CN105112695A - 磷铜球中杂质含量的控制方法及磷铜球生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于有色金属加工领域，具体提供了一种使用再生铜生产的磷铜球中杂质含量的控制方法以及与之相应的磷铜球生产方法。本发明提供了具体利用再生铜和电解铜共同作为制备磷铜球生产原料的控制方法，且再生铜中的杂质含量不大于2.85％。本发明还提供了一种基于前述控制方法生产磷铜球的生产方法。本发明的技术效果：本发明提供的控制方法紧紧把握到了磷铜球杂质含量的关键控制条件，在该控制方法下，可以简便低成本的获得质量合乎国家标准的磷铜球。本发明提供的磷铜球生产方法具备步骤简洁、无需复杂的分析计算、生产成本低、能够实现磷铜球的连续生产、获得的磷铜球质量稳定合格等优点。

Description

磷铜球中杂质含量的控制方法及磷铜球生产方法

技术领域

本发明属于有色金属加工领域，具体涉及一种使用再生铜生产的磷铜球中杂质含量的控制方法以及与之相应的磷铜球生产方法。

背景技术

在各种金属资源的回收中，铜是一种回收更为简便的金属资源。在各种铜质工业零件报废之后，只需要经过简单的分拣即可重新熔化成可用的铜原料。这些铜原料部分可以直接用于生产加工成各种铜合金加工材，另一部分则可以通过电解精炼的方法制备成纯度更高的电解铜。基于以上原因，人们越来越注意工业用铜原料的回收利用，目前的调查显示，各国铜的消费量中，大致有20％-40％来自回收的再生铜。因此，再生铜是满足铜日益增长需求的重要来源。发展和利用再生铜技术，是铜工业中极为重要的技术经济问题。

磷铜是一种电镀性能极佳的铜合金，可用于PCB和五金电镀等行业。再生铜在磷铜球的制备中也应用较为广泛，且极具经济和社会效益。但目前使用再生铜制备磷铜球的生产方法中未掌握对磷铜球产品质量的准确控制要点。实际生产过程中，需要严格控制好再生铜的添加量，添加过多则会导致磷铜球产品的成份不合格，过低则提升了生产成本，影响企业效益；因此，每次来料后，企业不仅需要化验再生铜杂质成份含量，而且要化大量人力物力去分析计算再生铜的添加量，但是即使付出如此之巨的投入，往往还是得不到质量稳定合格的磷铜球产品。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种使用再生铜生产的磷铜球的杂质含量的控制方法以及与之相应的能够稳定获得质量合格磷铜球生产方法。

本发明中提及的所有百分比含量，在无特别说明的情况下，均指代重量百分比含量。国家标准中磷铜球的杂质含量应不大于0.035％。再生铜回收再利用领域常用的计算公式为：(再生铜铜杂量+电解铜铜杂量)/炉内铜液总量≤国标要求磷铜杂质总含量(即0.035％)。

本发明首先提供了一种使用再生铜生产磷铜球的杂质含量的控制方法。该控制方法具体为：生产磷铜球过程中使用再生铜和电解铜共同作为生产原料，并且所述再生铜中的杂质含量不大于2.85％。进一步优选的方案，所述再生铜中的杂质含量为2.5～2.85％，更优选的，所述再生铜中的杂质含量为2.85％。更进一步的优选方案，生产磷铜球过程中，分批次加入生产原料，每批次生产原料中均包含再生铜和电解铜。更进一步的优选方案中，每批次加入的生产原料中再生铜和电解铜的重量比为1:100。

本发明通过控制生产原料中再生铜的杂质含量以及生产原料的投入方式和投料比例，使得可以达到持续投入再生铜和电解铜进行连续生产的目的。在此比例和杂质含量限定下，无论投入多少批次的生产原料最终制备得到的磷铜球的杂质含量均不会超标，因此，无需复杂的高成本分析计算再生铜的投入量，节省人力物力。同时，在再生铜杂质含量限定2.85％的情况下，可以参杂进入最大比例的成本较低的再生铜进行生产，显著降低磷铜球的生产成本。

基于以上本发明的提供的控制方法，本发明还提供了一种磷铜球生产方法，具体为：将再生铜和电解铜加入熔炉内熔化，熔化后向熔炉内加入磷铜合金，熔化混合均匀得到磷铜熔融铜液，通过上引连铸机将所述磷铜熔融铜液冷却结晶成磷铜杆，再将所述磷铜杆依次经过镦球机、抛光机、清洗机和包装机加工成磷铜球；所使用的再生铜中的杂质含量不大于2.85％。

