CN104451185A - 从银镍边角料中熔炼回收银的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种从银镍边角料中熔炼回收银的方法，具体为：取银镍边角料置于容器中，在银镍边角料上方以木炭块或石墨块覆盖，之后将容器置于高于银、镍熔点的温度条件下熔炼至形成熔液，所得熔液搅拌均匀，保温条件下静置分层，冷却凝固，得到铸锭，取出铸锭将表面上的木炭渣或石墨渣清除，然后沿颜色分界线进行切割，银白色部分即为回收的银锭；或者是取出铸锭将表面上的木炭渣或石墨渣清除后再置于高于银的溶点但低于镍的熔点的温度条件下熔化，以滴滤的方式将银从铸锭中分离出来，收集银滤液，冷却凝固，即得到回收的银锭。本发明所述方法简单、环保，回收率达95％以上，回收的银锭中银含量≥99.8％，可直接用于银镍电解头的生产原料。

Description

从银镍边角料中熔炼回收银的方法

技术领域

本发明涉及从银镍边角料中熔炼回收银的方法，属于金属基复合材料技术领域。

背景技术

银镍(AgNi)电触头材料具有良好的导电、导热性能和延展性，接触电阻低而稳定，加工周期短，成本低，抗侵蚀性能优良等优点。AgNi材料的制备方法较多，其中“混粉-烧结-挤压”法因制备方法简单、加工周期短等特点而被生产厂家所普遍采用。在银镍电触头材料的生产过程中，不可避免的会产生边角料，为了降低生产成本，从银镍边角料回收银的技术也成为热点研究技术。

目前常用的从银镍边角料回收银的方法有以下三种：

1、火法提炼纯银的方法，是利用金属铅能够在较低的温度下(800℃左右)与银互溶，而AgNi边角料中的Ni则形成氧化物，以浮渣的方式浮于熔液表面，将浮渣捞尽后再从熔液顶部吹入空气，使熔液中的铅氧化，所形成的铅的氧化物密度高于银的密度故沉至熔液底部(俗称铅底)，当熔液中不再有氧化物产生时，将熔液冷却凝固即获得高纯度的粗银锭，粗银锭最后经电解提纯后可以得到纯银。该方法使用了火法及金属铅，会产生大量的灰烬，对环境产生污染，而铅属有毒金属，对人体产生伤害。

2、湿法提取纯银的方法，它是将AgNi边角料溶于强酸溶液中，再使用盐酸，将Ag以AgCl的方式沉淀下来，沉淀物再使用强还原剂还原，最终可获得纯银。该方法在生产中会产生大量的废气废水，也会对环境产生污染。

3、电解法提取纯银的方法，它是将AgNi边角料当做阳极置于电解槽内的硝酸银溶液中，通过在阳极和阴极间施加3～5伏的直流电压，最终AgNi边料中的Ag就在阴极板上析出，这样可获得纯度较高的电解粗银。该方法由于金属镍不断地溶解到电解液中，造成电解液中毒，会降低电解粗银的纯度，因此，在实际生产中，电解液需要不断地更换，产生大量的废液，这同样会对环境产生污染。

公开号为CN1071707A的发明专利，公开了一种污染小的Ag-Ni触头材料边角料的回收及制造成触头材料的方法。该方法是将Ag-Ni边角料进行表面清洗、破碎、在氢气中退火及还原、压型、烧结、挤压、轧制以获得可直接用于生产Ag-Ni触头材料。该方法所需设备简单，方法简便、环保，易于实现，但该方法回收得到的是Ag-Ni混合材料，并非单独的银；另外，该方法采用挤压工序以获得Ag-Ni线材或带材，而挤压时材料组织中的镍颗粒会细化，如经反复地挤压，镍颗粒会不断地被细化，这种现象不利于稳定AgNi触头材料的加工性能、电性能等重要指标。

