CN109518024B - 一种降低复杂多元黄铜合金杂质元素锡的方法 - Google Patents

一种降低复杂多元黄铜合金杂质元素锡的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种降低复杂多元黄铜合金中杂质元素锡的方法，属于铜冶炼过程熔体净化技术领域。主要处理工艺包括分拣预处理—加料熔化—熔炼—浇铸处理。复杂多元废杂黄铜原料首先经过分拣预处理，在感应炉中熔化后加入2‑20％(重量百分比)铜钙合金(Cu‑Ca10)熔炼保温5‑20min再加1％聚渣剂(氟化钠)保温15‑30min，浇铸成锭。处理后的黄铜合金中锡含量下降了20％～50％，使复杂多元黄铜合金中杂质元素锡含量降低至有益元素的范围，提升了合金品质。

Description

一种降低复杂多元黄铜合金杂质元素锡的方法
技术领域
本发明属于铜冶炼过程熔体净化技术领域，特别涉及一种降低复杂多元黄铜合金杂质元素锡的方法。
技术背景
我国铜资源短缺，原料供应与消费需求之间的矛盾日益突出，废杂铜的再生利用不仅可以缓解国内铜生产企业对于铜精矿的巨大需求压力，而且还可以地降低能源消耗及污染物排放，促进铜工业节能减排以及污染物排放。近几年中国的再生铜产业得到了快速的发展，再生铜产量增长较快。再生铜主要的来源是报废的含铜废件，生产铜、铜合金及其机械加工过程的废料、铜渣和熔炼过程的烟尘等。废杂铜经过回收拆解之后，对铜废料进行严格的分类再进行针对性地回收利用。其中高品位纯铜料可以直接利用，返回重现加工，其余纯度较低铜废料可生产再生精铜或直接熔炼成铜合金使用。废杂黄铜是废杂铜中量较多的一种，如果将收购的原料单纯的回收铜，不但铜品位不高，而且锌元素被极大的浪费，因此废杂黄铜原料直接利用生产黄铜合金是最经济可行的方法。
废杂黄铜原料来源广泛、成分复杂，在精炼过程多元复杂黄铜生产中锌存在的情况下杂质元素锡去除困难，严重影响了企业产品质量的提高，但是黄铜合金中微量元素锡的存在对合金性能又有极大益处。少量锡能固溶于α和α+β黄铜中，可提高铜合金的耐蚀性、强度和硬度。在铜中的锌由零增至38％的α相范围内，锡的固溶度由15％降至0.7％，但含锌量增加到出现在β相时，锡的固溶度又有所提高。在黄铜中加入锡的含量一般不超过1.5％，锡含量过多会使得合金的塑性下降。锡在黄铜中主要是抑制脱锌，提高黄铜的耐蚀性，对酸性矿水也有强的抗腐蚀性能。因此，控制黄铜中杂质元素锡至一定范围内对合金的性能大有益处，寻找去除杂质锡至微量的方法势在必行。
发明内容
本发明的目的是针对上述复杂多元黄铜合金再生急需解决的技术难题，提出一种能降低其中有害元素锡的方法，实现了杂质元素保持在有益范围，提高了黄铜合金的品质。
本发明是通过以下技术方案实现的。
一种降低复杂多元黄铜合金杂质元素锡的方法，包括：分拣预处理—加料熔化—熔炼—浇铸处理，其特征在于：
a.废杂黄铜原料要分拣预处理，排除与黄铜合金无关的杂质物料；
b.将经过分拣预处理的废杂黄铜原料加入感应炉内加热至完全熔化，温度1100-1300℃，待原料熔化后搅拌捞除浮渣；
c.将裹覆有黄铜箔的铜钙合金(Cu-Ca10)加入熔体，待铜钙合金(Cu-Ca10)熔化后搅拌熔体，使反应均匀，保温时间5min—20min；
d.废杂铜熔体中再加入聚渣剂氟化钠，搅拌熔体，保温15min—30min捞渣后浇铸成锭。
进一步地，步骤2)所述熔化温度1100-1300℃。
进一步地，步骤3)所述铜钙合金(Cu-Ca10)的加入量为废杂黄铜原料的2-20％。
进一步地，步骤4)所述聚渣剂氟化钠的加入量为废杂黄铜原料的1％。
进一步地，在步骤4)加入聚渣剂后另外还可以加入添加剂，加入量为废杂黄铜原料的0-2％，添加剂为碳酸钠、氟化钙一种或几种的组合，加入添加剂后保温10-20min。
本发明特点是
1、复杂多元废杂铜原料中锡含量高，超出有益元素的范围值。
2、废杂铜原料要经过分拣预处理，把其中一些明显的杂质元素去除。
3、热处理温度为废杂铜原料熔化温度，温度范围1100-1300℃。
4、加入废杂黄铜原料的2-20％(重量百分比)黄铜箔裹覆的铜钙合金(Cu-Ca10)后要加1％(重量百分比)聚渣剂氟化钠捕捉生成的化合物，使生成的化合物能够上浮成渣。
5、另外可加入添加剂继续捕捉聚渣剂没有结合完全锡的化合物。
6、时间上的控制，加黄铜箔裹覆的铜钙合金(Cu-Ca10)后要短暂保温、加1％(重量百分比)聚渣剂氟化钠后要稍长时间保温，以使得生成的化合物有足够时间上浮。
本发明针对再生废杂黄铜原料中锡含量高、锌存在情况下一般精炼剂除锡困难的问题，创新性的提出了一种降低复杂多元黄铜合金杂质元素锡的方法，黄铜原料经过分拣预处理后，加入感应炉内熔化，待完全形成熔体后加入黄铜箔裹覆的铜钙合金(Cu-Ca10)和1％(重量百分比)聚渣剂氟化钠，保温浇铸得到铜锭。结果表明铜锭中的锡含量降低，处理后的黄铜合金中锡含量下降了20％～50％，实现了复杂多元黄铜合金精炼除杂的目标。
具体实施方式
一种降低复杂多元黄铜合金杂质元素锡的方法，包括：分拣预处理—加料熔化—熔炼—浇铸处理，其特征在于：废杂黄铜原料要分拣预处理，排除与黄铜合金无关的杂质物料；将经过分拣预处理的废杂黄铜原料加入感应炉内加热至完全熔化，温度1100-1300℃，待原料熔化后搅拌捞除浮渣；将2-20％(重量百分比)裹覆有黄铜箔的铜钙合金(Cu-Ca10)加入熔体，待铜钙合金(Cu-Ca10)熔化后搅拌熔体，使反应均匀，保温时间5min—20min；废杂铜熔体中再加入1％(重量百分比)聚渣剂氟化钠，搅拌熔体，保温15min—30min捞渣后浇铸成锭；加入聚渣剂后另外可以加入添加剂，添加剂可以为碳酸钠、氟化钙等一种或几种的组合，加入添加剂后保温10-20min。处理后的黄铜合金锡含量下降了20％～50％。
实施例1
废杂铜原料预处理后至感应炉内熔化取样，ICP测Sn含量4.87％，加10％(重量百分比)裹覆黄铜箔的铜钙合金(Cu-Ca10)、1％(重量百分比)聚渣剂氟化钠和1％(重量百分比)添加剂碳酸钠保温结束后浇铸，取铸锭上下两端样品测ICP取平均值，其中Sn含量3.58％，对比结果计算可知，锡含量下降了26.49％。
实施例2
废杂铜原料预处理后至感应炉内熔化取样，ICP测Sn含量0.40％，加4％(重量百分比)裹覆黄铜箔的铜钙合金(Cu-Ca10)和1％(重量百分比)聚渣剂氟化钠保温结束后浇铸，取铸锭上下两端样品测ICP取平均值，其中Sn含量0.30％，对比结果计算可知，锡含量下降了25％。

