CN110117726A

CN110117726A - 一种降低黄铜合金多种杂质元素的复合精炼方法

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Publication number: CN110117726A
Application number: CN201910413855.XA
Authority: CN
Inventors: 王成彦; 刘伟; 赵洪亮; 刘风琴; 郭淑梅; 黄腾; 杨东超
Original assignee: University of Science and Technology Beijing USTB
Current assignee: University of Science and Technology Beijing USTB
Priority date: 2019-05-17
Filing date: 2019-05-17
Publication date: 2019-08-13

Abstract

本发明公开了一种降低黄铜合金多种杂质元素的复合精炼方法，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—破碎—分选—熔化—净化—浇铸。废杂铜原料经过筛捡，挑选出黄杂铜一类废料，黄杂铜原料经破碎后成小于50mm的小块，经过磁选等方式分选杂物，然后在感应炉熔化后加入六硼化钙、白云石、碳酸钙、氟化钙和氟化钠的混合物，保温15‑30min，捞渣后浇铸成锭。铸锭黄铜合金中铅、锡、铁、镍含量分别下降了10％～60％，此方法使再生黄铜合金中杂质元素的含量得到控制，解决了废杂铜原料中杂质元素难以控制的问题。

Description

一种降低黄铜合金多种杂质元素的复合精炼方法

技术领域

本发明属于再生铜熔体净化技术领域，特别涉及一种降低黄铜合金多种杂质元素的方法。

技术背景

近年来中国铜消费量已经接近全球总消费量的50％，但是中国铜资源只有世界的4.35％，矿产和消费之间的巨大矛盾刺激再生铜行业快速发展，尤其是2000年以后，中国的再生铜保持了年均大于15％的增长率。目前，中国再生铜占比远高于世界水平，2010年接近40％，近几年有所下降，但也保持在25％以上。

中国再生铜对进口依赖度极高，2012年以前进口再生铜占再生铜总量的90％左右，近年来有所下滑。将包括以回收铜为主的废电机等(包括废电机、电线、电缆、五金电器)等16个品种固体废物，从《限制进口类可用作原料的固体废物目录》调入《禁止进口固体废物目录》，自2018年12月31日起执行。上述规定将对中国废杂铜原料的进口产生较大影响，会加速国内废杂铜原料需求的大幅增加。比较来看，中国废杂铜尚未制定较为详细的废杂铜分类标准，分类程度和水平较低，导致中国废杂铜原料成份波动较大，杂质元素含量较高，这将对废杂铜熔炼、熔体净化及铸造过程带来较大影响。

废杂黄铜再生过程中，Pb、Sn、Fe和Ni是最为常见的四种元素，对再生黄铜的性能有着重要的影响，当杂质元素含量过高时，常会产生裂纹、硬质点、面变异物等缺陷，影响产品质量。但由于废杂黄铜中杂质含量高，成分复杂，限制因素多，使得目前常用的通用精炼剂不能十分有效的脱除其中的杂质元素。因此，针对废杂铜“多元”、“高杂”的特点，亟需开发针对性的高效精炼复合方法。

发明内容

本发明的目的是针对我国再生黄铜生产急需解决的技术难题，提出了一种降低黄铜合金多种杂质元素的方法，实现了杂质元素含量的降低，提高了黄铜合金的品位，为下一步深加工提供了优质的原材料。

本发明是通过以下技术方案实现的。

一种降低黄铜合金多种杂质元素的方法，包括：原料预处理—破碎—分选—熔化—净化—浇铸，其特征在于：

1)废杂铜原料中挑选出颜色特征明显的黄杂铜废料，并去油污；

2)黄杂铜原料破碎至50mm以下；

3)通过磁选、重选等方式初步分离铁、塑料等杂质成分；

4)预处理后的黄杂铜原料加入感应炉内至完全熔化，温度控制在1100-1300℃；

5)精炼：加入精炼剂，并加入一定的添加剂，待熔化后搅拌熔体使反应均匀，保温15-30min；

6)待反应渣上浮后充分捞渣，浇铸成锭。

进一步地，所述精炼过程的精炼剂由六硼化钙、白云石、碳酸钙、氟化钙和氟化钠组成，六硼化钙、白云石、碳酸钙、氟化钙和氟化钠要充分混合，六硼化钙加入量与废杂黄铜原料中需要除铅锡量摩尔比的总和大于1。

