CN108048660A - 一种废镀锡铜米的再生处理方法 - Google Patents

一种废镀锡铜米的再生处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种废镀锡铜米的再生处理方法，首先将废镀锡铜米在真空条件下加入螺旋送料器中，对螺旋送料器进行加热处理，保持螺旋送料器内温度控制在165～230℃；然后用螺旋送料器将废镀锡铜米缓慢送入收集器中，废镀锡铜米表面的锡镀层和少量铜与铜米分离呈粉末状，脱锡后铜米连同分离的锡粉、铜粉一同进入收集器中；筛分得到脱锡后的铜米和铜、锡混合粉末；然后将铜、锡混合粉末进行油浴加热、筛滤，分离得到铜粉和颗粒状锡。本发明利用锡“怕热”的特性，在真空条件下实现了锡的机械高效分离，整个过程没有任何化学试剂和化学过程参与，使用的设备简单，操作方便，可实现产业化应用。

Description

一种废镀锡铜米的再生处理方法
技术领域：
本发明属于二次资源回收利用领域，具体涉及一种废镀锡铜米的再生处理方法。
技术背景：
锡作为稀贵金属，对废旧镀锡铜线中锡的回收不仅保护和节约锡资源，还可提高铜线的利用价值，同时降低能耗和环境负担，具有良好的社会和经济效益。2006年我国对镀锡铜线的市场需求量近15万吨，国内的现有热镀锡生产线200多条，生产能力超过20万吨每年，加上电器、灯饰、通信等线缆用量保守超过20万吨。
近年来，电子及通讯、汽车、电线电缆等行业发展生产阴极铜。此工艺因大量的锡进入炉渣而未能实现迅猛，生产过程中镀锡边角废料及可回收的镀锡废料日锡的有效回收，每年这种废料多达40万～50万吨。
现有废镀锡电线电缆大部分采用铜米机进行处理，铜米机是用于对废旧铜线粉碎将铜和塑料分离的机械。废镀锡电线电缆经铜米机处理后得到废镀锡铜米。镀锡铜米是废线缆生产的一种新的工业原料，它的分离回收不仅可以提高金属的使用率，提高再生资源的附加值，而且可以避免对坏境的污染。
对于废镀锡铜线，以往有三种传统的解决方法：1、将镀锡铜线直接送铜冶炼厂加工成电铜板，但铜的消耗高达9％～20％，加工费为1200～1800元/吨，大大增加了电缆制造成本；2、用镀锡铜线生产锡青铜，可锡青铜的市场销售量有限；3、个别企业采用热盐酸剥离铜线上的锡层，铜线本身一部分也会被盐酸腐蚀，锡和铜都溶入酸里而无法回收，只能与酸一同浪费掉，严重污染环境，无推广价值。
从近年来废镀锡电线电缆回收技术发展的情况来看，人们趋向于采用铜米机分离塑料皮得到废镀锡铜米，对于废镀锡铜米大多采用湿法剥离表层锡，再进行电化学回收或化学回收。
涉及化学过程势必会消耗大量的化学试剂，存在二次污染和成本高等问题，且铜、锡资源也回收不彻底。
本发明在前期工作的基础上，充分利用锡的物理化学性质，创造性地提出了废镀锡铜米的回收工艺及装置，解决废镀锡铜米的再生处理问题。
发明内容：
本发明所要解决的技术问题是提供一种废镀锡铜米的再生处理方法，实现锡镀层的高效物理分离，并实现锡、铜资源的高效分离回收。
本发明提供一种废镀锡铜米的再生处理方法，通过以下步骤实现：
1)、将废镀锡铜米在真空条件下加入螺旋送料器中，对螺旋送料器进行加热处理，保持螺旋送料器内温度控制在165～230℃；
2)、用螺旋送料器将废镀锡铜米缓慢送入收集器中，废镀锡铜米表面的锡镀层在螺旋送料器中的加热、挤压和刮擦作用下与铜米分离呈粉末状，废镀锡铜米表层的少量铜在螺旋送料器的机械刮擦作用下与铜米分离呈粉末状；在螺旋送料器的作用下，脱锡后铜米连同分离的锡粉、铜粉一同进入收集器中；
