CN108165753A - 一种从阀门废铜中提取的铅黄铜的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种从阀门废铜中提取的铅黄铜的制造方法，该从阀门废铜中提取的铅黄铜与原阀门新制时重量与化学成份组成相当，主要通过洁净表面后通过微生物活动进行还原并纯化，然后真空电渣重熔而最终回收。本发明的从阀门废铜中提取的铅黄铜回收率极高、回收的铅黄铜质量好、回收方便、成本低、应用范围广。

Description

一种从阀门废铜中提取的铅黄铜的制造方法

技术领域

本发明涉及废旧金属回收领域，尤其涉及一种从阀门废铜中提取的铅黄铜及其制造方法。

背景技术

金属回收是指从废旧金属中分离出来的有用物质经过物理或机械加工成为再生利用的制品，是从回收、拆解、到再生利用的一条产业链。金属回收产业形成了一个完整的产业链及再生利用生态圈，对实现资源的有效利用具有重大意义。

但现有技术中的大量高性能的铅黄铜制阀门由于其体量小、结构复杂、孔内难清理，采用常规方式回收成本高、回收率低，很少有相关技术专门针对其回收。现有技术中的废铜回收一般采用机械方式清理表面后直接回收利用，一方面极大地降低了回收率、另一方面长久使用后的铅黄铜制阀门性能下降明显，表面腐蚀、氧化脱屑、内部疲劳、微裂纹等大量集聚，再利用价值低。

因此，市面上急需一种回收率极高、回收的铅黄铜质量好、回收方便、成本低、应用范围广的铅黄铜及其制造方法。

发明内容

针对现有技术中存在的上述缺陷，本发明旨在提供一种回收率极高、回收的铅黄铜质量好、回收方便、成本低、应用范围广的从阀门废铜中提取的铅黄铜及其制造方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种从阀门废铜中提取的铅黄铜的制造方法，包括以下步骤：

1）生产前准备

①提取原料准备：准备足量直径1μm-2μm的铝粉、足量金属锌；

②设备及工装准备：准备磨粒流去毛刺设备、酸度计、内置有机械搅拌装置内表面采用聚氯乙烯膜封闭保护的回收槽、真空电渣重溶设备、设置在回收槽底部且面积覆盖回收槽底面积2/3的托盘，该托盘采用四氟乙烯材料制造；

③辅助原料准备：足量植入有苏云金芽孢杆菌的青岛湖湖心深底淤泥、2216E琼脂培养基、溶质质量分数3%的高锰酸钾溶液；

2）还原性微生物培养

①将青岛湖湖心深底淤泥均匀刷涂在2216E琼脂培养基表面，升温至26℃-28℃，静置2天-3天，获得混合菌培养基；

②在步骤①获得的混合菌培养基内倒入阶段1）步骤③准备的高锰酸钾溶液至完全浸没青岛湖湖心深底淤泥，保持温度26℃-28℃，静置2天-3天，取上清液，该上清液内即含有所需还原性微生物，获得还原性微生物菌液；

3）回收

①拆下铅黄铜制阀门；

②将步骤①拆下的阀门内孔通过磨粒流去毛刺设备去除阀内孔中的氧化物及其它固体附着物，获得内孔洁净阀门；

③将步骤②获得的内孔洁净阀门的内外表面采用无水乙醇清洗干净，获得待回收阀门；

④将步骤③获得的待回收阀门放置在阶段1）步骤②准备的托盘上；

⑤在阶段1）步骤②准备的回收槽盛装纯净水，水位升至完全浸没待回收阀门；

⑥开启槽底的机械搅拌装置，以3rpm -5rpm的速度进行均匀缓慢搅拌，然后按水槽容积比加入1%阶段2）步骤②获得的还原性微生物菌液，7天-10天后获得初步回收槽；

