CN110079673A - 一种快速提纯废杂铜的火法精炼方法 - Google Patents

一种快速提纯废杂铜的火法精炼方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110079673A
CN110079673A CN201910415487.2A CN201910415487A CN110079673A CN 110079673 A CN110079673 A CN 110079673A CN 201910415487 A CN201910415487 A CN 201910415487A CN 110079673 A CN110079673 A CN 110079673A
Authority
CN
China
Prior art keywords
copper scap
copper
refining
liquid
pyro
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201910415487.2A
Other languages
English (en)
Inventor
张立峰
李亚琼
李忆妍
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
University of Science and Technology Beijing USTB
Original Assignee
University of Science and Technology Beijing USTB
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by University of Science and Technology Beijing USTB filed Critical University of Science and Technology Beijing USTB
Priority to CN201910415487.2A priority Critical patent/CN110079673A/zh
Publication of CN110079673A publication Critical patent/CN110079673A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B15/00Obtaining copper
    • C22B15/0026Pyrometallurgy
    • C22B15/006Pyrometallurgy working up of molten copper, e.g. refining
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B7/00Working up raw materials other than ores, e.g. scrap, to produce non-ferrous metals and compounds thereof; Methods of a general interest or applied to the winning of more than two metals
    • C22B7/001Dry processes
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

Abstract

本发明提供一种快速提纯废杂铜的火法精炼方法,属于冶金精炼技术领域。该方法首先向废杂铜液中加入氧化性覆盖剂,覆盖剂的加入量为废杂铜质量的1%‑5%;然后在1100‑1300℃下,控制空气流量在0.01Nm3/min‑0.20Nm3/min,利用送料装置将氧化性精炼渣剂喷吹入废杂铜液,喷吹搅拌处理后,将废杂铜液静置,进行扒渣处理;再向废杂铜液中加入还原性覆盖剂,在1100‑1300℃下,控制氮气流量在0.01Nm3/min‑0.20Nm3/min;利用送料装置将还原性精炼渣剂喷吹入废杂铜液,喷吹搅拌处理后,将铜液静置,进行扒渣处理;最后进行浇铸获得99‑99.99%纯度的铜块。该方法可以在常压下操作,成本低、效率高,可大规模工业化生产。

Description

一种快速提纯废杂铜的火法精炼方法
技术领域
本发明涉及冶金精炼技术领域,特别是指一种快速提纯废杂铜的火法精炼方法。
背景技术
