CN112143895A - 一种从含油废铜中回收铜的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种从含油废铜中回收铜的方法，所述方法包括如下步骤：机械规整含油废铜，并对机械规整后的含油废铜进行喷刷处理，得到初步除油废铜与喷刷后液；清洗所得初步除油废铜，得到深度除油废铜与清洗废液。深度除油废铜经过后处理可用于生产铜产品。本发明通过简单的物理喷刷即可实现含油废铜中油与铜的分离，克服了添加有机溶剂带来的环境污染问题，且所述方法操作简单，回收过程耗能低，除油率可达88.1％以上，且铜回收率达到93.8％以上，具有良好的工业化应用前景。

Description

一种从含油废铜中回收铜的方法
技术领域
本发明属于环保技术领域，涉及一种回收铜的方法，尤其涉及一种从含油废铜中回收铜的方法。
背景技术
金属铜在电力、机械、电子、电器、兵器、新能源等工业中应用广泛，而我国的铜矿资源相对匮乏，对外依存度大于70％，这严重限制了我国铜产业链的发展。废弃铜资源的再生循环利用成为弥补我国铜资源短缺的重要手段，将废旧漆包线中的铜进行回收利用具有重要的现实意义。
含油废铜是铜材加工过程中产生的固体废弃物，特别是铜切削过程中产生的铜屑，铜屑中含有大量的铜资源，但同时也掺入了切削油等杂质。因此，含油废铜无法作为铜原料直接用于制备铜产品。
现有技术中主要利用有机溶剂洗涤或高温热解的方法去除含油废铜中的油杂质。CN 208829769 U公开了一种含油废杂铜循环再生利用装置，包括搅拌洗涤器、洗涤循环池和油水分离器。其中，所述搅拌洗涤器的出液口与洗涤循环池的进液口相连，所述洗涤液循环池的出液口分别与搅拌洗涤器的进液口和油水分离器的进液口相连，所述油水分离器的出液口与洗涤循环池的进液口相连。该装置通过搅拌洗涤器、洗涤循环池和油水分离器等的综合作用，采用合适的洗涤液，实现了油分的高效回收与再生。
CN 109234520 A公开了一种废铜回收的方法，该方法将废铜投入到加油洗洁精的清洗池中进行清洗，然后用清水将废铜冲洗干净以清除废铜表面的灰尘和油污。废铜用破碎机破碎成直径小于1公分的颗粒状，然后进行曝晒，然后将晒热的废铜投入合金熔炼炉中进行熔炼，最终在惰性气体的保护下熔炼的到铜锭。
上述方法使用有机溶剂对含油废铜中的油进行清洗分离，易造成二次污染。
CN 105149326 A公开了一种含油铜屑的一种无污染连续处理装置及处理方啊，该装置包括依次连接的筛网机、刮料运输机、离心脱油水机、干燥炉、热风循环机、再燃炉和尾气过滤处理机。该装置将铜屑依次进行离心脱油以及500-750℃的干燥脱油处理将含油铜屑中的废油得以脱除，但能耗较高。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种从含油废铜中回收铜的方法，该方法利用高压喷洗的方法将含油废铜中的铜与杂质油进行分离，所述方法利用物理分离大幅降低了回收成本，回收过程能耗低，无任何二次污染产生，具有良好的工业化应用前景。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供了一种从含油废铜中回收铜的方法，所述方法包括如下步骤：
(1)机械规整含油废铜，并对机械规整后的含油废铜进行喷刷处理，得到初步除油废铜与喷刷后液；
(2)清洗步骤(1)所得初步除油废铜，得到深度除油废铜与清洗废液。
本发明首先对含油废铜进行机械规整处理，提高了含油废铜的机械强度，从而使后续的喷刷与清洗得以实现。本发明通过机械规整，然后配合简单的物理喷刷即可实现含油废铜中油与铜的分离，克服了添加有机溶剂带来的环境污染问题，且所述方法操作简单，回收过程耗能低，具有良好的工业化应用前景。
优选地，步骤(1)所述机械规整为将含油废铜机械加工为铜线和/或铜条。
当将含油废铜加工为铜线时，铜线的直径为1-3mm，例如可以是1mm、1.2mm、1.4mm、1.6mm、1.8mm、2mm、2.2mm、2.4mm、2.6mm、2.8mm或3mm；当将含油废铜加工为铜条时，铜条的等效直径为5-20mm，例如可以是5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm、11mm、12mm、13mm、14mm、15mm、16mm、17mm、18mm、19mm或20mm。
本发明通过将含油废铜加工为铜线和/或铜条，提高了含油废铜的机械强度，从而使冲刷处理得以进行。