公开号为CN86106560的发明专利，公开了一种双金属银铜复合边角料分离回收法，该方法先将银铜复合边角料进行分级处理后放入烧结舟中,然后将烧结舟推入电阻炉内经过高温加热数小时,再放到水中冷却后,银铜结合层即自行分离。该方法是将高温加热的烧舟放入水中急冷，利用银铜不同的膨胀系数，当空气中的氧气侵入到银铜的结合层之间，使铜面产生氧化，从而使银铜结合层自行分离。但是，现有技术中为保证电器的安全、稳定地工作，在加工这种复合层材料时，会采用各种有效的工艺方法来提高银层与铜层的结合强度，以保证银铜复合触头不会发生银层脱落的现象。该申请采用放入水中急冷的方式难以实现结合强度非常好的银层与铜层之间的分离，需要借助其它外力方式才能实现它们的分离，另外，在实现银铜的分离之后还需要人工挑选出银料，耗时较长、人工劳动强度也较高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种从银镍边角料中熔炼回收银的方法，该方法简单、环保，回收率可达95％以上，回收的银锭中银含量≥99.8％，可直接用于银镍电解头材料的生产原料。

本发明所述的从银镍边角料中熔炼回收银的方法为：取银镍边角料置于容器中，在银镍边角料上方以木炭块或石墨块覆盖，之后将容器置于高于银、镍熔点的温度条件下熔炼至形成熔液，所得熔液搅拌均匀，保温条件下静置分层，冷却凝固，得到铸锭，取出铸锭将表面上的木炭渣或石墨渣清除，然后沿颜色分界线进行切割，银白色部分即为回收的银锭；或者是取出铸锭将表面上的木炭渣或石墨渣清除后再置于高于银的溶点但低于镍的熔点的温度条件下熔化，以滴滤的方式将银从铸锭中分离出来，收集银滤液，冷却凝固，即得到回收的银锭。

本发明所述方法中，包括两个技术方案，其一为：当所得熔液搅拌得较为均匀时，在静置分层、冷却凝固后得到的铸锭有着明显的颜色分界线，上层呈灰色，即为镍；下层呈银白色，即为银；此时可将铸锭取出，并将表面上的木炭渣或石墨渣清除后，直接沿颜色分界线进行分切，银白色部分即为回收的银锭。其二为：当所得的熔液搅拌得不够均匀或是静置的时间不够充分，经静置分层、冷却凝固后所得的铸锭有可能分层不够明显，此时可以将铸锭取出并将表面上的木炭渣或石墨渣清除后再置于高于银的溶点但低于镍的熔点的温度条件下进行二次熔化(二次熔化时无需气氛保护)，以滴滤的方式将银从铸锭中分离出来，收集这些银滤液，冷却凝固，即得到回收的银锭。采用上述这两种方案回收银锭的回收率均在95％以上，获得的银锭中银含量均在99.8％以上，可直接雾化成银粉并直接应用于银镍电触头材料的生产；而余下的镍锭中含有极少量的银，可进一步通过电解法将银提取出来。

本发明所述方法中，所述的银镍边角料是指银镍电触头材料的生产过程中产生的银镍(AgNi)边角料，并不包括含有其它金属的边角料(如AgNi(X)/Cu等，其中X为具体的数字(如10、15等)，表示镍的含量)；所述的容器通常为石墨坩锅、石墨粘土坩锅或高熔点金属坩锅(如钨坩锅、钼坩锅等)。

上述方法中，所述高于银、镍熔点的温度条件为只要满足同时高于银的熔点和镍熔点的温度条件即可，从节约能耗的角度考虑，优选是在1550～1600℃温度条件下进行熔炼。

上述方法中，所得熔液搅拌均匀后静置分层的时间根据需要确定，但通常需要≥30min，为了使分层后冷却凝固得到的铸锭上的颜色分界结更为清晰，静置分层的时间越长越好；从从节约能耗的角度考虑，本申请优选静置分层的时间为50～120min。

上述方法中，以木炭块或石墨块覆盖在银镍边角料上方的目的是为了保护镍在高温熔炼过程中不被氧化(因木炭块或石墨块在整个高温熔炼过程中会燃烧产生二氧化碳或一氧化碳，产生的这些气体会在银镍边角料上方形成一层气体保护层，从而避免银镍边角料中的镍在熔炼过程中被氧化)，以保证形成流动顺畅的熔液。所述银镍边角料上方木炭块或石墨块的铺设厚度可以根据需要确定，优选设置为10～20cm，当然也可以铺设20cm以上的厚度。本申请中所述的木炭块包括块状或条状的木炭，也包括粒度较小、细碎的木炭屑；所述的石墨块包括块状的石墨，也包括粉末状的石墨。

