氮气10 m3/小时；在前述工艺条件下进行连续烘干还原处理，湿铜粉经过5小时连续烘干还原处理后出料，得到颜色鲜亮、浅玫瑰色的电解铜粉；烘干还原处理得到的铜粉立即用BTA（苯并三氮唑）进行处理（加入量占铜粉重量的0.1%）。
（6）、从钢带烘干还原炉出料的电解铜粉经连续的破碎筛分处理：即通过松散机、粉料螺旋输送、提升机送料、粉料破碎、连续密闭分层筛分（带收尘），筛下铜粉分规格储存、混合、包装机产品包装联动工序完成铜粉后处理。
上述工艺生产出的电解铜粉品质高，其粒度细、氧含量仅为0.05%，水分含量仅为0.03%，铜粉外观颜色鲜亮，呈浅玫瑰色，产品抗氧化期为8～10个月；同时上述工艺节能效果显著，较传统生产工艺每吨电解铜粉综合生产电耗降低1400～1500kwh。
实施例2～5按如下工艺条件进行，其余与实施例1相同：
上述烘干还原步骤钢带烘干还原炉带速控制在50～250mm/分钟，钢带湿铜粉铺料厚度10mm～50mm，烘干还原炉各温度区温度：烘干段1～3区温度分别480～600℃、460～580℃、440～560℃，还原段1～5区温度分别为370～500℃、370～500℃、370～500℃、370～500℃、370～500℃；烘粉及还原气氛条件为，烘干段：氮气流量10～40m3/小时，还原段：氮气流量10～50 m3/小时，分解氨10～70 m3/小时，炉尾保护氮气5～20 m3/小时，炉尾纯化氮气10～30 m3/小时。
上述制得的电解铜粉品质高，其粒度细、氧含量均低于0.08%，水分含量均低于0.04%%，铜粉外观颜色鲜亮，呈浅玫瑰色，产品抗氧化期均在6个月以上；同时上述工艺节能效果显著，较传统生产工艺每吨电解铜粉综合生产电耗降低1300～1900kwh。
Claims (3)
1.一种电解法生产铜粉的工艺，依次包括电解、刷粉、洗涤脱水、烘粉、还原、破碎、筛分步骤，其特征在于：所述刷粉采用自动刷粉机，其阴极刷粉形式为两上两下、刷粉时间20～60秒，刷粉机步进时间控制在10～30秒，刷粉周期为30～60分钟；采用工业软管泵将铜粉输送到洗涤脱水机中；所述洗涤脱水步骤采用过滤、洗涤、皂化、脱水为一体的洗涤脱水机，电解铜粉和电解液混合物进入洗涤脱水机后通过压缩空气压滤掉电解液后，先后经过2～3次稀溶液洗涤过滤，2～3次纯净水洗涤过滤、皂化液皂化处理、纯净水最后2次洗涤过滤；所述烘粉还原步骤采用烘干-还原一体化工业，在钢带烘干还原炉中进行处理，烘粉还原工艺如下：（1）钢带烘干还原炉带速为50～250mm/分钟，钢带湿铜粉铺料厚度在10mm～50mm，烘干还原炉各温度区温度：烘干段1～3区温度分别480～600℃、460～580℃、440～560℃，还原段1～5区温度分别为370～500℃、370～500℃、370～500℃、370～500℃、370～500℃；烘粉及还原气氛条件为，烘干段：氮气流量10～40m3/小时，还原段：氮气流量10～50 m3/小时，分解氨10～70 m3/小时，炉尾保护氮气5～20 m3/小时，炉尾纯化氮气10～30 m3/小时；（2）在烘粉还原工艺条件下进行连续烘干、还原处理，湿铜粉经过2～5小时连续烘干还原处理后出料，得到颜色鲜亮、浅玫瑰色的电解铜粉；（3）连续烘干还原处理得到的铜粉立即用苯并三氮唑进行处理，苯并三氮唑加入量占铜粉重量的0.05%～0.5%。
2.一种如权利要求1所述的电解法生产铜粉的工艺，其特征在于：所述钢带烘干还原炉中烘干段1～3区温度分别为500～550℃、480～530℃、480～530℃，还原段1～5区温度分别为430～480℃、410～470℃、390～450℃、370～430℃、370～430℃；烘粉及还原气氛条件为，烘干段：氮气流量15～30m3/小时，还原段：氮气流量20～50m3/小时，分解氨20～50m3/小时，炉尾保护氮气5～15 m3/小时，炉尾纯化氮气10～25 m3/小时。
3.一种如权利要求1或2所述的电解法生产铜粉的工艺，其特征在于：从所述钢带烘干还原炉出料的电解铜粉经连续的破碎筛分处理即通过松散机、粉料螺旋输送、提升机送料、粉料破碎、连续密闭分层筛分、筛下铜粉分规格储存、混合、包装机产品包装联动工序完成铜粉后处理。
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