CN109609766B - 一种从废旧铁青铜中除铁回收铜的方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种从废旧铁青铜中除铁回收铜的方法,先往废旧铁青铜的熔液中加入氧化剂,将Fe元素氧化成铁氧化物;然后再往熔液中加入造渣剂,造渣剂与铁氧化物发生造渣反应生成炉渣;然后静置熔液,然后扒渣除铁,然后浇铸,得到粗铜锭;本发明将物理冶金与合金化技术相结合,实现了从废旧铁青铜中除铁回收铜,具有除铁效果好、工艺简单、处理成本低的特点,具有显著的经济效益和社会效益。
Description
技术领域
本发明涉及再生铜技术领域,尤其是涉及一种从废旧铁青铜中除铁回收铜的方法。
背景技术
在纯铜中加入铁元素形成的铁青铜具有较高的强度和导电性,适合于对导电性能和强度要求较高的场合,广泛应用于断路器元件,接触弹簧,电气用夹具,弹簧和端子,挠性软管,保险丝夹,垫圈,插头,柳钉,冷凝器焊管,集成电路引线框架,电缆屏蔽等,其中最典型的用途是用于集成电路或分离器元件所需的引线框架。
但是,在废旧铁青铜的回收铜再利用的过程中,由于废旧铁青铜中铁的含量范围较宽(0.1wt%~6.0wt%),这对于从废旧含铁青铜回收铜带来了很大的困难。因此,研究开发降低废旧铁青铜中铁含量的技术,对废旧铁青铜这种二次资源的回收再生利用具有重要的现实意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种从废旧铁青铜中除铁回收铜的方法。
为解决上述的技术问题,本发明提供的技术方案为:
一种从废旧铁青铜中除铁回收铜的方法,包括以下步骤:
1)将废旧铁青铜加入熔炼炉中升温熔化;
2)往所述熔炼炉中的熔液中加入氧化剂,然后保温熔炼,将Fe元素氧化成铁氧化物;
3)往所述熔炼炉中的熔液中加入造渣剂,且升温熔炼,造渣剂与铁氧化物发生造渣反应生成炉渣;
4)然后静置熔液,然后扒渣,然后浇铸,得到粗铜锭。
优选的,步骤1)中,将熔液的温度升至1100℃~1200℃然后保温,熔液的保温温度为1100℃~1200℃。
优选的,步骤2)中,在熔液温度为1100℃~1200℃时往所述熔液中加入氧化剂,然后保温熔炼40分钟~50分钟。
优选的,步骤2)中,所述氧化剂为氧化亚铜,氧化亚铜的添加量占步骤1)中的废旧铁青铜的添加量的质量百分数为30%~60%。
优选的,步骤3)中,所述造渣剂为硅酸钠与硼砂的烧结产物,硅酸钠与硼砂的质量比例为1:(1~2),烧结温度为800℃~900℃。
优选的,步骤3)中,造渣剂的添加量占步骤1)中的废旧铁青铜的添加量的质量百分数为1%~5%。
优选的,步骤3)中,升温熔炼的熔炼温度为1150℃~1250℃。
优选的,步骤4)中,静置时间为10分钟~20分钟,浇铸温度为1100℃~1150℃。
本申请提供了一种从废旧铁青铜中除铁回收铜的方法,先往废旧铁青铜的熔液中加入氧化剂,将Fe元素氧化成铁氧化物;然后再往熔液中加入造渣剂,造渣剂与铁氧化物发生造渣反应生成炉渣;然后静置熔液,然后扒渣,然后浇铸,得到粗铜锭;
本申请中,氧化剂为氧化亚铜(Cu2O),本发明添加氧化剂的目的是因为铁在铜的熔液中是有限溶解,不与铜生成化合物,要除去铜中的铁元素,必须先使铁元素氧化成FeO,之后再和造渣剂生成炉渣而被除去;
本申请中,添加剂为硅酸钠(Na2SiO3)与硼砂(Na2B4O7·10H2O)烧结而成,步骤3)中,添加硅酸钠(Na2SiO3)与硼砂(Na2B4O7·10H2O)的烧结物,使FeO变成FeO·SiO2·B2O3炉渣,最后扒渣从而将铁除去;
本发明将物理冶金与合金化技术相结合,实现了从废旧铁青铜中除铁回收铜,具有除铁效果好、工艺简单、处理成本低的特点,具有显著的经济效益和社会效益。