废杂铜来源于铜的冶炼过程、加工过程产生的含铜废弃物及铜废旧设备,包含废旧电线、铜板、铜箔、铜灰等。废杂铜含有的杂质主要为Al、Si、Mn、Zn、Fe、Ni、As、Sb、Pb、Sn等等,但由于原料来源复杂,造成废杂铜中所含杂质的种类和成分不尽相同,这就增加了回收过程的处理难度。废杂铜的有效回收可以起到弥补铜资源的重要作用。
废杂铜的传统提炼方法为火法精炼,具有节能降耗、环境污染低等优点,受到人们的普遍青睐。比如专利CN103937994A“一种用于铜火法精炼的深度脱氧工艺”提出了一种有效深度脱氧的技术;专利CN107532234A“粗铜的火法精炼”,提出了一种有效控制粗铜中氧和硫含量的方法。但这些方法由于氧化过程和还原过程是两个对立的作业,存在低效率、高能耗、黑烟污染等问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种快速提纯废杂铜的火法精炼方法,在最佳除杂温度下,以混合气体为载气,采用旋转喷吹的方式对废杂铜溶液分阶段进行喷吹氧化粉、还原粉除杂,以增加杂质脱除的热力学和动力学条件。最终提供一种低成本、高效率、易控制的废杂铜精炼的生产工艺。
该方法包括步骤如下:
S1:向废杂铜液中加入氧化性覆盖剂,氧化性覆盖剂的组成为40%-60%CuO、30%-40%MnO2、10-20%冰晶石,氧化性覆盖剂的加入量为废杂铜质量的1%-5%;
S2:在1100-1300℃温度下打开空气罐,启动变速电机,调整变速,利用送料装置将氧化性精炼渣剂送至旋转喷头,由旋转喷头将粉末状氧化性精炼渣剂吹入废杂铜液中;
S3:喷吹搅拌处理1-10min之后,喷粉结束,将废杂铜液静置,随后进行扒渣处理;
S4:向S3中扒渣处理后的废杂铜液中加入还原性覆盖剂,还原性覆盖剂的组成为40%-60%C、30%-40%CuCl2、10-20%玻璃,还原性覆盖剂的加入量为扒渣后废杂铜质量的1%-5%;
S5:在1100-1300℃温度下打开氮气罐,启动变速电机,调整变速,利用送料装置将还原性精炼渣剂送至旋转喷头,由旋转喷头将粉末状还原性精炼渣剂吹入废杂铜液中;
S6:喷吹搅拌处理1-10min之后,喷粉结束,将铜液静置,随后进行扒渣处理;
S7:将S6中得到的铜液进行浇铸,获得99-99.99%纯度的铜块。
其中,S1中废杂铜中主要杂质含量范围为:Si 0.01-10%,Al 0.01-10%,Pb0.01-5%,Sn 0.01-5%,Fe 0.01-8%。
S1中氧化性覆盖剂的平均直径小于10mm。
S2中空气罐打开后,控制空气流量为0.01Nm3/min-0.20Nm3/min。
S2中旋转喷头转速为5r/min-10r/min;S2中氧化性精炼渣剂的粉喷流量控制在100kg/min-300kg/min,空气载气的压力为0.5Mpa-2Mpa。
S2中氧化性精炼渣剂的组成为40%-50%SiO2、30%-40%CaO、20%-40%Na2CO3、0-20%CuCl2;粉末状氧化精炼渣剂的粒径在100μm-1mm之间。
S4中还原性覆盖剂的平均直径小于10mm。
S5中氮气罐打开后,控制氮气流量为0.01Nm3/min-0.20Nm3/min。
S5中旋转喷头的转速为5r/min-10r/min;S5中粉末状还原性精炼渣剂的粉喷流量控制在100kg/min-300kg/min,空气载气的压力为0.5Mpa-2Mpa。
S5中还原性精炼渣剂的组成为C,粉末状还原性精炼渣剂的粒径在100μm-1mm之间。
本发明的上述技术方案的有益效果如下:
上述方案中,可以在常压下操作,成本低、效率高,可大规模工业化生产。该方法以混合气体为载气,采用旋转喷吹方式对废杂铜液进行喷粉除杂,通过先后喷吹氧化渣剂和还原渣剂实现连续化精炼,大大改善杂质脱除反应的热力学和动力学条件,提高精炼渣剂的利用率。本发明适用于废杂铜火法精炼,经过喷粉火法精炼处理的铜,其纯度达到99-99.99%。
附图说明
图1为本发明的快速提纯废杂铜的火法精炼方法所涉及的系统示意图。
其中:1-空气罐;2-氮气罐;3-旋转喷头;4-覆盖剂;5-废杂铜液;6-粉末状精炼渣剂;7-变速电机;8-加料室;9-送料装置;10-气体控制阀。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本发明提供一种快速提纯废杂铜的火法精炼方法。
该方法包括步骤如下:
S1:向废杂铜液中加入氧化性覆盖剂,氧化性覆盖剂的组成为40%-60%CuO、30%-40%MnO2、10-20%冰晶石,氧化性覆盖剂的加入量为废杂铜质量的1%-5%;
