CN102703728A - 一种黄铜炉渣的回收处理工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种黄铜炉渣的回收处理工艺，所述处理工艺包括预处理、熔炼处理和精炼处理；首先对黄铜炉渣进行破碎、磁选、水洗和烘干预处理；然后在有芯工频感应炉中熔炼并造渣除铁；最后再对黄铜液进行包括脱氧、高温和细化处理在内的精炼处理；本发明能够提高回收黄铜锭的品质，同时达到降低生产成本的目的，并且可以减少处理过程金属烧损和烟气排放，达到节能减排的效果。

Description

一种黄铜炉渣的回收处理工艺

【技术领域】

本发明涉及一种黄铜炉渣的回收处理工艺。

【背景技术】

近年来我国国民经济一直保持高速增长的势头，其中有色金属的消费增长是国家GDP值增长的两倍，我国已成为世界第一大铜消费国。由于我国的铜资源比较匮乏，长期依赖进口，铜原料的严重不足已成为我国铜工业发展的瓶颈，二次铜资源的开发利用已成为迫切需要解决的问题。

黄铜炉渣的再生利用符合我国的“循环经济发展”战略，对社会经济的可持续发展具有重大的经济效益和社会效益。黄铜炉渣一般含铜35-45％，锌10-20％，其中还含有大量的氧化锌。由于黄铜炉渣中含有大量的氧化夹杂物，在实际生产中常被当成废料贱卖处理，造成极大的浪费。

现有的黄铜炉渣回收处理方法有两种：一种是采用硫酸浸出，加锌粉置换沉积铜和铁，沉渣电积回收铜，溶液经浓缩结晶得到硫酸锌。由于是酸性作业，对设备腐蚀性大，且加锌粉置换铜、铁成本高，环境污染严重。另一种是采用火焰反射炉熔炼，火焰反射炉是靠燃烧天然气、煤气、柴油或重油产生的高温火焰经炉顶辐射及火焰直接传热来加热和熔化炉料的，不仅炉子热效率低，能耗高，而且熔池受热面积大，炉气与熔体直接接触，氧化烧损十分严重，所生产出的铜锭只能作为杂铜使用，造成很大的浪费。此外，采用反射炉熔炼时，工人生产劳动强度大，所产生的烟尘极易污染环境。

由于杂质铁对黄铜的性能影响很大，一方面会使黄铜制品带有磁性，在加工过程中产生磁化现象。如果制作电器零件，在交变电流磁场中会发热，造成设备事故。如果制造成导电杆，电阻比纯黄铜要大，影响使用。在抛光时易出现硬质点，影响后续电镀质量。传统处理方法无法除铁，因此回收所得的黄铜锭品位低，只能作为杂铜使用。

【发明内容】

本发明要解决的技术问题，在于提供一种黄铜炉渣的回收处理工艺，能够提高回收黄铜锭的品质，同时达到降低生产成本的目的，并且可以减少处理过程金属烧损和烟气排放，达到节能减排的效果。

本发明是这样实现的：

一种黄铜炉渣的回收处理工艺，所述处理工艺包括预处理、熔炼处理和精炼处理；首先对黄铜炉渣进行破碎、磁选、水洗和烘干预处理；然后在有芯工频感应炉中熔炼并造渣除铁；最后再对黄铜液进行包括脱氧、高温和细化处理在内的精炼处理；所述处理工艺的具体步骤如下：

(1)预处理：将黄铜炉渣进行破碎、过筛、磁选后，再经水洗，最后过滤将黄铜沉渣和尾泥分离；

(2)熔炼：将过滤后的黄铜沉渣干燥后送入有芯工频感应炉中熔炼，形成黄铜液；

(3)造渣除铁：将化清后的黄铜液升温至沸腾，在高温下把杂质铁转变成氧化亚铁，加入除铁剂和造渣剂，扒渣去除铁杂质；

(4)脱氧：往造渣除铁后的黄铜液中加入黄铜液质量的0.03％的磷进行脱氧，所述磷以磷铜中间合金的形式加入；

(5)高温处理：将脱氧后的黄铜液升温至喷火，断电静置5min；

(6)细化处理：用含铈的稀土细化剂对黄铜液进行细化处理，所述细化剂的加入量为黄铜液重量的0.05％；

(7)炉前检验：检验黄铜液的成分和精炼效果，若光谱检验结果发现成分不符合要求，则补加相应的合金元素并搅拌均匀；若精炼不符合要求，则进行二次的脱氧、高温和细化精炼处理；