3)、从收集器中收集脱锡后的铜米、锡粉、铜粉的混合物，利用筛网将脱锡后的铜米与铜粉、锡粉分离；得到的脱锡后的铜米作为精铜再利用，得到的铜、锡混合粉末送下一工序处理；
4)、将步骤3)得到的锡、铜混合粉末置入带有搅拌装置的容器中，加入介质油，然后将容器加热至240℃，启动搅拌装置搅拌2-3min，锡被熔化成液态；然后将容器内的含有熔融液态锡、固体铜粉的介质油进行筛滤处理，熔融液态锡和介质油通过筛孔，实现与铜粉的分离，得到纯净的铜粉；介质油冷却至常温，从油中得到颗粒状锡。
本发明一种废镀锡铜米的再生处理方法，所述的废镀锡铜米的线径为2-4mm，长度为5-12mm。
本发明一种废镀锡铜米的再生处理方法，所述的步骤1)和步骤2)中，体系压力为25kpa。
本发明一种废镀锡铜米的再生处理方法，所述步骤3)中，筛分装置的筛孔孔径小于2mm。
本发明一种废镀锡铜米的再生处理方法，所述步骤4)中，介质油采用柴油、煤油、硅油中的一种或几种。
本发明还提供一种废镀锡铜米的再生处理方法的装置，螺旋送料器(7)设有动密封套(3)并通过皮带(2)由电机(1)驱动，螺旋送料器(7)一端连接有入料斗(4)，另一端连接有收集器(9)，所述的螺旋送料器(7)设有加热单元(6)，所述加热单元(6)设有加热器(8)，所述的收集容器(9)的出气口通过管道(11)与真空泵12的入气口连接，所述的入料斗(4)设有入料口(5)，所述的收集容器(9)设有出料口(10)。
本发明一种废镀锡铜米的再生处理方法，技术原理为：
废镀锡铜米表层的锡是单质锡，锡的熔点是231.89℃，锡在161℃以上，锡的晶体结构发生变化，白锡转变成具有斜方晶系的晶体结构的斜方锡。斜方锡很脆，一敲就碎，展性很差，很容易从铜基体上分离开来。
本发明是利用165～230℃这个温度区间段锡的晶体结构改变、而铜非常问稳定，在锡的熔点以下进行机械处理，采用真空条件下用螺旋送料器进行边加热边缓慢送料处理，锡受热晶体结构变化导致变脆，在螺旋送料器的挤压和刮擦作用下很容易从铜基体上分离开来；同时，有少量铜不可避免因为机械刮擦作用也被刮落，由于真空条件下，所有金属未被氧化。
分离锡的铜米可作为精铜直接再生利用；铜、锡粉采用锡的低熔点特点，将锡铜粉末置入温度高于锡熔点的介质油中，锡呈熔融流体态，在不降温的情况下通过筛分装置实现固液分离，冷却油后锡呈固体态实现回收。
本发明的有益效果是：
本发明将废镀锡铜米进行了彻底的分离回收，实现高效再生处理，避免了现有技术因湿法带来的高成本和环境污染问题；本发明利用锡“怕热”的特性，在真空条件下实现了锡的机械高效分离，相对于纯物理刮擦手段来说，分离锡更彻底，分离回收率更高，而且所有金属未氧化；分离锡铜粉采用锡的低熔点，利用油浴加热再筛滤实现精准分离，整个过程没有任何化学试剂和化学过程参与，使用的设备简单，操作方便，可实现产业化应用。
附图说明：
图1为一种废镀锡铜米的再生处理方法的工艺流程图；
图2为一种废镀锡铜米的再生处理方法的装置示意图；
图2中：1、电机；2、皮带；3、动密封套；4、入料斗；5、入料口；6、加热单元；7、螺旋送料器；8、加热器；9、收集器；10、出料口；11、管道；12、真空泵。
具体实施方式：
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。
1)、将废镀锡铜米在真空条件下加入螺旋送料器中，对螺旋送料器进行加热处理，保持螺旋送料器内温度控制在165～230℃；
2)、用螺旋送料器将废镀锡铜米缓慢送入收集器中，废镀锡铜米表面的锡镀层在螺旋送料器中的加热、挤压和刮擦作用下与铜米分离呈粉末状，废镀锡铜米表层的少量铜在螺旋送料器的机械刮擦作用下与铜米分离呈粉末状；在螺旋送料器的作用下，脱锡后铜米连同分离的锡粉、铜粉一同进入收集器中；
