CN104096842A - 利用废弃铜漆包线的高纯铜粉生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了利用废弃铜漆包线的高纯铜粉生产工艺，包括以下步骤：S1、对废弃铜漆包线按顺序进行分拣、清洗和甩干操作，其中，分拣操作是将直径为0.04mm～0.1mm的毛细铜漆包线进行挑拣；S2、将挑拣出的毛细铜漆包线在密封、无氧的环境下送入熔析炉加热热解，热解后进行强制降温；S3、对熔析炉加热热解后再降温形成的炉料进行破碎风选处理，使炉料被粗碎，并使热解产生的活性炭炭灰得到去除；S4、将粗碎后的炉料按顺序进行球磨或涡轮自冷却粉碎、筛选操作，得到高纯铜粉。本发明可实现用较短的流程、较低的成本生产出品位高的高纯铜粉。
Description
技术领域
本发明涉及铜粉的生产工艺，具体涉及利用废弃铜漆包线的高纯铜粉生产工艺。
背景技术
生产铜漆包线所使用的原料本身是高纯铜原料，其铜含量可以达到99.999～99.9999％，而漆包线越细，铜品质越高。目前一般的铜漆包线使用后，从废旧五金拆解分拣回收利用，由于线细常规冶炼回收利用烧损率高，因此价格较低。通常使用阴极铜电解法、化学法或水雾化生产铜粉，难生产成高纯铜粉，要保持纯度工艺过程及使用溶剂纯度要求都很高，基本都有氧化-再还原-破碎-筛分的过程，流程长，成本高、品质低、产量少，即，所生产的铜粉品位较低，导致其使用价值和经济价值低。现有高纯铜粉生产方法成本大都超20万元/吨。产品价格载350-450元/公斤，产量也较低。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供利用废弃铜漆包线的高纯铜粉生产工艺，可实现用较短的流程、较低的成本生产出品位高的高纯铜粉。
本发明的目的采用如下技术方案实现：
利用废弃铜漆包线的高纯铜粉生产工艺，包括以下步骤：
S1、对废弃铜漆包线按顺序进行分拣、清洗和甩干操作，其中，分拣操作是将直径为0.04mm～0.1mm的毛细铜漆包线进行挑拣；
S2、将挑拣出的毛细铜漆包线在密封、无氧的环境下送入熔析炉加热热解，热解后进行强制降温；
S3、对熔析炉加热热解后再降温形成的炉料进行破碎风选处理，使炉料被粗碎，并使热解产生的活性炭炭灰得到去除；
S4、将粗碎后的炉料按顺序进行球磨或涡轮自冷却粉碎、筛选操作，得到高纯铜粉。
优选地，在所述步骤S2中，将挑拣出的毛细铜漆包线密封装入炉罐中，并对炉罐中通入氮气，实现毛细铜漆包线在密封、无氧的环境下送入熔析炉加热热解。
优选地，在所述步骤S2中，控制熔析炉进行加热热解的炉温为800～900℃，并维持30～45min。
优选地，在熔析炉对毛细铜漆包线加热热解前期，采用压力为0.1～3kPa的氮气驱赶炉罐中的水汽2～3次，每次时长为20～40s。
优选地，对驱赶完水汽后的炉罐加热升压至5～8×105Pa，保压20～30min。
优选地，所述熔析炉对毛细铜漆包线加热完毕后产生的油气进行排出，该排出的油气先与天然气混合燃烧，然后依次进行逆向喷淋洗涤、石灰石中和、焦炭吸附后再排出外界。
优选地，在所述步骤S2中，热解后进行降温所达到的温度为150～300℃。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
本发明通过对铜漆包线进行压力和温度控制，并对铜漆包线形成密封、无氧的环境，则在熔析炉中加热热解，利用氢在高温高压下在铜固态溶解度成倍提高的原理，再被降温后使氢气迅速析出，实现氢脆粉碎，形成铜含量很高的易碎的铜炉料，再依次通过破碎风选系统除去焦炭和球磨或涡轮自冷却粉碎、筛选生产出需求的各粒级铜含量为99.999～99.9999％的高纯铜粉，其生产流程短，成本低；该较高品位的高纯铜粉的使用价值和经济价值很高。而且，该工艺处理过程环保，节能，使废弃的铜漆包线得到回收利用，热解产出油气还可以作为加热能源。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
附图说明
图1为本发明利用废弃铜漆包线的高纯铜粉生产工艺的流程图。
具体实施方式
如图1所示的利用废弃铜漆包线的高纯铜粉生产工艺，包括以下步骤：
S1、对废弃铜漆包线按顺序进行分拣、清洗和甩干操作，其中，分拣操作是将直径为0.04mm～0.1mm的毛细铜漆包线进行挑拣；由于铜漆包线越细，铜品质越高，因此，该直径条件下的毛细铜漆包线所制得的高纯铜粉的品位将很高；而且，经洗涤可去除灰尘污染，除漆以外无其他污染物；
S2、将挑拣出的毛细铜漆包线在密封、无氧的环境下送入熔析炉加热热解，热解后进行强制降温；
S3、对熔析炉加热热解后再降温形成的炉料进行破碎风选处理，使炉料被粗碎，并使热解产生的活性炭炭灰得到去除；
S4、将粗碎后的炉料按顺序进行球磨或涡轮自冷却粉碎、筛选操作，得到高纯铜粉。
