[發(fā)明專利]利用廢舊紫銅生產(chǎn)無氧銅的方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310606985.8
• 申請(qǐng)日: 2013-11-27
• 公開（公告）號(hào): CN103589876A
• 公開（公告）日: 2014-02-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 仇文秋
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇環(huán)勝銅業(yè)有限公司
• 主分類號(hào): C22B15/00
• 分類號(hào): C22B15/00
• 代理公司: 靖江市靖泰專利事務(wù)所 32219
• 代理人: 陸平

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無氧銅生產(chǎn)領(lǐng)域，尤其涉及利用廢舊紫銅生產(chǎn)無氧銅的方法。

背景技術(shù)

無氧銅具有較高的導(dǎo)電性，延展性和氣密性，低氫脆傾向，在電子電力領(lǐng)域備受青睞，如制作電線電纜，電動(dòng)機(jī)換向器，高真空電子裝置等。目前，無氧銅的生產(chǎn)原料基本使用優(yōu)質(zhì)一級(jí)電解陰極銅，成本極高，如果在爐料中添加部分高品位廢舊紫銅，如導(dǎo)電銅材廠邊角料、廢舊銅絲、上引廢料等，則可充分利用資源，節(jié)材降耗。通常，廢舊紫銅也間接使用于生產(chǎn)無氧銅，即首先將其熔煉成陽極銅，再經(jīng)電解成陰極銅后使用。這種間接利用工序復(fù)雜、周期長(zhǎng)、銅損耗大，能耗高，而且造成環(huán)境污染。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種利用廢舊紫銅生產(chǎn)無氧銅的方法，該方法工藝簡(jiǎn)單、提高了工作效率、無環(huán)境污染、降低了生產(chǎn)成本。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的：利用廢舊紫銅生產(chǎn)無氧銅的方法，其特征在于：包括以下步驟：

1）、分揀：去除廢舊紫銅中混雜的鋁、鐵、鋅、錫金屬雜質(zhì)；

2）、焙燒、水洗、烘干：對(duì)分揀后的廢舊紫銅進(jìn)行400℃-500℃焙燒30min，出爐水冷并將焙燒產(chǎn)物沖洗干凈，烘干；

3）、采用氧化熔煉、除氣、過濾除渣和脫氧相結(jié)合的熔體復(fù)合凈化工藝：在加熱熔池內(nèi)投入干燥潔凈的電解銅和廢舊紫銅，敞爐熔煉，熔化后向溶池加入適量的氧化銅，使熔體氧化，將熔體溫度保持在1130-1150℃，然后采用從加熱熔池向保溫熔池過濾熔體的方法對(duì)熔體進(jìn)行除渣和脫氧；

4）、鑄造：過濾后的熔體進(jìn)入保溫爐即可進(jìn)行上引連鑄機(jī)或水平連鑄機(jī)進(jìn)行鑄造。

本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單、操作方便、無環(huán)境污染、提高了工作效率、降低了生產(chǎn)成本。