优选地，所述机械加工的方法包括机械挤出和/或机械压制。所述机械挤出与机械压制的方法为常规技术方法，在此不在赘述。
优选地，步骤(1)所述喷刷处理包括如下步骤：对机械规整后的含油废铜首先进行第一喷刷，再进行第二喷刷，重复1-5次，例如可以是1次、2次、3次、4次或5次，优选为3次。
本发明所述喷刷处理为先进行第一喷刷，再进行第二喷刷。喷刷处理的次数为1-5次，提高喷刷处理的次数能够提高除油率，但会使能耗提高，综合考虑除油率与除油成本，本发明将喷刷处理的重复次数选择为1-5次，例如可以是1次、2次、3次、4次或5次，优选为3次。
本发明利用铜与杂质油的热膨胀系数不同，在热水、冷水的轮流喷刷下对机械规整后的含油废铜进行处理。通过热胀冷缩与高压喷刷的协同，实现了含油废铜中铜与杂质油的分离。
优选地，所述第一喷刷的温度为60-80℃，例如可以是60℃、62℃、65℃、68℃、70℃、72℃、75℃、78℃或80℃，优选为70-80℃。
优选地，所述第一喷刷的时间为5-20min，例如可以是5min、7min、10min、12min、15min、18min或20min，优选为10-15min。
优选地，所述第一喷刷时的喷刷压力为3-30MPa，例如可以是3MPa、5MPa、8MPa、10MPa、12MPa、15MPa、18MPa、20MPa、24MPa、25MPa、27MPa或30MPa，优选为10-20MPa。
优选地，所述第二喷刷的温度为10-20℃，例如可以是10℃、12℃、14℃、15℃、16℃、18℃或20℃，优选为12-18℃。
优选地，所述第二喷刷的时间为3-10min，例如可以是3min、4min、5min、6min、7min、8min、9min或10min，优选为5-8min。
优选地，所述第二喷刷时的喷刷压力为3-30MPa，例如可以是3MPa、5MPa、8MPa、10MPa、12MPa、15MPa、18MPa、20MPa、24MPa、25MPa、27MPa或30MPa，优选为10-20MPa。
优选地，步骤(2)所述清洗所用清洗介质为水。
优选地，步骤(2)所述清洗的温度为15-30℃，例如可以是15℃、17℃、20℃、22℃、25℃、27℃或30℃，优选为20-27℃。
优选地，所述方法还包括步骤(2)之后的后处理步骤：
(3)油水分离步骤(1)所得喷刷后液与步骤(2)所得清洗废液的混合液；
(4)对步骤(2)所得深度除油废铜依次进行切割、破碎处理，得到净化铜米；
步骤(3)与步骤(4)不分先后顺序。
优选地，步骤(3)所述油水分离的方法包括重力式分离法、离心式分离法或气浮式分离法中的任意一种或至少两种的组合。
油与水的密度不同，通过简单的重力式分离法、离心式分离法或气浮式分离法即可实现喷刷后液与清洗废液的油水分离，所述油水分离的方法操作简单，分离所得废油可进行二次利用，具有一定的经济效益。
优选地，步骤(3)所述油水分离所得水返回步骤(1)和/或步骤(2)。
油水分离所得水返回步骤(1)时用于喷刷处理，油水分离所得水返回步骤(2)时用于清洗。
优选地，步骤(4)所得净化铜米的平均长度为10-50mm，例如可以是10mm、15mm、20mm、25mm、30mm、35mm、40mm、45mm或50mm。
净化铜米的平均长度越小越有利于后续对铜米的利用，本发明通过常规的切割、破碎操作，使净化铜线切割、破碎为平均长度10-50mm的净化铜米，降低了铜的再利用难度。
优选地，所述方法还包括步骤(4)之后的步骤(5)：熔炼步骤(4)所得净化铜米，铸造后得到铜产品。
优选地，所述熔炼的温度为900-1300℃，例如可以是900℃、950℃、1000℃、1050℃、1100℃、1150℃、1200℃、1250℃或1300℃，优选为1000-1200℃。
作为本发明所述方法的优选技术方案，所述方法包括如下步骤：
(1)将含油废铜通过机械挤出和/或机械压制的方法加工为铜线和/或铜条，然后对铜线和/或铜条进行喷刷处理，得到初步除油废铜与喷刷后液，所述喷刷处理为对对铜线和/或铜条先进行第一喷刷，再进行第二喷刷，重复1-5次；所述第一喷刷的温度为60-80℃，第一喷刷的时间为5-20min，第一喷刷时的喷刷压力为3-30MPa；所述第二喷刷的温度为10-20℃，第二喷刷的时间为3-10min，第二喷刷时的喷刷压力为3-30MPa；
(2)用15-30℃的水清洗步骤(1)所得初步除油废铜，得到深度除油废铜与清洗废液；