在所述步骤S2中，将挑拣出的毛细铜漆包线密封装入炉罐中，并对炉罐中通入氮气，实现毛细铜漆包线在密封、无氧的环境下送入熔析炉加热热解。炉罐中通入氮气可简单实现无氧环境，并可使强制降温后析出的氢气充分与铜接触。
其中，控制熔析炉进行加热热解的炉温为800～900℃，并维持30～45min，优选为40min。在该熔析炉对毛细铜漆包线加热热解的前期，采用压力为0.1～3kPa的氮气驱赶炉罐中的水汽2～3次，每次时长为20～40s，优选为30s。对驱赶完水汽后的炉罐加热升压至5～8×105Pa，保压20～30min，优选为30min。热解后进行降温所达到的温度为150～300℃，优选为200℃。该强制降温冷却的作用是：(1)炉罐内的铜降温至300℃，不会被氧化。(2)降温使铜溶氢迅速析出，氢脆产生。(3)当炉罐采用不锈钢材质制成时，强制冷却使不锈钢热处理，晶粒细化，不会使(2520不锈钢)奥氏体粗化，影响不锈钢强度。
氢脆的原理为：铜中的原子是按一定的规则周期性地排列起来的，称为晶格。氢原子一般处于铜原子之间的空隙中，晶格中发生原子错排的局部地方称为位错，氢原子易于聚集在位错附近。铜材料受外力作用时，材料内部的应力分布是不均匀的，在材料外形迅速过渡区域或在材料内部缺陷和微裂纹处会发生应力集中。在应力梯度作用下氢原子在晶格内扩散或跟随位错运动向应力集中区域，由于氢和铜原子之间的交互作用使铜原子间的结合力变弱，这样在高氢区会萌生出裂纹并扩展，导致了脆断。另外，由于氢在应力集中区富集促进了该区域塑性变形，从而产生裂纹并扩展。还有，在晶体中存在着很多的微裂纹，氢向裂纹聚集时有吸附在裂纹表面，使表面能降低，因此裂纹容易扩展。增加铜中氢的溶解量，就是增加氢脆的程度，增加粉碎程度。把铜置于氢气气流中，加热热解，使铜充分氢脆，再经破碎风选和球磨筛选机粉碎筛选，合格的高纯铜粉就制成。
利用本高纯铜其溶氢易碎特性，其脆性可以通过温度压力调节，因为铜的氢溶解量随温度变化，随压力增加而增加，而且氢脆是不可逆的。在控制热解温度为500℃，在氢气存在下是现有生产铜粉的“清脆方法”，本工艺控制为800～900℃，且压力为5×105Pa可以使其易碎程度提升十倍，再结合使用毛细废漆包线，可以确保其铜品位达99.9999％Cu，其粒级更易保证。而且毛细废漆包线用于其它冶炼方法基本就烧损，回收率极低。
熔析炉对毛细铜漆包线加热完毕后产生的油气进行排出，该排出的油气先与天然气混合燃烧，然后依次进行逆向喷淋洗涤、石灰石中和、焦炭吸附后再排出外界，已达到国家排放标准。油气经过天然气混合燃烧，用于去除可燃气体，防爆，再经逆向喷淋洗涤，用于控制PH值，经石灰石中和掉少量氯化氢等卤化物或硫化氢，再经焦炭吸附净化，最后排出外界，其氯化氢、硫化氢、固体颗粒等排放量小于国家标准10％。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。
Claims (7)
1.利用废弃铜漆包线的高纯铜粉生产工艺，其特征在于包括以下步骤：
S1、对废弃铜漆包线按顺序进行分拣、清洗和甩干操作，其中，分拣操作是将直径为0.04mm～0.1mm的毛细铜漆包线进行挑拣；
S2、将挑拣出的毛细铜漆包线在密封、无氧的环境下送入熔析炉加热热解，热解后进行强制降温；
S3、对熔析炉加热热解后再降温形成的炉料进行破碎风选处理，使炉料被粗碎，并使热解产生的活性炭炭灰得到去除；
S4、将粗碎后的炉料按顺序进行球磨或涡轮自冷却粉碎、筛选操作，得到高纯铜粉。
2.根据权利要求1所述的利用废弃铜漆包线的高纯铜粉生产工艺，其特征在于：在所述步骤S2中，将挑拣出的毛细铜漆包线密封装入炉罐中，并对炉罐中通入氮气，实现毛细铜漆包线在密封、无氧的环境下送入熔析炉加热热解。
3.根据权利要求2所述的利用废弃铜漆包线的高纯铜粉生产工艺，其特征在于：在所述步骤S2中，控制熔析炉进行加热热解的炉温为800～900℃，并维持30～45min。
4.根据权利要求3所述的利用废弃铜漆包线的高纯铜粉生产工艺，其特征在于：在熔析炉对毛细铜漆包线加热热解前期，采用压力为0.1～3kPa的氮气驱赶炉罐中的水汽2～3次，每次时长为20～40s。
5.根据权利要求4所述的利用废弃铜漆包线的高纯铜粉生产工艺，其特征在于：对驱赶完水汽后的炉罐加热升压至5～8×105Pa，保压20～30min。
6.根据权利要求1所述的利用废弃铜漆包线的高纯铜粉生产工艺，其特征在于：所述熔析炉对毛细铜漆包线加热完毕后产生的油气进行排出，该排出的油气先与天然气混合燃烧，然后依次进行逆向喷淋洗涤、石灰石中和、焦炭吸附后再排出外界。
7.根据权利要求1所述的利用废弃铜漆包线的高纯铜粉生产工艺，其特征在于：在所述步骤S2中，热解后进行降温所达到的温度为150～300℃。
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