S2:在1100-1300℃温度下打开空气罐,启动变速电机,调整变速,利用送料装置将氧化性精炼渣剂送至旋转喷头,由旋转喷头将粉末状氧化性精炼渣剂吹入废杂铜液中;
S3:喷吹搅拌处理1-10min之后,喷粉结束,将废杂铜液静置,随后进行扒渣处理;
S4:向S3中扒渣处理后的废杂铜液中加入还原性覆盖剂,还原性覆盖剂的组成为40%-60%C、30%-40%CuCl2、10-20%玻璃,还原性覆盖剂的加入量为扒渣后废杂铜质量的1%-5%;
S5:在1100-1300℃温度下打开氮气罐,启动变速电机,调整变速,利用送料装置将还原性精炼渣剂送至旋转喷头,由旋转喷头将粉末状还原性精炼渣剂吹入废杂铜液中;
S6:喷吹搅拌处理1-10min之后,喷粉结束,将铜液静置,随后进行扒渣处理;
S7:将S6中得到的铜液进行浇铸,获得99-99.99%纯度的铜块。
下面结合具体实施例予以说明。
在实际精炼过程中,如图1所示,变速电机7连接送料装置9,加料室8置于送料装置9上方,空气罐1和氮气罐2并列设置,通过气体控制阀10控制,送料装置9和气体同时汇入旋转喷头3,旋转喷头3下方为高温反应器,高温反应器内覆盖剂4覆盖在废杂铜液5的表面,旋转喷头3深入废杂铜液5中,粉末状精炼渣剂6由废杂铜液5下部喷入,具体包括过程如下:
1)向承装有30t质量的废杂铜液的高温反应器内加入平均直径小于10mm的氧化性覆盖剂4,氧化性覆盖剂的组成为40%CuO、40%MnO2、20%冰晶石,氧化性覆盖剂的加入量为废杂铜质量的5%;
2)此时,废杂铜熔炼温度为1300℃;
3)打开空气罐1,空气流量控制在0.01Nm3/min;
4)启动变速电机7,调整变速,加料室8中的渣剂通过送料装置9将粉末状精炼渣剂5(此时,粉末状精炼渣剂为氧化性精炼渣剂)送至旋转喷头3,再将粉末状氧化性精炼渣剂加入至废杂铜液5,其中旋转喷头3的转速为10r/min;
5)粉末状氧化性精炼渣剂的组成为40%SiO2、30%CaO、20%Na2CO3、10%CuCl2。粉末状氧化性精炼渣剂的粒径为150μm;
6)粉末状氧化性精炼渣剂的粉喷流量控制在100kg/min-300kg/min,空气载气的压力为0.5Mpa-2Mpa;
7)喷吹搅拌处理1-10min之后,喷粉结束,将废杂铜液静置,随后进行扒渣处理;
8)向承装有步骤7)扒渣后的废杂铜液的高温反应器内加入平均直径小于10mm的还原性覆盖剂4,还原性覆盖剂的组成为60%C、30%CuCl、10%玻璃,还原性覆盖剂的加入量为扒渣后废杂铜质量的1%;
9)此时,废杂铜熔炼温度为1300℃;
10)通过控制气体控制阀10,打开氮气罐2,氮气流量控制在0.20Nm3/min;
11)启动变速电机7,调整变速,利用送料装置9将粉末状精炼渣剂5(此时,粉末状精炼渣剂为还原性精炼渣剂)送至旋转喷头3,再将粉末状还原性精炼渣剂加入至废杂铜液,其中旋转喷头3的转速为5r/min;
12)粉末状还原性精炼渣剂的组成为C,粉末状还原性碳质精炼渣剂的粒径为1mm;
13)粉末状还原性精炼渣剂的粉喷流量控制在200kg/min,空气载气的压力为2Mpa;
14)喷吹搅拌处理5min之后,喷粉结束,将铜液静置,随后进行扒渣处理;
15)最后进行浇铸获得纯度为99.9%的铜块。
以上所述是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明所述原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种快速提纯废杂铜的火法精炼方法,其特征在于:包括步骤如下:
S1:向废杂铜液中加入氧化性覆盖剂(4),氧化性覆盖剂的组成为40%-60%CuO、30%-40%MnO2、10-20%冰晶石,氧化性覆盖剂的加入量为废杂铜质量的1%-5%;
S2:在1100-1300℃温度下打开空气罐(1),启动变速电机(7),调整变速,利用送料装置(9)将氧化性精炼渣剂送至旋转喷头(3),由旋转喷头(3)将粉末状氧化性精炼渣剂吹入废杂铜液中;
S3:喷吹搅拌处理1-10min之后,喷粉结束,将废杂铜液静置,随后进行扒渣处理;
S4:向S3中扒渣处理后的废杂铜液中加入还原性覆盖剂,还原性覆盖剂的组成为40%-60%C、30%-40%CuCl2、10-20%玻璃,还原性覆盖剂的加入量为扒渣后废杂铜质量的1%-5%;
S5:在1100-1300℃温度下打开氮气罐(2),启动变速电机(7),调整变速,利用送料装置(9)将还原性精炼渣剂送至旋转喷头(3),由旋转喷头(3)将粉末状还原性精炼渣剂吹入废杂铜液中;