(8)浇注：黄铜液的浇注温度控制在1000～1050℃，浇注成铜锭自然冷却，对砂型铸造可直接浇注铸件产品；

(9)铜锭检验入库：将铜锭沿横断面切开并抛光，根据晶粒度大小以及抛光质量对铜锭进行分级，入库保存。

本发明具有如下优点：

本发明采用有芯工频感应炉进行熔炼，所述有芯工频感应炉采用工频加热，熔沟中金属产生的电流密度大，加上有熔沟金属作为起熔体，热量产生在被熔炼的金属本身内，热效率高，熔化速度快，氧化烧损少，一般为1-3％，生产率高，劳动环境好，可以减少处理过程金属烧损和烟气排放，达到节能减排的效果；

另外，采用高温下把杂质铁转变成氧化亚铁，加入除铁剂和造渣剂，扒渣去除铁杂质的造渣除铁处理工序，设备的使用寿命长，同时回收所得的黄铜锭品质较高，可直接用于黄铜制品的生产，另外细化处理工序的细化剂不含铁，有效的解决了黄铜锭因含铁量超标造成产品抛光时出现硬质点的难题，大大提高了黄铜锭的回收价值。

【具体实施方式】

一种黄铜炉渣的回收处理工艺，所述处理工艺包括预处理、熔炼处理和精炼处理；首先对黄铜炉渣进行破碎、磁选、水洗和烘干预处理；然后在有芯工频感应炉中熔炼并造渣除铁；最后再对黄铜液进行包括脱氧、高温和细化处理在内的精炼处理；所述处理工艺的具体步骤如下：

(1)预处理：将黄铜炉渣进行破碎、过筛、磁选后，再经水洗，最后过滤将黄铜沉渣和尾泥分离；

(2)熔炼：将过滤后的黄铜沉渣干燥后送入有芯工频感应炉中熔炼，形成黄铜液；

(3)造渣除铁：将化清后的黄铜液升温至沸腾，在高温下把杂质铁转变成氧化亚铁，加入除铁剂和造渣剂，扒渣去除铁杂质；

(4)脱氧：往造渣除铁后的黄铜液中加入黄铜液质量的0.03％的磷进行脱氧，所述磷以磷铜中间合金的形式加入；

(5)高温处理：将脱氧后的黄铜液升温至喷火，断电静置5min；

(6)细化处理：用含铈的稀土细化剂对黄铜液进行细化处理，所述细化剂的加入量为黄铜液重量的0.05％；

(7)炉前检验：检验黄铜液的成分和精炼效果，若光谱检验结果发现成分不符合要求，则补加相应的合金元素并搅拌均匀；若精炼不符合要求，则进行二次的脱氧、高温和细化精炼处理；

(8)浇注：黄铜液的浇注温度控制在1000～1050℃，浇注成铜锭自然冷却，对砂型铸造可直接浇注铸件产品；

(9)铜锭检验入库：将铜锭沿横断面切开并抛光，根据晶粒度大小以及抛光质量对铜锭进行分级，入库保存。

以下为本发明的实施例：

实施例一：

有铅黄铜(ZHPb59-1)炉渣再生处理后浇注砂型铸件产品

将经破碎、过筛、磁选、水洗和干燥后的有铅黄铜炉渣投入熔化率为300kg/h的有芯工频感应炉中快速熔炼成黄铜液。

黄铜液化清后先升温至沸腾，加入除铁剂和造渣剂，扒渣、去除铁杂质两次后，加入0.03％的磷(以含磷为14％的铜磷中间合金形式加入)对黄铜液进行脱氧。充分搅拌后再次扒渣，并用覆盖剂覆盖，再次升温至黄铜液产生沸腾，断电静置5min。

