CN109763005B - 一种降低复杂多元黄铜合金杂质元素铁的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种降低复杂多元黄铜合金中杂质元素铁的方法，属于再生铜熔体净化技术领域。主要处理工艺包括原料预处理—磁选—熔化—精炼—浇铸处理。复杂多元废杂黄铜原料首先经过原料预处理，分离明显非铜类杂质，并经过磁选分离一部分铁，然后在感应炉熔化后加入铜箔包覆的单质硼或者铜硼合金保温5‑20min再加清渣剂(白云石等)保温15‑30min，浇铸成锭。铸锭黄铜合金中铁含量下降了25％～60％，再生黄铜合金中铁含量得到了合理的控制，铸锭产品质量得到提升。

Description

一种降低复杂多元黄铜合金杂质元素铁的方法

技术领域

本发明属于再生铜熔体净化技术领域，特别涉及一种降低复杂多元黄铜合金杂质元素铁的方法。

技术背景

我国矿山铜资源量少和铜消费量居世界第一的矛盾十分明显，再生资源的利用恰到好处的解决了资源短缺问题，同时由于再生利用经济成本低、企业效益高等优势，近年来我国再生铜行业发展迅速。直接利用法是企业最为青睐的方法，将收购回来的废铜原料直接加入熔炉内精炼后即可生产成铜合金产品，但是在直接利用法生产黄铜合金产品时铁元素含量高，严重影响了产品的质量。

黄铜合金中的铁能够细化铸锭组织，也能够抑制再结晶时的晶粒长大，从而提高黄铜的力学性能和工艺性能。铁与锰、锡、镍、铅相互配合时可提高黄铜的强度和硬度及在大气和海水中的耐蚀性。同时存在铁和硅时，会增加切削刀具磨损，使合金的加工性能变差。黄铜中的铁含量一般不超过1.5％，含铁过高时，富铁相增加，会引起铁的偏析，降低合金的耐蚀性，影响电镀层表面质量。实际中，再生黄铜中的铁元素在存在锌的情况下极难找到一种合适的精炼剂除去，因为锌比铁活泼，大多数可以除铁的精炼剂首先会和锌反应，所以给黄铜精炼过程带来了很多困难。

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铁的方法，实现了将杂质元素保持在发挥有益元素作用的范围内，实现了精炼过程除杂的目的，提高了产品的竞争力。

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铁的方法，包括：原料预处理—磁选—熔化—精炼—浇铸处理，其特征在于：

1)、废杂黄铜原料要分拣预处理，挑选出明显的非铜类杂质，尤其是明显的大块铁料；

2)、破碎后的废杂铜原料通过磁选分离出第一步预处理未挑选的铁制品；

3)、将经过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℃，待原料熔化后搅拌并捞除浮渣；

4)加入精炼剂硼，将裹覆有铜箔的单质硼或者铜硼合金加入熔体，待单质硼或者铜硼合金熔化后并搅拌熔体，保温一定时间后，使硼和原料中的铁充分反应生产硼化铁；

5)、废杂铜熔体中再加入清渣剂，搅拌熔体使反应均匀，熔体中的硼化铁会随清渣剂一起上浮，保温一定时间捞渣后浇铸成锭。

进一步地，所述单质硼或者铜硼合金中硼的加入量占比废杂黄铜原料的0.2-0.5wt％.

进一步地，所述清渣剂的主要成分是白云石、碳酸钙、氢氧化钙，其配比为6:2:1。

进一步地，当精炼剂使用单质硼时，将单质硼与清渣剂混合后一起用铜箔包覆后加入黄铜合金熔体中。

进一步地，为更好的实现清渣效果，本发明加入清渣剂后另外还加入了添加剂，添加剂为碳酸钠、氟化钙、氟化钠一种或几种的组合，加入添加剂后保温10-20min并捞渣。

进一步地，清渣剂加入量占比废杂黄铜原料的0.1-2wt％，添加剂加入量占比废渣黄铜原料的0.1-2wt％。

进一步地，铜硼合金加入量取决于其中硼的含量，保证硼的重量百分比占废杂铜原料的0.2-0.5％。

进一步地，时间上的控制为，加铜箔裹覆的单质硼或者铜硼合金要短暂保温(5min—20min)、加清渣剂后要稍长时间保温(15min—30min)，以使得生成的化合物有足够时间上浮。