Claims (3)

1.一种降低复杂多元黄铜合金杂质元素锡的方法，包括：分拣预处理—加料熔化—熔炼—浇铸处理，其特征在于：
1）废杂黄铜原料要分拣预处理，排除与黄铜合金无关的杂质物料；
2）将经过分拣预处理的废杂黄铜原料加入感应炉内加热至完全熔化，温度1100-1300℃，待原料熔化后搅拌捞除浮渣；
3）将裹覆有黄铜箔的铜钙合金Cu-Ca10加入熔体，待铜钙合金Cu-Ca10熔化后搅拌熔体，使反应均匀，保温时间5min—20min；
4）废杂铜熔体中再加入聚渣剂氟化钠，搅拌熔体，保温15min—30min捞渣后浇铸成锭；
步骤3）所述铜钙合金Cu-Ca10的加入量为废杂黄铜原料的2-20%。
2.根据权利要求1所述一种降低复杂多元黄铜合金杂质元素锡的方法，其特征在于步骤4）所述聚渣剂氟化钠的加入量为废杂黄铜原料的1%。
3.根据权利要求1所述一种降低复杂多元黄铜合金杂质元素锡的方法，其特征在于在步骤4）加入聚渣剂后又另外加入添加剂，加入量为废杂黄铜原料的0-2%，添加剂为碳酸钠、氟化钙一种或几种的组合，加入添加剂后保温10-20min。
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