S6:喷吹搅拌处理1-10min之后,喷粉结束,将铜液静置,随后进行扒渣处理;
S7:将S6中得到的铜液进行浇铸,获得99-99.99%纯度的铜块。
2.根据权利要求1所述的快速提纯废杂铜的火法精炼方法,其特征在于:所述S1中废杂铜中杂质含量为:Si0.01-10%,Al0.01-10%,Pb0.01-5%,Sn0.01-5%,Fe0.01-8%。
3.根据权利要求1所述的快速提纯废杂铜的火法精炼方法,其特征在于:所述S1中氧化性覆盖剂的平均直径小于10mm。
4.根据权利要求1所述的快速提纯废杂铜的火法精炼方法,其特征在于:所述S2中空气罐(1)打开后,控制空气流量为0.01 Nm3/min-0.20 Nm3/min。
5.根据权利要求1所述的快速提纯废杂铜的火法精炼方法,其特征在于:所述S2中旋转喷头转速为5r/min-10r/min;S2中氧化性精炼渣剂的粉喷流量控制在100kg/min-300kg/min,空气载气的压力为0.5 Mpa-2 Mpa。
6.根据权利要求1所述的快速提纯废杂铜的火法精炼方法,其特征在于:所述S2中氧化性精炼渣剂的组成为40%-50%SiO2、30%-40%CaO、20%-40%Na2CO3、0-20%CuCl2;粉末状氧化精炼渣剂的粒径在100μm-1mm之间。
7.根据权利要求1所述的快速提纯废杂铜的火法精炼方法,其特征在于:所述S4中还原性覆盖剂的平均直径小于10mm。
8.根据权利要求1所述的快速提纯废杂铜的火法精炼方法,其特征在于:所述S5中氮气罐(2)打开后,控制氮气流量为0.01 Nm3/min-0.20 Nm3/min。
9.根据权利要求1所述的快速提纯废杂铜的火法精炼方法,其特征在于:所述S5中旋转喷头的转速为5r/min-10r/min;S5中粉末状还原性精炼渣剂的粉喷流量控制在100kg/min-300kg/min,空气载气的压力为0.5 Mpa-2 Mpa。
10.根据权利要求1所述的快速提纯废杂铜的火法精炼方法,其特征在于:所述S5中还原性精炼渣剂的组成为C,粉末状还原性精炼渣剂的粒径在100μm-1mm之间。
CN201910415487.2A 2019-05-17 2019-05-17 一种快速提纯废杂铜的火法精炼方法 Pending CN110079673A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910415487.2A CN110079673A (zh) 2019-05-17 2019-05-17 一种快速提纯废杂铜的火法精炼方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910415487.2A CN110079673A (zh) 2019-05-17 2019-05-17 一种快速提纯废杂铜的火法精炼方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110079673A true CN110079673A (zh) 2019-08-02

Family

ID=67420788

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910415487.2A Pending CN110079673A (zh) 2019-05-17 2019-05-17 一种快速提纯废杂铜的火法精炼方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110079673A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110629038A (zh) * 2019-10-28 2019-12-31 河南科技大学 铜或铜合金的脱氧脱硫方法、高纯铜或铜合金及其制备方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103725897A (zh) * 2013-12-27 2014-04-16 中南大学 一种废杂铜火法连续精炼直接生产高纯无氧铜的方法
CN104630496A (zh) * 2013-11-08 2015-05-20 青岛宏泰铜业有限公司 紫杂铜氧化还原及精炼上引法加工无氧铜杆工艺
CN105671247A (zh) * 2016-03-07 2016-06-15 重庆大学 一种硅锰合金液喷粉脱磷的炉外精炼方法
