废杂铜直接生产铜合金的方法技术

本发明专利技术涉及到一种废杂铜直接生产铜合金的方法，其特征在于包括下述步骤：a)对收集到的废杂铜进行分拣和去杂处理；b)对分拣后的废杂铜进行预处理；c)按目标产品组成对各类废杂铜进行配比；d)按配比将各物料送至熔炼炉，进行熔炼和精炼；e)根据产品要求，对铸锭进行后续热加工、冷加工，制造出标准合金铜加工产品；f)对熔炼炉灰经过球磨，强磁除铁后，得到淘洗砂头；g)对整个工艺过程中所产生的粉尘进行收集，进行四级除尘后，排气口粉尘排放浓度小于60mg/m3，收集到的熔炼粉尘作为锌、铜冶炼的原料；h)收集生产过程中的废水，进行净化处理，净化水作为循环水用于废杂铜生产过程。本发明专利技术提供的是一个闭环的废杂铜环保再生利用系统。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及到冶金领域，具体指一种废杂铜直接生产铜合金的方法。
技术介绍
铜是最古老的金属，由于铜合金具有优异的物理性能、力学性能、易成型性、耐蚀性等，在人类的发展史上占据重要地位。铜矿经过开采冶炼，制造成各种用途的铜合金，并被应用于各个行业和各种场合，由于铜及铜合金的耐蚀特性，在其用途服役结束后，就以废旧铜的形式留存下来，成为另一种资源。部分废铜容易分离和识别，如废电缆、导线类，还有一部分虽不像矿物般均匀掺混，却同样存在分离的困难，和其它金属或非金属结合在一起，并且同一个部件所使用的铜合金也可能不是一种铜合金。由于铜合金的多样性，不同合金的化学成分差异性，除了分离的问题外，精准分类是另一个难题。现有技术对废杂铜的分类，通常一类废铜是指铜含量≥99.9％，可直接用于生产使用；二类含铜92-96％，需要进一步精炼，部分可直接应用；小于92％需要再次精炼。电解精炼法回收生产电解铜，是通用的方法，工艺流程为：废杂铜精炼—阳极炉熔炼—铸造阳极板—电解槽—电解铜。该方法以回收铜为主要目的，其他杂质元素等成为炉渣，最后得到高品质的电解铜，然后用于生产铜及合金。铜含量20-60％的废杂铜，通常采用二段或三段法精炼生产电解铜，工序长、污染大，回收率低。废杂铜通过精炼的办法再生原金属的工艺技术，优点是铜得到有效回收，但其他合金元素或被浪费变渣或成为二次回收的原料。生产电解铜的投资、生产成本以及二次回收的成本，都使废杂铜再利用的成本大幅上升，也会在生产地造成一定程度的污染。废铜直接利用一直是人们的追求目标，西班牙LAFARGE公司专利技术了“火法精炼高导电铜工艺”是一种直接利用含铜量大于92％的废杂铜，进行精炼、连铸连轧，生产低氧光亮铜杆的技术，达到导电铜的要求。该项技术已在世界范围得到应用。直接用废杂铜生产铜材的工艺
，中国专利申请CN2006100971434公开了《全废铜连铸连轧铜杆生产方法》，CN2015100539558公开了《一种废杂铜生产电工圆铜线工艺》，CN2014106036045公开了《一种低品位铜冶炼上引铜杆的方法》，2007100675149公开了《一种废杂铜连铸连轧低氧光亮铜杆生产工艺》等，所涉及的原料主要是紫杂铜，所涉及的产品是纯铜类产品。CN201510865979.3公开了《一种废杂铜生产电器接插件铜合金线材及其火法工艺》，工艺流程为在鼓风炉生产黑铜—在转炉生产次粗铜—有芯感应电炉生产精铜锭—压力加工方法生产成品，产品是Cu含量90～98份、As20～45份、Sb2～6份、Bi3～5份、Pb2～9份、Sn1～4份、Zn1～4份、Ni1～4份、Fe1～4份、余量为杂质。专利201410799138.2公开了《一种废杂铜复合精炼剂及其制备方法和应用》，主要用于2#铜米和紫铜线生产无氧铜杆。专利201010196396.3《一种金属屑料的处理方法》，是采用分拣—超声波碱水清洗—烘干—软化—压块—重熔的方法来利用，但清洗用的废碱水如何处理又会成为一个问题，在环保目标条件下，该方法受到限制。专利申请2014106321858公开了《一种废杂铜生产C3604黄铜棒的方法》，所涉及的原料是机械铜、卫浴阀门、水龙头水表和铜沫铜屑，利用的方法是分类、粉碎过60-100目筛，按比例混合、熔炼、连铸铜棒。