本发明提供的磷铜球生产方法基于前述本发明的控制方法所的，拥有前文所述的控制方法的所有技术效果。同时，本发明提供的磷铜球生产方法步骤简洁易于推广进行连续的磷铜球生产，生产效率更高。

优选的，所述熔炉和所述上引连铸机之间还设置有暂时存放所述磷铜熔融铜液的保温炉，所述保温炉内磷铜熔融铜液的温度控制在1150±5℃。本发明增设的保温炉可以暂时存储磷铜熔融铜液，不仅为后续上引连铸机取用磷铜熔融铜液提供方便，同时能够承接熔炉溶解好的磷铜熔融铜液，释放熔炉，使得熔炉可以进行持续投料生产。同时，保温炉维持的磷铜熔融铜液处于一个恒定的最为适宜冷却结晶的温度，有助于后续磷铜熔融铜液的顺利高质量冷却结晶。进一步的优选方案之中，为了隔绝空气防止空气中氧气对铜液的氧化，在保温炉内的磷铜熔融铜液表面铺设石墨层，石墨层的厚度为30-50mm。

优选的，所述熔炉为工频感应炉。

优选的，所述再生铜和电解铜的投料重量比1:100。经测，此投料比下，最为适宜。能得到质量更为稳定的磷铜球，且杂质含量不超国家标准。

优选的，所述熔炉内进行再生铜和电解铜熔化操作之前，先隔绝空气。进一步优选的，通过覆盖于磷铜熔融铜液表面的木炭和/或向所述熔炉内置换注入煤气来隔绝空气。本发明中，隔绝空气是为了防止空气中的氧气在高温环境下氧化表面的磷铜熔融铜液，产生不必要的杂质。同时，本发明提供了一种向熔炉中充入煤气置换出空气以起到隔绝空气作用的方法，该方法相较之于其他隔绝空气的方式，成本更为低廉，易于使用。同时，本发明还提供了另一种通过在磷铜熔融铜液表面铺设木炭层的方法来隔绝空气；木炭层隔绝空气的原理是，木炭更为活跃，在升温过程中，会预先消耗掉熔炉内的氧气，以获得绝氧环境，同时木炭的不完全燃烧还可产生CO，CO的存在也能同时起到隔绝空气的作用，CO和木炭还可以持续消耗生产过程中渗入磷铜熔融铜液及熔炉的氧气，以更好的维持熔炉内的无氧环境，同时，使用木炭进行隔绝空气，还具有价格低廉易于操作的有点。为了达到更为优异的隔绝空气的效果，木炭层的厚度控制在100-150mm。

综上所述，本发明的有益效果为：本发明提供的控制方法紧紧把握到了磷铜球杂质含量的关键控制条件，在该控制方法下，可以简便低成本的获得质量合乎国家标准的磷铜球。本发明提供的磷铜球生产方法具备步骤简洁、无需复杂的分析计算、生产成本低、能够实现磷铜球的连续生产、获得的磷铜球质量稳定合格等优点。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步阐释。

实施例1：

本实施例1提供了一种使用本发明的控制方法进行的磷铜球杂质含量实验。

具体如下：

利用10吨连体组织生产磷铜球，每次向熔炉内投入一批生产原料，每批生产原料由1000kg电解铜和一块10kg的再生铜组成，再生铜中的杂质含量为2.85％。每批次加入生产原料，待电解铜和再生铜溶解混合均匀后，取样检测铜液的杂质含量。检测结果：随着每批次生产原料的逐步加入，铜液的杂质含量也逐步上升，加入第170批次生产原料后，铜液的杂质含量为0.034935％，随后再加入生产原料，铜液的杂质含量均稳定维持在恒定值0.034935％，小于国标的0.035％。