具体实施方式
为了进一步理解本发明,下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述,但是应当理解,这些描述只是进一步说明本发明的特征及优点,而不是对本发明权利要求的限制。
本申请提供了一种从废旧铁青铜中除铁回收铜的方法,包括以下步骤:
1)将废旧铁青铜加入熔炼炉中升温熔化;
2)往所述熔炼炉中的熔液中加入氧化剂,然后保温熔炼,将Fe元素氧化成铁氧化物;
3)往所述熔炼炉中的熔液中加入造渣剂,且升温熔炼,造渣剂与铁氧化物发生造渣反应生成炉渣;
4)然后静置熔液,然后扒渣,然后浇铸,得到粗铜锭。
在本申请的一个实施例中,步骤1)中,将熔液的温度升至1100℃~1200℃然后保温,熔液的保温温度为1100℃~1200℃。
在本申请的一个实施例中,步骤2)中,在熔液温度为1100℃~1200℃时往所述熔液中加入氧化剂,然后保温熔炼40分钟~50分钟。
在本申请的一个实施例中,步骤2)中,所述氧化剂为氧化亚铜,氧化亚铜的添加量占步骤1)中的废旧铁青铜的添加量的质量百分数为30%~60%。
在本申请的一个实施例中,步骤3)中,所述造渣剂为硅酸钠与硼砂的烧结产物,硅酸钠与硼砂的质量比例为1:(1~2),烧结温度为800℃~900℃。
在本申请的一个实施例中,步骤3)中,造渣剂的添加量占步骤1)中的废旧铁青铜的添加量的质量百分数为1%~5%。
在本申请的一个实施例中,步骤3)中,升温熔炼的熔炼温度为1150℃~1250℃。
在本申请的一个实施例中,步骤4)中,静置时间为10分钟~20分钟,浇铸温度为1100℃~1150℃。
本发明对上述方法中未提及的处理设备及工艺参数均没有限制,采用本技术领域内技术人员熟知的处理设备及工艺参数即可。
为了进一步理解本发明,下面结合实施例对本发明提供的一种从废旧铁青铜中除铁回收铜的方法进行详细说明,本发明的保护范围不受以下实施例的限制。
实施例1
经化验,实施例1中的待处理的废旧铁青铜中的铁含量为3.1wt%。
一种从废旧铁青铜中除铁回收铜的方法,包括以下步骤:
1)将废旧铁青铜加入熔炼炉中升温熔化;
步骤1)中,将熔液的温度升至1200℃然后保温,熔液的保温温度为1200℃;
2)往所述熔炼炉中的熔液中加入氧化剂,然后保温熔炼,将Fe元素氧化成铁氧化物;
步骤2)中,在熔液温度为1200℃时往所述熔液中加入氧化剂,然后保温熔炼40分钟;
步骤2)中,所述氧化剂为氧化亚铜,氧化亚铜的添加量占步骤1)中的废旧铁青铜的添加量的质量百分数为30%;
3)往所述熔炼炉中的熔液中加入造渣剂,且升温熔炼,造渣剂与铁氧化物发生造渣反应生成炉渣;
步骤3)中,所述造渣剂为硅酸钠与硼砂的烧结产物,硅酸钠与硼砂的质量比例为1:1,烧结温度为860℃;
步骤3)中,造渣剂的添加量占步骤1)中的废旧铁青铜的添加量的质量百分数为1%;
步骤3)中,升温熔炼的熔炼温度为1250℃,熔炼30分钟;
4)然后静置熔液,然后扒渣,然后浇铸,得到粗铜锭;
步骤4)中,静置时间为15分钟,浇铸温度为1150℃。
对实施例1制得的粗铜锭取样进行分析得到试样中铁含量为0.34wt%,经计算除铁率为89%。
实施例2
经化验,实施例2中的待处理的废旧铁青铜中的铁含量为2.6wt%。
一种从废旧铁青铜中除铁回收铜的方法,包括以下步骤:
1)将废旧铁青铜加入熔炼炉中升温熔化;
步骤1)中,将熔液的温度升至1200℃然后保温,熔液的保温温度为1200℃;
2)往所述熔炼炉中的熔液中加入氧化剂,然后保温熔炼,将Fe元素氧化成铁氧化物;
步骤2)中,在熔液温度为1200℃时往所述熔液中加入氧化剂,然后保温熔炼30分钟;