3)从收集器中收集脱锡后的铜米、锡粉、铜粉的混合物，利用筛网将脱锡后的铜米与铜粉、锡粉分离；得到的脱锡后的铜米作为精铜再利用，得到的铜、锡混合粉末送下一工序处理；
4)、将步骤3)得到的锡、铜混合粉末置入带有搅拌装置的容器中，加入介质油，然后将容器加热至240℃，启动搅拌装置搅拌2-3min，锡被熔化成液态；然后将容器内的含有熔融液态锡、固体铜粉的介质油进行筛滤处理，熔融液态锡和介质油通过筛孔，实现与铜粉的分离，得到纯净的铜粉；介质油冷却至常温，从油中得到颗粒状锡。
一种废镀锡铜米的再生处理方法的装置，螺旋送料器(7)设有动密封套(3)并通过皮带(2)由电机(1)驱动，螺旋送料器(7)一端连接有入料斗(4)，另一端连接有收集器(9)，所述的螺旋送料器(7)设有加热单元(6)，所述加热单元(6)设有加热器(8)，所述的收集容器(9)的出气口通过管道(11)与真空泵12的入气口连接，所述的入料斗(4)设有入料口(5)，所述的收集容器(9)设有出料口(10)。
实施例1
取线径为2-4mm、长度为5-12mm废镀锡铜米2kg，将废镀锡铜米在真空条件下加入螺旋送料器中，对螺旋送料器进行加热处理，保持螺旋送料器内温度控制在165℃，体系压力25kpa；用螺旋送料器将废镀锡铜米缓慢送入收集器中，废镀锡铜米表面的锡镀层在螺旋送料器中的加热、挤压和刮擦作用下与铜米分离呈粉末状，废镀锡铜米表层的少量铜在螺旋送料器的机械刮擦作用下与铜米分离呈粉末状；在螺旋送料器的作用下，脱锡后铜米连同分离的锡粉、铜粉一同进入收集器中；从收集器中收集脱锡后的铜米、锡粉、铜粉的混合物，利用筛孔尺寸1.5mm的筛网将脱锡后的铜米与铜粉、锡粉分离；得到的脱锡后的铜米作为精铜再利用，得到的铜、锡混合粉末置入带有搅拌装置的容器中，加入柴油，然后将容器加热至240℃，启动搅拌装置搅拌2min，锡被熔化成液态；然后将容器内的含有熔融液态锡、固体铜粉的油进行筛滤处理，熔融液态锡和油通过筛孔，实现与铜粉的分离，得到纯净的铜粉；油冷却至常温，从油中得到颗粒状锡。
技术效果：
1、废镀锡铜米表面的锡镀层分离干净，分离回收得到的脱锡铜米纯度为99.01％；
2、分离回收得到颗粒状锡20.51g。
实施例2
取线径为2-4mm、长度为5-12mm废镀锡铜米2kg，将废镀锡铜米在真空条件下加入螺旋送料器中，对螺旋送料器进行加热处理，保持螺旋送料器内温度控制在230℃，体系压力25kpa；用螺旋送料器将废镀锡铜米缓慢送入收集器中，废镀锡铜米表面的锡镀层在螺旋送料器中的加热、挤压和刮擦作用下与铜米分离呈粉末状，废镀锡铜米表层的少量铜在螺旋送料器的机械刮擦作用下与铜米分离呈粉末状；在螺旋送料器的作用下，脱锡后铜米连同分离的锡粉、铜粉一同进入收集器中；从收集器中收集脱锡后的铜米、锡粉、铜粉的混合物，利用筛孔尺寸1mm的筛网将脱锡后的铜米与铜粉、锡粉分离；得到的脱锡后的铜米作为精铜再利用，得到的铜、锡混合粉末置入带有搅拌装置的容器中，加入煤油，然后将容器加热至240℃，启动搅拌装置搅拌3min，锡被熔化成液态；然后将容器内的含有熔融液态锡、固体铜粉的油进行筛滤处理，熔融液态锡和油通过筛孔，实现与铜粉的分离，得到纯净的铜粉；油冷却至常温，从油中得到颗粒状锡。
技术效果：
1、废镀锡铜米表面的锡镀层分离干净，分离回收得到的脱锡铜米纯度为99.08％；
2、分离回收得到颗粒状锡20.89g。
实施例3