(3)油水分离步骤(1)所得喷刷后液与步骤(2)所得清洗废液的混合液，所得水返回步骤(1)和/或步骤(2)；
(4)对步骤(2)所得深度除油废铜依次进行切割、破碎处理，得到平均长度为10-50mm的净化铜米；
步骤(3)与步骤(4)不分先后顺序；
(5)900-1300℃条件下熔炼步骤(4)所得净化铜米，铸造后得到铜产品。
本发明所述的数值范围不仅包括上述例举的点值，还包括没有例举出的上述数值范围之间的任意的点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本发明提供的法操作简单，仅通过物理分离的方法即可实现废漆包线中绝缘漆与铜的分离，且除油率可达88.9wt％，回收率高达95.8％，无二次污染，具有良好的社会与经济效益；
(2)本发明所述表层喷刷处理并非通过简单地物理冲击达到铜与绝缘漆分离的目的，而是通过热胀冷缩与物理冲击的结合达到了分离废漆包线中的铜与绝缘漆的目的，分离效率高，分离效果好，回收所得铜的纯度高，具有工业应用潜力。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
实施例1
本实施例提供了一种从含油废铜中回收铜的方法，所述方法包括如下步骤：
(1)将含油废铜通过机械挤出的方法加工为直径1.4mm的铜线，然后对铜线进行喷刷处理，得到初步除油废铜与喷刷后液，所述喷刷处理为对铜线先进行第一喷刷，再进行第二喷刷，重复3次；所述第一喷刷的温度为70℃，第一喷刷的时间为12min，第一喷刷时的喷刷压力为15MPa；所述第二喷刷的温度为15℃，第二喷刷的时间为6min，第二喷刷时的喷刷压力为15MPa；
(2)用25℃的水清洗步骤(1)所得初步除油废铜，得到深度除油废铜与清洗废液。
本实施例步骤(1)中所述喷刷后液与步骤(2)所述清洗废液混合后进行油水分离，油水分离所得水返回步骤(1)和/或步骤(2)用于喷刷与清洗。
应用切割机与粉碎机对步骤(2)所得深度除油废铜依次进行切割、破碎处理，得到平均长度30mm的净化铜米，然后将净化铜米在900-1300℃的温度范围内熔炼成铜产品，所述铜产品包括但不限于铜板、铜线、铜锭或铜片。
实施例2
本实施例提供了一种从含油废铜中回收铜的方法，所述方法包括如下步骤：
(1)将含油废铜通过机械挤出的方法加工为直径1.4mm的铜线，然后对铜线进行喷刷处理，得到初步除油废铜与喷刷后液，所述喷刷处理为对铜线先进行第一喷刷，再进行第二喷刷，重复3次；所述第一喷刷的温度为65℃，第一喷刷的时间为15min，第一喷刷时的喷刷压力为20MPa；所述第二喷刷的温度为12℃，第二喷刷的时间为5min，第二喷刷时的喷刷压力为20MPa；
(2)用27℃的水清洗步骤(1)所得初步除油废铜，得到深度除油废铜与清洗废液。
本实施例步骤(1)中所述喷刷后液与步骤(2)所述清洗废液混合后进行油水分离，油水分离所得水返回步骤(1)和/或步骤(2)用于喷刷与清洗。
应用切割机与粉碎机对步骤(2)所得深度除油废铜依次进行切割、破碎处理，得到平均长度20mm的净化铜米，然后将净化铜米在900-1300℃的温度范围内熔炼成铜产品，所述铜产品包括但不限于铜板、铜线、铜锭或铜片。
实施例3
本实施例提供了一种从含油废铜中回收铜的方法，所述方法包括如下步骤：
(1)将含油废铜通过机械挤出的方法加工为直径1.4mm的铜线，然后对铜线进行喷刷处理，得到初步除油废铜与喷刷后液，所述喷刷处理为对铜线先进行第一喷刷，再进行第二喷刷，重复3次；所述第一喷刷的温度为75℃，第一喷刷的时间为10min，第一喷刷时的喷刷压力为10MPa；所述第二喷刷的温度为18℃，第二喷刷的时间为8min，第二喷刷时的喷刷压力为10MPa；
(2)用20℃的水清洗步骤(1)所得初步除油废铜，得到深度除油废铜与清洗废液。
本实施例步骤(1)中所述喷刷后液与步骤(2)所述清洗废液混合后进行油水分离，油水分离所得水返回步骤(1)和/或步骤(2)用于喷刷与清洗。
应用切割机与粉碎机对步骤(2)所得深度除油废铜依次进行切割、破碎处理，得到平均长度40mm的净化铜米，然后将净化铜米在900-1300℃的温度范围内熔炼成铜产品，所述铜产品包括但不限于铜板、铜线、铜锭或铜片。
实施例4
本实施例提供了一种从含油废铜中回收铜的方法，所述方法包括如下步骤：