所述白云石与碳酸钙总和加入量为废杂铜量的1％(重量百分比)，其中白云石与碳酸钙的重量配比为3:1。

进一步地，所述氟化钙和氟化钠加入量总和为废杂铜量的1％(重量百分比)，其中氟化钙和氟化钠的重量配比为1:1。

进一步地，所述添加剂为碳酸钠、氢氧化钙、氟化铝一种或几种的组合，加入添加剂后保温10-20min并捞渣。

进一步地，添加剂加入量占比废杂黄铜原料的0.1-2％(重量百分比)。

进一步地，加精炼剂后要适当搅拌使反应均匀，同时要保温足够时间以使得生成的化合物上浮。

本发明实验结果表明黄铜产品中杂质含量得到控制，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铅、锡、铁、镍含量分别下降了10％～60％，实现了再生黄铜合金净化除杂的目的，解决了废杂铜原料中杂质元素难以控制的问题。

具体实施方式

一种降低黄铜合金多种杂质元素的方法，包括：原料预处理—破碎—分选—熔化—净化—浇铸，其特征在于：废杂铜原料中挑选出颜色特征明显的黄杂铜废料，并去油污；黄杂铜原料破碎至50mm以下；通过磁选、重选等方式初步分离铁等无关的杂物；预处理后的黄杂铜原料加入感应炉内至完全熔化，温度控制在1100-1300℃；加入由六硼化钙、白云石、碳酸钙、氟化钙和氟化钠组成的精炼剂，其中六硼化钙加入量与废杂黄铜原料中需要除铅锡量摩尔比的总和大于1，重量配比为3:1的白云石与碳酸钙加入量的总和为废杂铜重量的1％，氟化钙和氟化钠加入量总和为废杂铜重量的1％，待精炼剂熔化后搅拌熔体使反应均匀，保温15-30min；加入精炼剂后另外可以加入添加剂，添加剂可以为添加剂为碳酸钠、氢氧化钙、氟化铝一种或几种的组合，加入添加剂后保温10-20min。待反应渣上浮后充分捞渣，浇铸成锭。进一步地，本发明处理后的黄铜合金中铅、锡、铁、镍含量分别下降了10％～60％。

实施例1

废杂铜原料预处理后加入感应炉内熔化取样，直读光谱仪测Pb、Sn、Fe、Ni含量分别为3.52％、2.38％、0.57％、0.32％，加混合均匀的六硼化钙、白云石、碳酸钙、氟化钙和氟化钠保温结束后浇铸，取铸锭上下两端样品测直读光谱仪取平均值，其中Pb、Sn、Fe、Ni含量分别为2.68％、1.78％、0.44％、0.21％，对比结果计算可知，Pb、Sn、Fe、Ni含量分别下降了23.86％、25.21％、22.8％、34.37％。

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Pb、Sn、Fe、Ni含量分别为4.01％、3.87％、0.29％、0.28％，加混合均匀的六硼化钙、白云石、碳酸钙、氟化钙、氟化钠和添加剂氢氧化钙保温结束后浇铸，取铸锭上下两端样品测直读光谱仪取平均值，其中Pb、Sn、Fe、Ni含量分别为2.95％、2.66％、0.21％、0.21％，对比结果计算可知，Pb、Sn、Fe、Ni含量分别下降了26.43％、31.26％、28.57％、25％。

Claims

1.一种降低黄铜合金多种杂质元素的方法，包括：原料预处理—破碎—磁选—熔化—净化—浇铸，其特征在于：

2)黄杂铜原料破碎至50mm以下；

3)通过磁选、重选方式初步分离铁、塑料杂质成分；

6)待反应渣上浮后充分捞渣，浇铸成锭。

2.根据权利要求1所述一种降低黄铜合金多种杂质元素的方法，其特征在于步骤(5)所述精炼过程的精炼剂由六硼化钙、白云石、碳酸钙、氟化钙和氟化钠组成，六硼化钙、白云石、碳酸钙、氟化钙和氟化钠要充分混合，六硼化钙加入量与废杂黄铜原料中需要除铅锡量摩尔比的总和大于1。

3.根据权利要求1所述一种降低黄铜合金多种杂质元素的方法，其特征在于所述白云石与碳酸钙总和加入量为废杂铜量的1％(重量百分比)，其中白云石与碳酸钙的重量配比为3:1。

4.根据权利要求1所述一种降低黄铜合金多种杂质元素的方法，其特征在于氟化钙和氟化钠加入量总和为废杂铜量的1％(重量百分比)，其中氟化钙和氟化钠的重量配比为1:1。

5.根据权利要求1所述一种降低黄铜合金多种杂质元素的方法，其特征在于步骤(5)所述添加剂为碳酸钠、氢氧化钙、氟化铝一种或几种的组合，加入添加剂后保温10-20min并捞渣。

6.根据权利要求1所述一种降低黄铜合金多种杂质元素的方法，其特征在于添加剂加入量占比废杂黄铜原料的0.1-2％(重量百分比)。

7.根据权利要求1所述一种降低黄铜合金多种杂质元素的方法，其特征在于加精炼剂后要适当搅拌使反应均匀，同时要保温足够时间以使得生成的化合物上浮。