步骤2)中,所述氧化剂为氧化亚铜,氧化亚铜的添加量占步骤1)中的废旧铁青铜的添加量的质量百分数为30%;
3)往所述熔炼炉中的熔液中加入造渣剂,且升温熔炼,造渣剂与铁氧化物发生造渣反应生成炉渣;
步骤3)中,所述造渣剂为硅酸钠与硼砂的烧结产物,硅酸钠与硼砂的质量比例为1:2,烧结温度为870℃;
步骤3)中,造渣剂的添加量占步骤1)中的废旧铁青铜的添加量的质量百分数为2%;
步骤3)中,升温熔炼的熔炼温度为1250℃,熔炼40分钟;
4)然后静置熔液,然后扒渣,然后浇铸,得到粗铜锭;
步骤4)中,静置时间为15分钟,浇铸温度为1150℃。
对实施例2制得的粗铜锭取样进行分析得到试样中铁含量为0.23wt%,经计算除铁率为91.2%。
实施例3
经化验,实施例3中的待处理的废旧铁青铜中的铁含量为5.25wt%。
一种从废旧铁青铜中除铁回收铜的方法,包括以下步骤:
1)将废旧铁青铜加入熔炼炉中升温熔化;
步骤1)中,将熔液的温度升至1200℃然后保温,熔液的保温温度为1200℃;
2)往所述熔炼炉中的熔液中加入氧化剂,然后保温熔炼,将Fe元素氧化成铁氧化物;
步骤2)中,在熔液温度为1200℃时往所述熔液中加入氧化剂,然后保温熔炼30分钟;
步骤2)中,所述氧化剂为氧化亚铜,氧化亚铜的添加量占步骤1)中的废旧铁青铜的添加量的质量百分数为40%;
3)往所述熔炼炉中的熔液中加入造渣剂,且升温熔炼,造渣剂与铁氧化物发生造渣反应生成炉渣;
步骤3)中,所述造渣剂为硅酸钠与硼砂的烧结产物,硅酸钠与硼砂的质量比例为1:1.5,烧结温度为880℃;
步骤3)中,造渣剂的添加量占步骤1)中的废旧铁青铜的添加量的质量百分数为4%;
步骤3)中,升温熔炼的熔炼温度为1250℃,熔炼40分钟;
4)然后静置熔液,然后扒渣,然后浇铸,得到粗铜锭;
步骤4)中,静置时间为15分钟,浇铸温度为1150℃。
对实施例3制得的粗铜锭取样进行分析得到试样中铁含量为0.48wt%,经计算除铁率为90.90%。
实施例4
经化验,实施例4中的待处理的废旧铁青铜中的铁含量为0.20wt%。
一种从废旧铁青铜中除铁回收铜的方法,包括以下步骤:
1)将废旧铁青铜加入熔炼炉中升温熔化;
步骤1)中,将熔液的温度升至1200℃然后保温,熔液的保温温度为1200℃;
2)往所述熔炼炉中的熔液中加入氧化剂,然后保温熔炼,将Fe元素氧化成铁氧化物;
步骤2)中,在熔液温度为1200℃时往所述熔液中加入氧化剂,然后保温熔炼30分钟;
步骤2)中,所述氧化剂为氧化亚铜,氧化亚铜的添加量占步骤1)中的废旧铁青铜的添加量的质量百分数为50%;
3)往所述熔炼炉中的熔液中加入造渣剂,且升温熔炼,造渣剂与铁氧化物发生造渣反应生成炉渣;
步骤3)中,所述造渣剂为硅酸钠与硼砂的烧结产物,硅酸钠与硼砂的质量比例为1:1,烧结温度为880℃;
步骤3)中,造渣剂的添加量占步骤1)中的废旧铁青铜的添加量的质量百分数为3%;
步骤3)中,升温熔炼的熔炼温度为1250℃,熔炼40分钟;
4)然后静置熔液,然后扒渣,然后浇铸,得到粗铜锭;
步骤4)中,静置时间为15分钟,浇铸温度为1150℃。
对实施例4制得的粗铜锭取样进行分析得到试样中铁含量为0.015wt%,经计算除铁率为92.5%。
实施例5
经化验,实施例5中的待处理的废旧铁青铜中的铁含量为5.94wt%。
一种从废旧铁青铜中除铁回收铜的方法,包括以下步骤:
1)将废旧铁青铜加入熔炼炉中升温熔化;
步骤1)中,将熔液的温度升至1200℃然后保温,熔液的保温温度为1200℃;
2)往所述熔炼炉中的熔液中加入氧化剂,然后保温熔炼,将Fe元素氧化成铁氧化物;
步骤2)中,在熔液温度为1200℃时往所述熔液中加入氧化剂,然后保温熔炼30分钟;