⑦将阶段1）步骤②准备的酸度计测量端置于回收槽的液面下，进行酸度监测；

⑧在步骤⑥获得的初步回收槽内缓慢添加阶段1）步骤①准备的铝粉至酸度计的指数不再变化时停止，回收槽内所有固体，获得回收固体混合物；

4）重熔

①在阶段3）获得的回收固体混合物内添加固体混合物总重量0.4%的锌，再采用阶段1）步骤②准备的真空电渣重溶设备进行重熔并浇铸成锭，该锭即为所需的回收铅黄铜。

上述的一种从阀门废铜中提取的铅黄铜的制造方法中所述植入有苏云金芽孢杆菌的青岛湖湖心深底淤泥内至少包括以淤泥质量计菌群浓度1×10⁵cfu/g-1×10⁶cfu/g的苏云金芽孢杆菌、浓度1×10³cfu/g-1×10⁴cfu/g的沃氏嗜盐富饶菌、浓度1×10³cfu/g-1×10⁴cfu/g的盐沼嗜盐杆菌、总浓度1×10⁵cfu/g-1×10⁶cfu/g的多种酵素菌属细菌。

与现技术比较，本发明由于采用了上述方案，具有以下优点：（1）不同于现有技术主要采用机械方式简单清理表面后进行回收，回收后的产品氧化物含量高、内部缺陷大，再利用成本高的缺陷，本发明通过选用含有多种还原性微生物（有众多研究资料显示青岛湖心深底淤泥内存在多种可将金属还氧化进行还原反应的微生物，且随着近年来湖水富营养化后菌群浓度相较之前有大幅增长，同时本发明还特别植入了苏云金芽孢杆菌，这种菌具有较好的广谱还原性，但不能适应因金属离子变化后PH值变化的槽液，因此只能作用一部分，采用多种菌群的组合就可以避免菌群单一带来的局限性问题）进行低浓度强氧化剂筛选（由于除了还原性细菌外还有其它细菌，但在强氧化环境内只有还原性细菌才能在溶液中生存，根据申请人长期实测，取中正确位置的湖底淤泥内含有的有效高还原细菌包括浓度5×10⁵cfu/g-8×10⁵cfu/g的沃氏嗜盐富饶菌[将包括氧化铜在内的多种金属氧化物通过生命活动还原成游离金属离子]、浓度5×10⁴cfu/g-7×10⁵cfu/g的盐沼嗜盐杆菌[将包括氧化铜、氧化锌在内的多种金属氧化物通过生命活动还原成游离金属离子]、总浓度1×10⁷cfu/g-3×10⁷cfu/g的多种酵素菌属细菌[广谱还原性细菌]，根据微生物的繁殖速率及本发明所需浓度，即使取样偏移，根据地方环境特质决定的微生物菌群也不会有太大差异）后获得的高还原性微生物的生命活动深入还原金属氧化物，便于后期重新提纯出被氧化的金属单质，使回收的黄铜化学成份与新制黄铜黄铜材料基本一致，省却了重新配料和投料的成本及人工投入，性能还原性好、回收价值高，实现方式具体为：根据黄铜的化学成份与原电池反应原理，锌是优先于铜被空气和水氧化腐蚀的，实际应用中的黄铜最终回收时，氧化物一般包括大量的氧化锌和少量的碱式碳酸铜、氧化铜等，其实较复杂，本发明简单地利用还原性微生物与上述氧化物的反应，从根本上快速且彻底地去除了回收技术难点——氧化成份，使其生成微生物鳌合物或游离金属盐（氧化锌和氧化铜是不溶于水的）。（2）非常巧妙合理地利用铝粉将与微生物反应鳌合及未鳌合而游离的锌离子和铜离子以金属单质的形式置换出来，一方面是简单利用了金属盐置换原理，另一方面也具有极大的市场应用价值：由于是摩尔数一对一置换，采用分子量低的铝置换分子量高的锌与铜，实际采用重量低，另外由于锌、铜均属于战略金属（尤其铜大量在国防军工中核心零部件中应用），其市场单价远高于铝，本发明通过低经济价值物提纯高经济价值物，大幅提升了回收效益。（3）采用酸度计来控制置换用铝粉的添加量，是很巧妙地利用了Al³⁺溶液PH值与Zn²⁺、Cu²⁺溶液PH值的差异（关键不再于差多少，而是在于有差别，但酸度值稳定下来时即说明金属离子置换反应已经结束，单质铝并不会导致PH值变化），简单而精确地控制了置换量，工业实现容易、成本低（一劳永逸），而本发明特别明确指出的选用直径1μm-2μm的铝粉并不是能简单推理得知的，而是申请人在生产实践中摸索出的最适于用于槽液中快速置换金属的粒度，反应速度快、置换彻底、铝消耗完全。（4）本发明还有一点优异点在采用微生物溶液进行回收，容易导致金属的内置有气体（微生物生命活动产生的，由于微生物在基体上生长，所以难免会有气休渗入），但本发明通过将铜合金原材料成份比例还原后直接进行真空（高温下真空中，气体会自然逸散）电渣重溶，彻底解决了前期回收中的气孔问题，不需复杂配料与控温即可获得与原材料成份配比相当、内部完整致密的优质材料，市场利用性好、应用范围广泛。