取线径为2-4mm、长度为5-12mm废镀锡铜米2kg，将废镀锡铜米在真空条件下加入螺旋送料器中，对螺旋送料器进行加热处理，保持螺旋送料器内温度控制在190℃，体系压力25kpa；用螺旋送料器将废镀锡铜米缓慢送入收集器中，废镀锡铜米表面的锡镀层在螺旋送料器中的加热、挤压和刮擦作用下与铜米分离呈粉末状，废镀锡铜米表层的少量铜在螺旋送料器的机械刮擦作用下与铜米分离呈粉末状；在螺旋送料器的作用下，脱锡后铜米连同分离的锡粉、铜粉一同进入收集器中；从收集器中收集脱锡后的铜米、锡粉、铜粉的混合物，利用筛孔尺寸1.5mm的筛网将脱锡后的铜米与铜粉、锡粉分离；得到的脱锡后的铜米作为精铜再利用，得到的铜、锡混合粉末置入带有搅拌装置的容器中，加入柴油，然后将容器加热至240℃，启动搅拌装置搅拌3min，锡被熔化成液态；然后将容器内的含有熔融液态锡、固体铜粉的油进行筛滤处理，熔融液态锡和油通过筛孔，实现与铜粉的分离，得到纯净的铜粉；油冷却至常温，从油中得到颗粒状锡。
技术效果：
1、废镀锡铜米表面的锡镀层分离干净，分离回收得到的脱锡铜米纯度为99.05％；
2、分离回收得到颗粒状锡20.72g。

Claims (6)

1.一种废镀锡铜米的再生处理方法，其特征在于：通过以下步骤实现：
1)、将废镀锡铜米在真空条件下加入螺旋送料器中，对螺旋送料器进行加热处理，保持螺旋送料器内温度控制在165～230℃；
2)、用螺旋送料器将废镀锡铜米缓慢送入收集器中，废镀锡铜米表面的锡镀层在螺旋送料器中的加热、挤压和刮擦作用下与铜米分离呈粉末状，废镀锡铜米表层的少量铜在螺旋送料器的机械刮擦作用下与铜米分离呈粉末状；在螺旋送料器的作用下，脱锡后铜米连同分离的锡粉、铜粉一同进入收集器中；
3)、从收集器中收集脱锡后的铜米、锡粉、铜粉的混合物，利用筛网将脱锡后的铜米与铜粉、锡粉分离；得到的脱锡后的铜米作为精铜再利用，得到的铜、锡混合粉末送下一工序处理；
4)、将步骤3)得到的锡、铜混合粉末置入带有搅拌装置的容器中，加入介质油，然后将容器加热至240℃，启动搅拌装置搅拌2-3min，锡被熔化成液态；然后将容器内的含有熔融液态锡、固体铜粉的介质油进行筛滤处理，熔融液态锡和介质油通过筛孔，实现与铜粉的分离，得到纯净的铜粉；介质油冷却至常温，从油中得到颗粒状锡。
2.根据权利要求1所述的一种废镀锡铜米的再生处理方法，其特征在于：所述的废镀锡铜米的线径为2-4mm，长度为5-12mm。
3.根据权利要求2所述的一种废镀锡铜米的再生处理方法，其特征在于：所述的步骤1)和步骤2)中，体系压力为25kpa。
4.根据权利要求3所述的一种废镀锡铜米的再生处理方法，其特征在于：所述步骤3)中，筛分装置的筛孔孔径小于2mm。
5.根据权利要求4所述的一种废镀锡铜米的再生处理方法，其特征在于：所述步骤4)中，介质油采用柴油、煤油、硅油中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的一种废镀锡铜米的再生处理方法的装置，其特征在于：所述装置包括螺旋送料器(7)，螺旋送料器(7)设有动密封套(3)并通过皮带(2)由电机(1)驱动，螺旋送料器(7)一端连接有入料斗(4)，另一端连接有收集器(9)，所述的螺旋送料器(7)设有加热单元(6)，所述加热单元(6)设有加热器(8)，所述的收集容器(9)的出气口通过管道(11)与真空泵12的入气口连接，所述的入料斗(4)设有入料口(5)，所述的收集容器(9)设有出料口(10)。
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