配料过程在封闭环境、真空环境或氮气保护环境下进行。该方法难于大批量生产，因为铜合金有很好的塑性，所述的废铜合金，通过粉碎的方法无法生产达到过60-100目筛的粉末，另外在封闭环境、真空环境或氮气保护环境进行配料生产，设施复杂，成本上升，会冲销废杂铜的利用价值。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的现状提供一种废杂铜直接生产铜合金的方法，同时解决生产过程中的环境污染问题，解决废固、废气、废水的再生循环利用问题。本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案为：该废杂铜直接生产铜合金的方法，其特征在于包括下述步骤：a)对收集到的废杂铜进行分拣和去杂处理；b)对分拣后的废杂铜进行预处理；c)按目标产品组成对各类废杂铜进行配比；d)按配比将各物料送至熔炼炉，进行熔炼和精炼；对熔体成分进行炉前分析，对超标元素进行熔剂除杂精炼，熔炼温度为1010-1120℃，先进行除锡精炼，反应时间15-30分钟；搅拌静置后进行除铁精炼，反应时间15-30分钟，搅拌、加覆盖剂；所述覆盖剂可以根据需要选用现有技术中的任意一种及一种以上；再次进行炉前化学成分分析，根据分析结果进行冲淡补偿；所述补偿冲淡是根据炉前分析结果和目标组成进行比对，添加合金组分或者冲淡料；炉前化学成分分析合格后，转入保温炉，在1000-1080℃下保温；通过结晶器水平连铸成所需规格的圆形铸锭或扁铸锭，铸造温度1000-1080℃，铸造速度4-18米/时，冷却水出水温度30～50℃；即得到铸锭；e)根据产品要求，对铸锭进行后续热加工、冷加工，制造出标准合金铜加工产品。f)对熔炼炉灰经过球磨，炉灰中裹夹的铜合金颗粒会被磨扁，其它渣滓被磨碎，过5mm筛，对筛上物进行强磁除铁后，即得到淘洗砂头；对筛下物进行水洗，水洗物经过多级沉淀后，水循环再用，收得沉淀泥；所述沉淀泥中锌元素含量45-50％，铜元素含量4.0-5.5％，用于再生电解回收电解锌产品，电解过程同时回收有价铜；用此原料生产的再生电解锌，含铅量0.2-0.5％，得到再生铅锌；g)对整个工艺过程中所产生的粉尘进行收集，然后依次送至重力沉降冷却收尘装置、旋风除尘装置、布袋脉冲除尘装置和滤筒除尘装置，进行四级除尘后，排气口粉尘排放浓度小于60mg/m3，收集到的熔炼粉尘作为锌、铜冶炼的原料；h)收集生产过程中的废水，送至蓄水池，经多级沉降，进行净化处理，净化水作为循环水用于废杂铜生产过程。优选所述步骤b)中对分拣后的废杂铜进行预处理的方法为：对废杂铜的预处理：废杂铜原料经过履带输送进入破碎机；通过破碎锻锤使铜合金破碎，和其他物质分离；强度大于铜合金的钢铁材料基本不能破碎，强度小塑性好的合金变薄延展，易于挑出；破碎物通过二次磁选除铁，再通过二级筛孔分离成3种不同破碎粒度的物料，即破碎块度大于40mm的粗破碎、8-40mm的中破碎、小于8mm的细破碎料；对粗破碎和中破碎料通过风选，除去轻质杂物，粗破碎挑出铁基金属、铝基金属废料，锌基废料，细破碎料含有较多的杂物灰尘，经过水洗处理，然后干燥备用；对加工屑料的预处理：压榨→密封加热挥发，温度自动控制，加热温度不大于油的闪点→干屑收集→冷却油气至液态收集→对残余废气进行吸附处理→中和水处理→废油破乳分离出油层；处理后的加工屑料含油、水不超过0.2wt％，高空排放的气体无毒无味。废杂铜中杂质元素的控制：废杂铜利用的要点是最大化合理利用所有的合金元素，除去不需要的杂质元素，消除表面的附着物、氧化物、结垢等对合金的不利影响。废铜生产低氧光亮铜杆的除杂，可以通过火法氧化造渣去除，废黄杂铜不适合这种方法，锌会大量挥发损失。Fe是废杂铜中最常见的元素，尽管在预处理过程进行了磁选，仍然是主要的杂质元素，废杂铜合金中的铁是物理方法不能去除的。铁有细化晶粒、强化合金的作用，少量在合金中作为有益元素，限量不能超过0.5％。用精炼剂通过化学反应可以除去0.07-0.3％的过量铁，同本文档来自技高网...