(1)将含油废铜通过机械挤出的方法加工为直径1.4mm的铜线，然后对铜线进行喷刷处理，得到初步除油废铜与喷刷后液，所述喷刷处理为对铜线先进行第一喷刷，再进行第二喷刷，重复3次；所述第一喷刷的温度为60℃，第一喷刷的时间为20min，第一喷刷时的喷刷压力为30MPa；所述第二喷刷的温度为10℃，第二喷刷的时间为3min，第二喷刷时的喷刷压力为30MPa；
(2)用30℃的水清洗步骤(1)所得初步除油废铜，得到深度除油废铜与清洗废液。
本实施例步骤(1)中所述喷刷后液与步骤(2)所述清洗废液混合后进行油水分离，油水分离所得水返回步骤(1)和/或步骤(2)用于喷刷与清洗。
应用切割机与粉碎机对步骤(2)所得深度除油废铜依次进行切割、破碎处理，得到平均长度10mm的净化铜米，然后将净化铜米在900-1300℃的温度范围内熔炼成铜产品，所述铜产品包括但不限于铜板、铜线、铜锭或铜片。
实施例5
本实施例提供了一种从含油废铜中回收铜的方法，所述方法包括如下步骤：
(1)将含油废铜通过机械挤出的方法加工为等效直径为10mm的铜条，然后对铜条进行喷刷处理，得到初步除油废铜与喷刷后液，所述喷刷处理为对铜条先进行第一喷刷，再进行第二喷刷，重复3次；所述第一喷刷的温度为80℃，第一喷刷的时间为5min，第一喷刷时的喷刷压力为3MPa；所述第二喷刷的温度为20℃，第二喷刷的时间为10min，第二喷刷时的喷刷压力为3MPa；
(2)用15℃的水清洗步骤(1)所得初步除油废铜，得到深度除油废铜与清洗废液。
本实施例步骤(1)中所述喷刷后液与步骤(2)所述清洗废液混合后进行油水分离，油水分离所得水返回步骤(1)和/或步骤(2)用于喷刷与清洗。
应用切割机与粉碎机对步骤(2)所得深度除油废铜依次进行切割、破碎处理，得到平均长度50mm的净化铜米，然后将净化铜米在900-1300℃的温度范围内熔炼成铜产品，所述铜产品包括但不限于铜板、铜线、铜锭或铜片。
对比例1
本对比例提供了一种从含油废铜中回收铜的方法，所述方法包括如下步骤：
(1)将含油废铜通过机械挤出的方法加工为铜线，然后对铜线进行喷刷处理，得到初步除油废铜与喷刷后液，所述喷刷处理为对铜线进行第一喷刷，所述第一喷刷的温度为70℃，第一喷刷的时间为54min，第一喷刷时的喷刷压力为15MPa；
(2)用25℃的水清洗步骤(1)所得初步除油废铜，得到深度除油废铜与清洗废液。
本对比例步骤(1)中所述喷刷后液与步骤(2)所述清洗废液混合后进行油水分离，油水分离所得水返回步骤(1)和/或步骤(2)用于喷刷与清洗。
本对比例仅使用热水对含油废铜进行喷刷处理，虽然能够提高除油率，但高温对含油废铜的喷刷损耗较大，铜的回收率较低。
对比例2
本对比例提供了一种从含油废铜中回收铜的方法，所述方法包括如下步骤：
(1)将含油废铜通过机械挤出的方法加工为铜线，然后对铜线进行喷刷处理，得到初步除油废铜与喷刷后液，所述喷刷处理为对铜线进行第二喷刷，所述第二喷刷的温度为15℃，第二喷刷的时间为54min，第二喷刷时的喷刷压力为15MPa；
(2)用25℃的水清洗步骤(1)所得初步除油废铜，得到深度除油废铜与清洗废液。
本对比例步骤(1)中所述喷刷后液与步骤(2)所述清洗废液混合后进行油水分离，油水分离所得水返回步骤(1)和/或步骤(2)用于喷刷与清洗。
本对比例所得深度除油废铜中的杂质油含量较高，无法直接用于制备铜产品。
通过实施例1-5以及对比例1-2中的含油废铜以及深度除油废铜中的含油量计算得到除油率。
通过实施例1-5以及对比例1-2中的含油废铜与深度除油废铜中的铜含量计算铜的回收率，所得结果如表1所示。
表1
除油率/wt％ 铜的回收率/％
实施例1 88.6 95.4
实施例2 88.4 95.8
实施例3 88.1 94.9
实施例4 88.2 95.3
实施例5 88.9 93.8
对比例1 90.3 90.2
对比例2 84.7 96.2
由实施例1-5可知，应用本发明提供的方法对含油废铜进行处理，除油率可达88.1％以上，且铜回收率达到93.8％以上。
对比例1与实施例1相比，对比例1只使用热水对含油废铜进行长时间冲刷，虽然能够将除油率提高至90.3％，但铜的回收率降至90.2％，低于实施例1中的95.4％。
对比例2与实施例1相比，对比例2只使用15℃的水对含油废铜进行长时间冲刷，除油率低至84.7％，低于实施例1中的88.6％，对比例2所得深度除油废铜中的杂质油含量较高，无法直接用于制备铜产品