步骤2)中,所述氧化剂为氧化亚铜,氧化亚铜的添加量占步骤1)中的废旧铁青铜的添加量的质量百分数为60%;
3)往所述熔炼炉中的熔液中加入造渣剂,且升温熔炼,造渣剂与铁氧化物发生造渣反应生成炉渣;
步骤3)中,所述造渣剂为硅酸钠与硼砂的烧结产物,硅酸钠与硼砂的质量比例为1:2,烧结温度为880℃;
步骤3)中,造渣剂的添加量占步骤1)中的废旧铁青铜的添加量的质量百分数为5%;
步骤3)中,升温熔炼的熔炼温度为1250℃,熔炼40分钟;
4)然后静置熔液,然后扒渣,然后浇铸,得到粗铜锭;
步骤4)中,静置时间为20分钟,浇铸温度为1150℃。
对实施例5制得的粗铜锭取样进行分析得到试样中铁含量为0.52wt%,经计算除铁率为91.20%。
实施例6
经化验,实施例6中的待处理的废旧铁青铜中的铁含量为0.37wt%。
一种从废旧铁青铜中除铁回收铜的方法,包括以下步骤:
1)将废旧铁青铜加入熔炼炉中升温熔化;
步骤1)中,将熔液的温度升至1200℃然后保温,熔液的保温温度为1200℃;
2)往所述熔炼炉中的熔液中加入氧化剂,然后保温熔炼,将Fe元素氧化成铁氧化物;
步骤2)中,在熔液温度为1200℃时往所述熔液中加入氧化剂,然后保温熔炼30分钟;
步骤2)中,所述氧化剂为氧化亚铜,氧化亚铜的添加量占步骤1)中的废旧铁青铜的添加量的质量百分数为40%;
3)往所述熔炼炉中的熔液中加入造渣剂,且升温熔炼,造渣剂与铁氧化物发生造渣反应生成炉渣;
步骤3)中,所述造渣剂为硅酸钠与硼砂的烧结产物,硅酸钠与硼砂的质量比例为1:2,烧结温度为880℃;
步骤3)中,造渣剂的添加量占步骤1)中的废旧铁青铜的添加量的质量百分数为3%;
步骤3)中,升温熔炼的熔炼温度为1250℃,熔炼40分钟;
4)然后静置熔液,然后扒渣,然后浇铸,得到粗铜锭;
步骤4)中,静置时间为20分钟,浇铸温度为1150℃。
对实施例6制得的粗铜锭取样进行分析得到试样中铁含量为0.034wt%,经计算除铁率为90.8%。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以对本发明进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (2)
1.一种从废旧铁青铜中除铁回收铜的方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)将废旧铁青铜加入熔炼炉中升温熔化;
2)往所述熔炼炉中的熔液中加入氧化剂,然后保温熔炼,将Fe元素氧化成铁氧化物;
3)往所述熔炼炉中的熔液中加入造渣剂,且升温熔炼,造渣剂与铁氧化物发生造渣反应生成炉渣;
4)然后静置熔液,然后扒渣,然后浇铸,得到粗铜锭;
步骤1)中,将熔液的温度升至1100℃~1200℃然后保温,熔液的保温温度为1100℃~1200℃;
步骤2)中,在熔液温度为1100℃~1200℃时往所述熔液中加入氧化剂,然后保温熔炼40分钟~50分钟;
步骤2)中,所述氧化剂为氧化亚铜,氧化亚铜的添加量占步骤1)中的废旧铁青铜的添加量的质量百分数为30%~60%;
步骤3)中,所述造渣剂为硅酸钠与硼砂的烧结产物,硅酸钠与硼砂的质量比例为1:(1~2),烧结温度为800℃~900℃;
步骤3)中,造渣剂的添加量占步骤1)中的废旧铁青铜的添加量的质量百分数为1%~5%;
步骤3)中,升温熔炼的熔炼温度为1150℃~1250℃。
2.根据权利要求1所述的从废旧铁青铜中除铁回收铜的方法,其特征在于,步骤4)中,静置时间为10分钟~20分钟,浇铸温度为1100℃~1150℃。
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