对比例1：

本对比例1提供了一个与实施例1相对比的磷铜球杂质含量实验。

具体如下：

利用10吨连体组织生产磷铜球，每次向熔炉内投入一批生产原料，每批生产原料由1000kg电解铜和一块10kg的再生铜组成，再生铜中的杂质含量为3.5％。每批次加入生产原料，待电解铜和再生铜溶解混合均匀后，取样检测铜液的杂质含量。检测结果：随着每批次生产原料的逐步加入，铜液的杂质含量也逐步上升，加入第38批次生产原料后，铜液的杂质含量已经达到0.03491％，加入第38批次生产原料后，铜液的杂质含量为0.03502％，超出国家标准的0.035％，随后继续再加入生产原料，铜液的杂质含量仍有上升，但是较为缓慢，直至加入第170批次生产原料时，铜液的杂质含量为0.035990％，随后继续加入生产原料，铜液的杂质含量稳定在0.035990％。

对比例2：

本对比例2提供了一个与实施例1相对比的磷铜球杂质含量实验。

具体如下：

利用10吨连体炉生产磷铜球，每次向熔炉内投入一批生产原料，每批生产原料由1000kg电解铜和一块10kg的再生铜组成，再生铜中的杂质含量为2.9％。每批次加入生产原料，待电解铜和再生铜溶解混合均匀后，取样检测铜液的杂质含量。检测结果：随着每批次生产原料的逐步加入，铜液的杂质含量也逐步上升，加入第39批次生产原料后，铜液的杂质含量即逼近国标0.035％的标准，加入第40批次生产原料后，铜液的杂质含量超出国家标准0.035％，随后继续再加入生产原料，铜液的杂质含量仍有上升，但是较为缓慢，直至加入第155批次生产原料时，铜液的杂质含量为0.034935％，随后继续加入生产原料，铜液的杂质含量稳定在0.034935％。

实施例2：

本实施例2提供了一种本发明的磷铜球的生产方法，具体为：将再生铜和电解铜按照重量比1:100的比例加入熔炉内熔化，所述再生铜中的杂质含量为2.85％。熔化后向熔炉内加入磷铜合金，熔化混合均匀得到磷铜熔融铜液。将磷铜熔融铜液排入保温炉，所述保温炉内的磷铜熔融铜液的温度控制在1150±5℃，保温炉内的磷铜熔融铜液表面铺设一层石墨层，石墨层的厚度为30-50mm，本实施例2中优选50mm。通过上引连铸机取用所述保温炉内的磷铜熔融铜液并将之冷却结晶成磷铜杆，再将所述磷铜杆依次经过镦球机、抛光机、清洗机和包装机加工成磷铜球；所使用的再生铜中的杂质含量不大于2.85％。

在一个优选的方案中，所述熔炉为工频感应炉，所述熔炉内磷铜熔融铜液的表面设置有一层木炭层。木炭层的厚度为100-150mm，本实施例中优选150mm。

在另一个优选的方案之中，通过煤气预先置换熔炉内的空气，以达到隔绝空气的作用。

本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其技术细节作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种使用再生铜生产的磷铜球中杂质含量的控制方法，其特征在于：生产磷铜球过程中使用再生铜和电解铜共同作为生产原料，所述再生铜中的杂质含量不大于2.85％。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于：所述再生铜中的杂质含量为2.5～2.85％。

3.根据权利要求1或2所述的控制方法，其特征在于：生产磷铜球过程中，分批次加入生产原料，每批次生产原料中均包含再生铜和电解铜。

4.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于：每批次加入的生产原料中再生铜和电解铜的重量比为1:100。

5.一种磷铜球的生产方法，其特征在于，将再生铜和电解铜加入熔炉内熔化，熔化后向熔炉内加入磷铜合金，熔化混合均匀得到磷铜熔融铜液，通过上引连铸机将所述磷铜熔融铜液冷却结晶成磷铜杆，再将所述磷铜杆依次经过镦球机、抛光机、清洗机和包装机加工成磷铜球；所使用的再生铜中的杂质含量不大于2.85％。

6.根据权利要求5所述的生产方法，其特征在于：所述熔炉和所述上引连铸机之间还设置有暂时存放所述磷铜熔融铜液的保温炉，所述保温炉内磷铜熔融铜液的温度控制在1150±5℃。

7.根据权利要求5所述的生产方法，其特征在于：所述熔炉为工频感应炉。

8.根据权利要求5所述的生产方法，其特征在于：所述再生铜和电解铜的投料重量比1:100。

9.根据权利要求5所述的生产方法，其特征在于：所述熔炉内进行再生铜和电解铜熔化操作之前，先隔绝空气。

10.根据权利要求9所述的生产方法，其特征在于：通过覆盖于磷铜熔融铜液表面的木炭和/或向所述熔炉内置换注入煤气来隔绝空气。