然后加入占黄铜液重量的0.05％的含铈细化剂对黄铜液进行细化处理。

炉前取样经光谱分析检测黄铜液成分，补加适量的锌和铝，充分搅拌后浇注同心三螺旋流动性试样、砂型拉伸试样和铜锭。将铜锭切片、抛光并用10％的过硫酸铵水溶液腐蚀，检验细化效果。将检验合格的黄铜液直接浇注砂型水暖铸件，浇注温度控制在1000～1050℃，铸件自然冷却后经清理、打磨和机加工后，进行气压试验。检测结果表明，黄铜炉渣经过再生处理，铸造性能良好，同心三螺旋流动性试样平均长度达到82cm；拉伸试验结果抗拉强度为230MPa，延伸率为10.5％；铸件表面光洁且组织致密，经0.7MPa的气压试验，未发现泄漏，符合产品质量要求。

实施例二：

微铅黄铜炉渣(含Cu 58-60％，Pb≤0.1％)再生处理后重力铸造水暖抛光件

将经破碎、过筛、磁选、水洗和干燥后的微铅黄铜炉渣投入熔化率为300kg/h的有芯工频感应炉中快速熔炼黄铜液。

黄铜液化清后先升温至沸腾，加入除铁剂和造渣剂，扒渣、去除铁杂质两次后，加入0.03％的磷(以含磷为14％的铜磷中间合金形式加入)对黄铜液进行脱氧。充分搅拌后再次扒渣，并用覆盖剂覆盖，再次升温至黄铜液产生沸腾，断电静置5min。

然后加入占黄铜液重量的0.05％的含铈细化剂对黄铜液进行细化处理。

取光谱试样检测黄铜液成分，补加适量的锌和铝，充分搅拌后浇注金属型拉伸试样和铜锭。将铜锭切片、抛光并用10％的过硫酸铵水溶液腐蚀，检验抛光质量(是否存在硬质点)和细化效果。将检验合格的黄铜液用重力铸造机浇注抛光水暖件，浇注温度控制在1000-1050℃，铸件自然冷却后经清理、打磨、机加工和抛光后，进行氨薰试验。检测结果表明，微铅黄铜炉渣经过再生处理，铸造性能良好，铸件表面光洁且组织致密，未发现气孔、缩松等缺陷，经0.7MPa的气压试验，均未发现泄漏；拉伸试验结果抗拉强度为381MPa，延伸率为8.4％；将氨薰试验后的产品铸件敲扁，结果均未发现应力腐蚀裂纹。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。

Claims (1)

1.一种黄铜炉渣的回收处理工艺，其特征在于：所述处理工艺包括预处理、熔炼处理和精炼处理；首先对黄铜炉渣进行破碎、磁选、水洗和烘干预处理；然后在有芯工频感应炉中熔炼并造渣除铁；最后再对黄铜液进行包括脱氧、高温和细化处理在内的精炼处理；所述处理工艺的具体步骤如下：

(1)预处理：将黄铜炉渣进行破碎、过筛、磁选后，再经水洗，最后过滤将黄铜沉渣和尾泥分离；

(2)熔炼：将过滤后的黄铜沉渣干燥后送入有芯工频感应炉中熔炼，形成黄铜液；

(3)造渣除铁：将化清后的黄铜液升温至沸腾，在高温下把杂质铁转变成氧化亚铁，加入除铁剂和造渣剂，扒渣去除铁杂质；

(4)脱氧：往造渣除铁后的黄铜液中加入黄铜液质量的0.03％的磷进行脱氧，所述磷以磷铜中间合金的形式加入；

(5)高温处理：将脱氧后的黄铜液升温至喷火，断电静置5min；

(6)细化处理：用含铈的稀土细化剂对黄铜液进行细化处理，所述细化剂的加入量为黄铜液重量的0.05％；

(7)炉前检验：检验黄铜液的成分和精炼效果，若光谱检验结果发现成分不符合要求，则补加相应的合金元素并搅拌均匀；若精炼不符合要求，则进行二次的脱氧、高温和细化精炼处理；

(8)浇注：黄铜液的浇注温度控制在1000～1050℃，浇注成铜锭自然冷却，对砂型铸造可直接浇注铸件产品；

(9)铜锭检验入库：将铜锭沿横断面切开并抛光，根据晶粒度大小以及抛光质量对铜锭进行分级，入库保存。