本发明所述方法的第二方案中，所述高于银的溶点但低于镍的熔点的温度条件为只要满足高于银的溶点但低于镍的熔点的温度条件即可，从节约能耗的角度考虑，优选是在1000～1100℃条件下进行熔化，更优选是在1000～1050℃条件下进行熔化。所述铸锭置于高于银的溶点但低于镍的熔点的温度条件下熔化的时间可根据需要进行确定，优选为1～3h。

与现有技术相比，本发明利用金属银和金属镍的熔点及密度之间存在的较大差距(银和镍的熔点分别为960.8℃、1453.0℃：密度分别为10.5g/cm³、8.9g/cm³)、银和镍在高温及低温时互溶度极低的特点，将银镍电触头材料生产过程所产生的银镍边角料在高于银和镍的熔点温度以上进行熔炼，并对熔液进行保温、静置分离处理，再进行冷却凝固获得颜色分界线明显的铸锭，最后对铸锭进行切割直接获得回收的银锭，或者是对铸锭进行二次熔化以滴滤的方式收集银滤液以获得回收的银锭。整个方法简单易行、环保，采用常规设备即可实现，易于产业化；此外，采用该方法银的回收率高，可达95％以上，所得银锭中银的含量也高，可达99.8％以上，可直接雾化成银粉并直接应用于银镍电触头材料的生产。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步的详述,以更好地理解本发明的内容,但本发明并不限于以下实施例。

以下各实施例中用到的AgNi边角料的Ag含量为88％。

实施例1

取触头材料制造过程中产生的AgNi边角料40kg置于坩锅内，然后在AgNi边角料上方铺一层木炭屑以覆盖住整个AgNi边角料(木炭屑的厚度为20cm)，将上述盛装有AgNi边角料和木炭屑的坩锅置于电阻炉中，加热至1550℃保温直至AgNi边角料全部熔融形成熔液，所得熔液搅拌均匀，在上述温度条件下保温静置，使两种密度不同且不互溶的金属发生分层，静置的时间为60min；之后随炉冷却，使熔液凝固成铸锭；取出坩锅，并将铸锭表面上的木炭渣清除干净，取出铸锭，发现铸锭上下部分有着明显的颜色分界线，上部颜色呈灰色，为镍，下部颜色呈银白色，为银；沿颜色分界线将铸锭切断，银白色锭子即为回收的银锭。灰色部分即为回收的镍锭。

对所得银锭进行检测，其重量为32.6kg，纯度为99.95％，银的回收率为95.8％。对所得镍锭进行检测，其中镍含量为86.2％。

以本实施例制得的银锭直接雾化制成银粉，将所得银粉作为原料采用现有常规“混粉-烧结-挤压”工艺制作Ag-10Ni电触头材料。对制得的AgNi(10)电触头材料进行测试，其拉伸强度为220～240MPa，电阻率为1.8～1.9μΩ.cm，断后伸长率为35～45％，与现有市场上销售的“混粉-烧结-挤压”工艺制作Ag-10Ni电触头材料的性能相当。

实施例2

取触头材料制造过程中产生的AgNi边角料40kg置于坩锅内，然后在AgNi边角料上方铺一层石墨块以覆盖住整个AgNi边角料(石墨块的厚度为10cm)，将上述盛装有AgNi边角料和木炭屑的坩锅置于电阻炉中，加热至1500℃保温直至AgNi边角料全部熔融形成熔液，所得熔液搅拌均匀，在上述温度条件下保温静置，使两种密度不同且不互溶的金属发生分层，静置的时间为120min；之后随炉冷却，使熔液凝固成铸锭；取出坩锅，并将铸锭表面上的石墨块渣清除干净，取出铸锭，发现铸锭上下部分有着明显的颜色分界线，上部颜色呈灰色，为镍，下部颜色呈银白色，为银；沿颜色分界线将铸锭切断，银白色锭子即为回收的银锭。灰色部分即为回收的镍锭。