本发明实验结果表明黄铜产品中铁含量得到控制，实现了将杂质元素保持在发挥有益元素作用的范围内，处理后的黄铜合金中铁含量下降了25％～60％，实现了精炼过程除杂的目的，提高了产品的竞争力。

具体实施方式

一种降低复杂多元黄铜合金杂质元素铁的方法，包括：原料预处理—磁选—熔化—精炼—浇铸处理，其特征在于：废杂黄铜原料要分拣预处理，挑选出明显的非铜类杂质，尤其是明显的大块铁料；破碎后的废杂铜原料通过磁选分离出第一步预处理未挑选的铁制品；将经过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℃，待原料熔化后搅拌并捞除浮渣；将裹覆有铜箔的单质硼或者铜硼合金加入熔体，待单质硼或者铜硼合金熔化后并搅拌熔体，使反应均匀，保温时间5min—20min；废杂铜熔体中再加入清渣剂(清渣剂的主要成分是白云石、碳酸钙、氢氧化钙，其配比为6:2:1)，搅拌熔体使反应均匀，保温15min—30min捞渣后浇铸成锭；精炼剂使用单质硼时候，可以将单质硼与清渣剂混合后一起加入黄铜合金熔体中；加入清渣剂后另外可以加入添加剂，添加剂可以为碳酸钠、氟化钙、氟化钠等一种或几种的组合，加入添加剂后保温10-20min并捞渣。进一步地，本发明处理后的黄铜合金中铁含量下降了25％～60％。

实施例1

废杂铜原料预处理后至感应炉内熔化取样，直读光谱仪测Fe含量0.63％，加裹覆黄铜箔的铜硼合金、清渣剂(清渣剂的主要成分是白云石、碳酸钙、氢氧化钙，其配比为6:2:1)和添加剂碳酸钠保温结束后浇铸，取铸锭上下两端样品测直读光谱仪取平均值，其中Fe含量0.41％，对比结果计算可知，铁含量下降了34.9％。

实施例2

废杂铜原料预处理后至感应炉内熔化取样，直读光谱仪测Fe含量0.89％，加裹覆黄铜箔的混合单质硼和清渣剂(清渣剂的主要成分是白云石、碳酸钙、氢氧化钙，其配比为6:2:1)保温结束后浇铸，取铸锭上下两端样品测直读光谱仪取平均值，其中Fe含量0.52％，对比结果计算可知，铁含量下降了41.2％。

Claims (3)

1.一种降低复杂多元黄铜合金杂质元素铁的方法，包括：原料预处理—磁选—熔化—精炼—浇铸处理，其特征在于：

处理后黄铜合金中铁含量下降了25%~60%；且具体包括如下步骤：

1）、废杂黄铜原料要分拣预处理，挑选出明显的非铜类杂质；

2）、破碎后的废杂铜原料通过磁选分离出第一步预处理未挑选的铁制品；

3）、将经过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℃，待原料熔化后搅拌并捞除浮渣；

4）、加入精炼剂硼，将裹覆有铜箔的单质硼或者铜硼合金加入熔体，待单质硼或者铜硼合金熔化后并搅拌熔体，保温一定时间后，使硼和原料中的铁充分反应生产硼化铁；所述单质硼或者铜硼合金中硼的加入量占比废杂黄铜原料的0.2-0.5wt%；

5）、废杂铜熔体中再加入清渣剂，另外还加入了添加剂，搅拌熔体使反应均匀，熔体中的硼化铁会随清渣剂一起上浮，保温一定时间捞渣后浇铸成锭；所述清渣剂的主要成分是白云石、碳酸钙、氢氧化钙，其配比为6:2:1；清渣剂加入量占比废杂黄铜原料的0.1-2wt%；时间上的控制为：加铜箔裹覆的单质硼或者铜硼合金保温时间5min-20min、加清渣剂后保温时间15min-30min，以使得生成的化合物有足够时间上浮。

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铁的方法，其特征在于，所述添加剂为碳酸钠、氟化钙、氟化钠一种或几种的组合，加入添加剂后保温10-20min并捞渣。

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铁的方法，其特征在于，添加剂加入量占比废渣黄铜原料的0.1-2wt%。