具體實(shí)施方式

由于廢舊紫銅與標(biāo)準(zhǔn)陰極銅相比較區(qū)別在于廢舊紫銅中可能混雜有其它的金屬雜質(zhì)，如鋁、鐵、鋅、錫等；其表面附著雜質(zhì)較多，如絕緣漆、油污、灰塵、水分等；廢舊紫銅因其原有熔煉工藝尤其是脫氧工藝不同，導(dǎo)致成分存在較大差異，雜質(zhì)元素磷、鐵、砷、鉍等含量可能較高，直接利用廢舊紫銅生產(chǎn)無氧銅，其關(guān)鍵是將這些雜質(zhì)去除，據(jù)此，本發(fā)明采用原料預(yù)處理加熔體復(fù)合凈化工藝，分別用于去除上述兩類雜質(zhì)。原料預(yù)處理主要包括分揀、焙燒、水洗、干燥；分揀的目的是去除廢舊紫銅中混雜的金屬雜質(zhì)鋁、鐵、鋅、錫等；焙燒主要用于去除廢舊紫銅表面附著的油污、絕緣層等；水洗則將焙燒產(chǎn)物和灰塵等去除；干燥主要是防止將水蒸氣帶入熔體引起脫氧不徹底，通過預(yù)處理基本可將外部雜質(zhì)去除。熔體復(fù)合凈化用于去除由材料本身帶入的雜質(zhì)元素，該復(fù)合凈化工藝包括氧化氣氛熔煉、除氣、過濾除渣和脫氧四個(gè)工藝環(huán)節(jié)。敞爐熔煉和在熔池中加入氧化銅，保證銅在氧化氣氛下熔煉，使熔體中的大部分單質(zhì)形態(tài)的雜質(zhì)元素轉(zhuǎn)變?yōu)槊芏认鄬?duì)小，易浮除的雜質(zhì)氧化物；氧化熔體可驅(qū)除熔體中溶解的氫，抑制銅凝固過程中的“水蒸氣反映”減少鑄件中的氣孔。采用過濾熔體的方法去除懸浮于熔體內(nèi)的少量雜質(zhì)氧化物，同時(shí)將熔體中大量存在的氧化亞銅還原為銅。將物理除渣和化學(xué)脫氧有機(jī)結(jié)合起來，除渣效果好，脫氧速度快，并且脫氧產(chǎn)物和殘余脫氧劑不會(huì)對(duì)熔體造成二次污染，過濾后的熔體進(jìn)入保溫爐即可進(jìn)行上引或水平連鑄進(jìn)行鑄造。生產(chǎn)時(shí)，將坩堝預(yù)熱至暗紅色，在加熱熔池內(nèi)投入干燥潔凈的電解銅和經(jīng)過預(yù)處理的廢舊紫銅，敞爐熔煉；熔化后向溶池加入適量的氧化銅，使熔體氧化，將熔體溫度保持在1130-1150℃，然后采用從加熱熔池向保溫熔池過濾熔體的方法對(duì)熔體進(jìn)行除渣和脫氧；過濾后的熔體進(jìn)入保溫爐即可進(jìn)行上引或水平連鑄進(jìn)行鑄造。試驗(yàn)中，廢舊紫銅加入量分別占爐料總量的10%，20%，30%，50%和100%。采用內(nèi)徑15mm的石英管取樣并測(cè)試試樣的電阻率及含氧量，將￠15mm試樣冷拉成直徑￠3mm的銅絲，用ZY9858型數(shù)字式微歐計(jì)，測(cè)量精度為10^-6歐姆，測(cè)試長(zhǎng)1M銅絲的電阻（取正反各五個(gè)測(cè)量值的平均值），然后換算成電阻率。氧含量測(cè)試設(shè)備為L(zhǎng)ECO氧分析儀，儀器測(cè)試精度為10^-2ppm。采用以上原料預(yù)處理工藝和熔煉工藝，在爐料中分別添加10%，20%，30%，50%和100%的廢舊紫銅試驗(yàn)，結(jié)果見下表

摻雜廢舊紫銅試驗(yàn)結(jié)果表

從以上結(jié)果可以看出，在原料中分別加入10%，20%，30%，50%和100%的廢舊紫銅后，試樣的氧含量都不超過20ppm，硬態(tài)電阻率小于0.0175，說明銅絲中雜質(zhì)元素的含量很低，試樣的氧含量和硬態(tài)電阻率符合國標(biāo)TU1的規(guī)定。該結(jié)果充分說明，采用本發(fā)明能夠生產(chǎn)出合格的無氧銅制品，此外，實(shí)際結(jié)果還表明，爐料中廢舊紫銅的添加量對(duì)其導(dǎo)電性能沒有影響，為廢舊紫銅絲的合理利用提供了廣闊的空間，具有重大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。