KR101660777B1 (ko) * 2016-04-14 2016-09-28 주식회사 태성엔지니어링 황동 스크랩의 정련 방법 및 그에 의해 제조되는 무연황동
CN106086445A (zh) * 2016-08-10 2016-11-09 安徽晋源铜业有限公司 一种无氧铜杆的熔体净化方法
CN108754176A (zh) * 2018-06-28 2018-11-06 大冶有色金属有限责任公司 一种连续精炼炉及利用该连续精炼炉进行再生铜精炼的工艺方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104630496A (zh) * 2013-11-08 2015-05-20 青岛宏泰铜业有限公司 紫杂铜氧化还原及精炼上引法加工无氧铜杆工艺
CN103725897A (zh) * 2013-12-27 2014-04-16 中南大学 一种废杂铜火法连续精炼直接生产高纯无氧铜的方法
CN105671247A (zh) * 2016-03-07 2016-06-15 重庆大学 一种硅锰合金液喷粉脱磷的炉外精炼方法
KR101660777B1 (ko) * 2016-04-14 2016-09-28 주식회사 태성엔지니어링 황동 스크랩의 정련 방법 및 그에 의해 제조되는 무연황동
CN106086445A (zh) * 2016-08-10 2016-11-09 安徽晋源铜业有限公司 一种无氧铜杆的熔体净化方法
CN108754176A (zh) * 2018-06-28 2018-11-06 大冶有色金属有限责任公司 一种连续精炼炉及利用该连续精炼炉进行再生铜精炼的工艺方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110629038A (zh) * 2019-10-28 2019-12-31 河南科技大学 铜或铜合金的脱氧脱硫方法、高纯铜或铜合金及其制备方法
CN110629038B (zh) * 2019-10-28 2021-11-19 河南科技大学 铜或铜合金的脱氧脱硫方法、高纯铜或铜合金及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103459623B (zh) 有价金属的回收方法
CN103370427B (zh) 有价金属的回收方法
US4673431A (en) Furnace dust recovery process
CA2374700A1 (en) Method of producing metallic iron and raw material feed device
CN101555013A (zh) 一种工业硅的精炼提纯方法
CN108486313B (zh) 一种提升耐热钢晶间纯净度的熔炼工艺
CN111534713B (zh) 一种铸造高温合金返回料的净化处理方法及高温合金
CN110079673A (zh) 一种快速提纯废杂铜的火法精炼方法
CN101880744B (zh) 脱碳转炉废气处理采用干法除尘工艺电除尘不泄爆的方法
CN1935648A (zh) 一种用稻壳制备太阳能电池用多晶硅的方法
WO2016090769A1 (zh) 一种不锈钢及其冶炼工艺
CN111321310A (zh) 制备金属镁的方法和系统
CN107058680A (zh) 一种生产中碳低硅冷镦钢的lf精炼脱氧造渣方法
CN207347178U (zh) 一种硅熔体炉外精炼的装置
WO2015010500A1 (zh) 铜冶炼炉渣贫化方法及装置
WO2018228074A1 (zh) 铜熔炼渣综合回收方法及装置
CN106435310B (zh) 一种用摇炉硅热法精炼锰硅铝合金的工艺
CN1078500A (zh) 一种防止增氢的电渣技术
CN102107265B (zh) 一种钢包覆盖剂及其使用方法
JP2001073021A (ja) 金属精錬用フラックスおよびその製造方法
CN108660290A (zh) 一种中频感应炉顶底复合吹氩精炼装置及方法
CN113278760A (zh) 一种转炉双渣冶炼钢渣去泡沫化的方法
CN103101912B (zh) 一种多晶硅的制备方法
CN106801150B (zh) 一种提高锑回收率的冶炼系统及方法
CN110724839A (zh) 富锰渣的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20190802