综上所述，本发明所述表层喷刷处理并非通过简单地物理冲击达到铜与绝缘漆分离的目的，而是通过热胀冷缩、物理冲击与化学除漆的结合达到了分离废漆包线中的铜与绝缘漆的目的，分离效率高，分离效果好，除油率可达88.9wt％，回收率高达95.8％，无二次污染，具有良好的社会与经济效益。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种从含油废铜中回收铜的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
(1)机械规整含油废铜，并对机械规整后的含油废铜进行喷刷处理，得到初步除油废铜与喷刷后液；
(2)清洗步骤(1)所得初步除油废铜，得到深度除油废铜与清洗废液。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述机械规整为将含油废铜机械加工为铜线和/或铜条；
优选地，所述机械加工的方法包括机械挤出和/或机械压制。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述喷刷处理包括如下步骤：对机械规整后的含油废铜首先进行第一喷刷，再进行第二喷刷，重复1-5次。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一喷刷的温度为60-80℃，优选为70-80℃；
优选地，所述第一喷刷的时间为5-20min，优选为10-15min；
优选地，所述第一喷刷时的喷刷压力为3-30MPa，优选为10-20MPa。
5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述第二喷刷的温度为10-20℃，优选为12-18℃；
优选地，所述第二喷刷的时间为3-10min，优选为5-8min；
优选地，所述第二喷刷时的喷刷压力为3-30MPa，优选为10-20MPa。
6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述清洗所用清洗介质为水；
优选地，步骤(2)所述清洗的温度为15-30℃，优选为20-27℃。
7.根据权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括步骤(2)之后的后处理步骤：
(3)油水分离步骤(1)所得喷刷后液与步骤(2)所得清洗废液的混合液；
(4)对步骤(2)所得深度除油废铜依次进行切割、破碎处理，得到净化铜米；
步骤(3)与步骤(4)不分先后顺序。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤(3)所述油水分离的方法包括重力式分离法、离心式分离法或气浮式分离法中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，步骤(3)所述油水分离所得水返回步骤(1)和/或步骤(2)；
优选地，步骤(4)所得净化铜米的平均长度为10-50mm。
9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括步骤(4)之后的步骤(5)：熔炼步骤(4)所得净化铜米，铸造后得到铜产品；
优选地，所述熔炼的温度为900-1300℃，优选为1000-1200℃。
10.根据权利要求1-9任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
(1)将含油废铜通过机械挤出和/或机械压制的方法加工为铜线和/或铜条，然后对铜线和/或铜条进行喷刷处理，得到初步除油废铜与喷刷后液，所述喷刷处理为对对铜线和/或铜条先进行第一喷刷，再进行第二喷刷，重复1-5次；所述第一喷刷的温度为60-80℃，第一喷刷的时间为5-20min，第一喷刷时的喷刷压力为3-30MPa；所述第二喷刷的温度为10-20℃，第二喷刷的时间为3-10min，第二喷刷时的喷刷压力为3-30MPa；
(2)用15-30℃的水清洗步骤(1)所得初步除油废铜，得到深度除油废铜与清洗废液；
(3)油水分离步骤(1)所得喷刷后液与步骤(2)所得清洗废液的混合液，所得水返回步骤(1)和/或步骤(2)；
(4)对步骤(2)所得深度除油废铜依次进行切割、破碎处理，得到平均长度为10-50mm的净化铜米；
步骤(3)与步骤(4)不分先后顺序；
(5)900-1300℃条件下熔炼步骤(4)所得净化铜米，铸造后得到铜产品。
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