对所得银锭进行检测，其重量为33.2kg，纯度为99.97％，银的回收率为97.6％。对所得镍锭进行检测，其中镍含量为93.1％。

实施例3

取触头材料制造过程中产生的AgNi边角料40kg置于坩锅内，然后在AgNi边角料上方铺一层石墨块以覆盖住整个AgNi边角料(石墨块的厚度为25cm)，将上述盛装有AgNi边角料和木炭屑的坩锅置于电阻炉中，加热至1580℃保温直至AgNi边角料全部熔融形成熔液，所得熔液搅拌均匀，在上述温度条件下保温静置，使两种密度不同且不互溶的金属发生分层，静置的时间为50min；之后随炉冷却，使熔液凝固成铸锭；取出坩锅，并将铸锭表面上的石墨块渣清除干净，取出铸锭，发现铸锭上下部分有着明显的颜色分界线，上部颜色呈灰色，为镍，下部颜色呈银白色，为银；沿颜色分界线将铸锭切断，银白色锭子即为回收的银锭。灰色部分即为回收的镍锭。

对所得银锭进行检测，其重量为32.7kg，纯度为99.92％，银的回收率为96.2％。对所得镍锭进行检测，其中镍含量为91.5％。

实施例4

取触头材料制造过程中产生的AgNi边角料40kg置于坩锅内，然后在AgNi边角料上方铺一层木炭屑以覆盖住整个AgNi边角料(木炭屑的厚度为15cm)，将上述盛装有AgNi边角料和木炭屑的坩锅置于电阻炉中，加热至1600℃保温直至AgNi边角料全部熔融形成熔液，所得熔液搅拌均匀，在上述温度条件下保温静置，使两种密度不同且不互溶的金属发生分层，静置的时间为30min；之后随炉冷却，使熔液凝固成铸锭；取出坩锅，并将铸锭表面上的木炭渣清除干净，取出铸锭，发现铸锭上下部分的颜色分层不是很明显(灰色区域里掺杂有部分银白色)；此时将铸锭置于一块开有滤孔的不锈钢过滤板上，再将该不锈钢过滤板置于石墨坩锅上(铸锭位于石墨坩锅的正上方)，并将上述铸锭、不锈钢过滤板和石墨坩锅移入电阻炉中，加热至1050℃进行二次熔化处理，在二次熔化过程中，铸锭中的银熔化后从铸锭上分离出来，并沿着不锈钢过滤板上的小孔滴入石墨坩锅内，而在上述温度条件下铸锭中的镍并不会发生熔化；在上述温度条件下保温熔化2h，停止加热，随炉冷却至800℃后将残余铸锭、不锈钢过滤板及石墨坩锅取出空冷，收集石墨坩锅中的银滤液，冷却凝固，即得到回收的银锭。经上述处理后的残余铸锭即为回收的镍锭。

对所得银锭进行检测，其重量为32.3kg，纯度为99.90％，银的回收率为95％。对所得的镍锭进行检测，其中镍含量纯度为68.9％，银含量为37.6％，其中的银可采用电解法进一步回收。

Claims (7)

1.从银镍边角料中熔炼回收银的方法，其特征在于：取银镍边角料置于容器中，在银镍边角料上方以木炭块或石墨块覆盖，之后将容器置于高于银、镍熔点的温度条件下熔炼至形成熔液，所得熔液搅拌均匀，保温条件下静置分层，冷却凝固，得到铸锭，取出铸锭将表面上的木炭渣或石墨渣清除，然后沿颜色分界线进行切割，银白色部分即为回收的银锭；或者是取出铸锭将表面上的木炭渣或石墨渣清除后再置于高于银的溶点但低于镍的熔点的温度条件下熔化，以滴滤的方式将银从铸锭中分离出来，收集银滤液，冷却凝固，即得到回收的银锭。

2.根据权利要求1所述的从银镍边角料中熔炼回收银的方法，其特征在于：所述高于银、镍熔点的温度条件是指1500～1600℃。

3.根据权利要求1所述的从银镍边角料中熔炼回收银的方法，其特征在于：所述静置分层的时间≥30min。

4.根据权利要求3所述的从银镍边角料中熔炼回收银的方法，其特征在于：所述静置分层的时间为50～120min。

5.根据权利要求1所述的从银镍边角料中熔炼回收银的方法，其特征在于：所述银镍边角料上方木炭块或石墨块的铺设厚度为10～20cm。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的从银镍边角料中熔炼回收银的方法，其特征在于：所述高于银的溶点但低于镍的熔点的温度条件是指1000～1100℃。

7.根据权利要求1～5中任一项所述的从银镍边角料中熔炼回收银的方法，其特征在于：所述铸锭置于高于银的溶点但低于镍的熔点的温度条件下熔化的时间为1～3h。