具体实施方式

实施例1：

一种从阀门废铜中提取的铅黄铜，与原阀门新制时重量与化学成份组成相当。

上述从阀门废铜中提取的铅黄铜的制造方法，包括以下步骤：

1）生产前准备

①提取原料准备：准备足量直径1μm的铝粉、足量金属锌；

②设备及工装准备：准备磨粒流去毛刺设备、酸度计、内置有机械搅拌装置内表面采用聚氯乙烯膜封闭保护的回收槽、真空电渣重溶设备、设置在回收槽底部且面积覆盖回收槽底面积2/3的托盘，该托盘采用四氟乙烯材料制造；

③辅助原料准备：足量植入有苏云金芽孢杆菌的以淤泥质量计菌群浓度1×10⁵cfu/g-1×10⁶cfu/g的苏云金芽孢杆菌、浓度1×10³cfu/g-1×10⁴cfu/g的沃氏嗜盐富饶菌、浓度1×10³cfu/g-1×10⁴cfu/g的盐沼嗜盐杆菌、总浓度1×10⁵cfu/g-1×10⁶cfu/g的多种酵素菌属细菌的青岛湖湖心深底淤泥、2216E琼脂培养基、溶质质量分数3%的高锰酸钾溶液；

2）还原性微生物培养

①将青岛湖湖心深底淤泥均匀刷涂在2216E琼脂培养基表面，升温至26℃-28℃，静置2天-3天，获得混合菌培养基；

②在步骤①获得的混合菌培养基内倒入阶段1）步骤③准备的高锰酸钾溶液至完全浸没青岛湖湖心深底淤泥，保持温度26℃-28℃，静置2天-3天，取上清液，该上清液内即含有所需还原性微生物，获得还原性微生物菌液；

3）回收

①拆下铅黄铜制阀门；

②将步骤①拆下的阀门内孔通过磨粒流去毛刺设备去除阀内孔中的氧化物及其它固体附着物，获得内孔洁净阀门；

③将步骤②获得的内孔洁净阀门的内外表面采用无水乙醇清洗干净，获得待回收阀门；

④将步骤③获得的待回收阀门放置在阶段1）步骤②准备的托盘上；

⑤在阶段1）步骤②准备的回收槽盛装纯净水，水位升至完全浸没待回收阀门；

⑥开启槽底的机械搅拌装置，以3rpm的速度进行均匀缓慢搅拌，然后按水槽容积比加入1%阶段2）步骤②获得的还原性微生物菌液，7天-10天后获得初步回收槽；

⑦将阶段1）步骤②准备的酸度计测量端置于回收槽的液面下，进行酸度监测；

⑧在步骤⑥获得的初步回收槽内缓慢添加阶段1）步骤①准备的铝粉至酸度计的指数不再变化时停止，回收槽内所有固体，获得回收固体混合物；

4）重熔

①在阶段3）获得的回收固体混合物内添加固体混合物总重量0.4%的锌，再采用阶段1）步骤②准备的真空电渣重溶设备进行重熔并浇铸成锭，该锭即为所需的回收铅黄铜。

实施例2：

整体与实施例1一致，差异之处在于：

上述从阀门废铜中提取的铅黄铜的制造方法，包括以下步骤：

1）生产前准备

①提取原料准备：准备足量直径2μm的铝粉、足量金属锌；

③辅助原料准备：足量植入有苏云金芽孢杆菌的以淤泥质量计浓度5×10⁵cfu/g-8×10⁵cfu/g的沃氏嗜盐富饶菌、浓度5×10⁴cfu/g-7×10⁵cfu/g的盐沼嗜盐杆菌、总浓度1×10⁷cfu/g-3×10⁷cfu/g的多种酵素菌属细菌的青岛湖湖心深底淤泥、2216E琼脂培养基、溶质质量分数3%的高锰酸钾溶液；