【技术保护点】
废杂铜直接生产铜合金的方法，其特征在于包括下述步骤：a)对收集到的废杂铜进行分拣和去杂处理；b)对分拣后的废杂铜进行预处理；c)按目标产品组成对各类废杂铜进行配比；d)按配比将各物料送至熔炼炉，进行熔炼和精炼；对熔体成分进行炉前分析，对超标元素进行熔剂除杂精炼，熔炼温度为1010‑1120℃，先进行除锡精炼，反应时间15‑30分钟；搅拌静置后进行除铁精炼，反应时间15‑30分钟，搅拌、加覆盖剂；再次进行炉前化学成分分析，根据分析结果进行冲淡补偿；炉前化学成分分析合格后，转入保温炉，在1000‑1080℃下保温；通过结晶器水平连铸成所需规格的圆形铸锭或扁铸锭，铸造温度1000‑1080℃，铸造速度4‑12米/时，冷却水出水温度30～50℃；即得到铸锭；e)根据产品要求，对铸锭进行后续热加工、冷加工，制造出标准合金铜加工产品；f)对熔炼炉灰经过球磨，炉灰中裹夹的铜合金颗粒会被磨扁，其它渣滓被磨碎，过5mm筛，对筛上物进行强磁除铁后，即得到淘洗砂头；对筛下物进行水洗，水洗物经过多级沉淀后，水循环再用，收得沉淀泥；所述沉淀泥中锌元素含量45‑50％，铜元素含量4.0‑5.5％，用于再生电解回收电解锌产品，电解过程同时回收有价铜；用此原料生产的再生电解锌，含铅量0.2‑0.5％，得到再生铅锌；g)对整个工艺过程中所产生的粉尘进行收集，然后依次送至重力沉降冷却收尘装置、旋风除尘装置、布袋脉冲除尘装置和滤筒除尘装置，进行四级除尘后，排气口粉尘排放浓度小于60mg/m3，收集到的熔炼粉尘作为锌、铜冶炼的原料；h)收集生产过程中的废水，送至蓄水池，经多级沉降，进行净化处理，净化水作为循环水用于废杂铜生产过程。...

【技术特征摘要】
1.废杂铜直接生产铜合金的方法，其特征在于包括下述步骤：a)对收集到的废杂铜进行分拣和去杂处理；b)对分拣后的废杂铜进行预处理；c)按目标产品组成对各类废杂铜进行配比；d)按配比将各物料送至熔炼炉，进行熔炼和精炼；对熔体成分进行炉前分析，对超标元素进行熔剂除杂精炼，熔炼温度为1010-1120℃，先进行除锡精炼，反应时间15-30分钟；搅拌静置后进行除铁精炼，反应时间15-30分钟，搅拌、加覆盖剂；再次进行炉前化学成分分析，根据分析结果进行冲淡补偿；炉前化学成分分析合格后，转入保温炉，在1000-1080℃下保温；通过结晶器水平连铸成所需规格的圆形铸锭或扁铸锭，铸造温度1000-1080℃，铸造速度4-12米/时，冷却水出水温度30～50℃；即得到铸锭；e)根据产品要求，对铸锭进行后续热加工、冷加工，制造出标准合金铜加工产品；f)对熔炼炉灰经过球磨，炉灰中裹夹的铜合金颗粒会被磨扁，其它渣滓被磨碎，过5mm筛，对筛上物进行强磁除铁后，即得到淘洗砂头；对筛下物进行水洗，水洗物经过多级沉淀后，水循环再用，收得沉淀泥；所述沉淀泥中锌元素含量45-50％，铜元素含量4.0-5.5％，用于再生电解回收电解锌产品，电解过程同时回收有价铜；用此原料生产的再生电解锌，含铅量0.2-0.5％，得到再生铅锌；g)对整个工艺过程中所产生的粉尘进行收集，然后依次送至重力沉降冷却收尘装置、旋风除尘装置、布袋脉冲除尘装置和滤筒除尘装置，进行四级除尘后，排气口粉尘排放浓度小于60mg/m3，收集到的熔炼粉尘作为锌、铜冶炼的原料；h)收集生产过程中的废水，送至蓄水池，经多级沉降，进行净化处理，净化水作为循环水用于废杂铜生产过程。2.根据权利要求1所述的废杂铜直接生产铜合金的方法，其特征在于所述步骤b)中对分拣后的废杂铜进行预处理的方法为：对废杂铜的预处理：废杂铜原料经过履带输送进入破碎机；通过破碎锻锤使铜合金破碎，和其他物质分...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋长洪，宋卡迪，郭淑梅，
申请(专利权)人：宁波长振铜业有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33