2）还原性微生物培养

①将青岛湖湖心深底淤泥均匀刷涂在2216E琼脂培养基表面，升温至28℃，静置3天，获得混合菌培养基；

②在步骤①获得的混合菌培养基内倒入阶段1）步骤③准备的高锰酸钾溶液至完全浸没青岛湖湖心深底淤泥，保持温度28℃，静置3天，取上清液，该上清液内即含有所需还原性微生物，获得还原性微生物菌液；

3）回收

⑥开启槽底的机械搅拌装置，以5rpm的速度进行均匀缓慢搅拌，然后按水槽容积比加入1%阶段2）步骤②获得的还原性微生物菌液，7天-10天后获得初步回收槽；

对所公开的实施例的上述说明，仅为了使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (2)

1.一种从阀门废铜中提取的铅黄铜的制造方法，其特征在于包括以下步骤：

1）生产前准备

①提取原料准备：准备足量直径1μm-2μm的铝粉、足量金属锌；

②设备及工装准备：准备磨粒流去毛刺设备、酸度计、内置有机械搅拌装置内表面采用聚氯乙烯膜封闭保护的回收槽、真空电渣重溶设备、设置在回收槽底部且面积覆盖回收槽底面积2/3的托盘，该托盘采用四氟乙烯材料制造；

③辅助原料准备：足量植入有苏云金芽孢杆菌的青岛湖湖心深底淤泥、2216E琼脂培养基、溶质质量分数3%的高锰酸钾溶液；

2）还原性微生物培养

①将青岛湖湖心深底淤泥均匀刷涂在2216E琼脂培养基表面，升温至26℃-28℃，静置2天-3天，获得混合菌培养基；

②在步骤①获得的混合菌培养基内倒入阶段1）步骤③准备的高锰酸钾溶液至完全浸没青岛湖湖心深底淤泥，保持温度26℃-28℃，静置2天-3天，取上清液，该上清液内即含有所需还原性微生物，获得还原性微生物菌液；

3）回收

①拆下铅黄铜制阀门；

②将步骤①拆下的阀门内孔通过磨粒流去毛刺设备去除阀内孔中的氧化物及其它固体附着物，获得内孔洁净阀门；

③将步骤②获得的内孔洁净阀门的内外表面采用无水乙醇清洗干净，获得待回收阀门；

④将步骤③获得的待回收阀门放置在阶段1）步骤②准备的托盘上；

⑤在阶段1）步骤②准备的回收槽盛装纯净水，水位升至完全浸没待回收阀门；

⑥开启槽底的机械搅拌装置，以3rpm -5rpm的速度进行均匀缓慢搅拌，然后按水槽容积比加入1%阶段2）步骤②获得的还原性微生物菌液，7天-10天后获得初步回收槽；

⑦将阶段1）步骤②准备的酸度计测量端置于回收槽的液面下，进行酸度监测；

⑧在步骤⑥获得的初步回收槽内缓慢添加阶段1）步骤①准备的铝粉至酸度计的指数不再变化时停止，回收槽内所有固体，获得回收固体混合物；

4）重熔

①在阶段3）获得的回收固体混合物内添加固体混合物总重量0.4%的锌，再采用阶段1）步骤②准备的真空电渣重溶设备进行重熔并浇铸成锭，该锭即为所需的回收铅黄铜。

2.根据权利要求1所述的一种从阀门废铜中提取的铅黄铜的制造方法，其特征在于：其中所述植入有苏云金芽孢杆菌的青岛湖湖心深底淤泥内至少包括以淤泥质量计菌群浓度1×10⁵cfu/g-1×10⁶cfu/g的苏云金芽孢杆菌、浓度1×10³cfu/g-1×10⁴cfu/g的沃氏嗜盐富饶菌、浓度1×10³cfu/g-1×10⁴cfu/g的盐沼嗜盐杆菌、总浓度1×10⁵cfu/g-1×10⁶cfu/g的多种酵素菌属细菌。