利用废紫杂铜直接制备无氧铜的工艺制造技术

本发明专利技术涉及无氧铜的制备，具体来说是利用废紫杂铜直接制备无氧铜的工艺，其中包括采用精炼炉对废紫杂铜进行熔精炼；对熔炼的铜液进行除杂、脱氧、净化；将上述净化后的铜液置于静置炉进行静置再脱氧；将上述静置再脱氧后的铜液通过上引炉引出，得到无氧铜产品。本发明专利技术全部利用废紫杂铜直接制备无氧铜杆或无氧铜产品，主要是利用氧化还原和稀土精炼剂的两个除杂、脱氧的过程来完成前部分氧含量与铜含量的任务，再脱氧过程是在出铜口的碳过滤煲、密封炭质流槽、静置炉碳还原这几个环节来完成的。这种优化的短流程工艺，既节约了资源，又同时能够直接完成制备出高质量的无氧铜产品来。

【技术实现步骤摘要】
利用废紫杂铜直接制备无氧铜的工艺
本专利技术涉及无氧铜的制备工艺，具体说是一种利用废紫杂铜直接制备无氧铜的工艺。
技术介绍
我国是个铜资源匱乏的国家，但又是铜材产量处于世界第一的国家。在铜材产量中，约50%是纯铜线、铜杆产品，主要用于电线电缆及导电体材料。其中铜杆加工以连铸连轧光亮低氧铜杆和以上引法连铸无氧铜杆为主。而光亮低氧铜杆主要用作普通电线产品的加工；无氧铜杆经过加工后，毛刺少、加工性能好，其产品主要用于电磁线以及细线等高、精、尖端产品。目前，全部采用废紫杂铜制备出来的光亮低氧铜杆，由于氧化还原技术及其精炼剂的精炼技术原因，其含氧量均在400ppm及以上，含铜量均低于99.9%，其杆材只能制造后续的低、中端产品，这样的光亮低氧铜杆不能够用来拉制小铜线或细、微线铜产品，因为小线或细线产品只能用无氧铜杆才能拉制。而目前制备无氧铜杆或无氧铜排等无氧铜产品，其原材料必须要全部使用电解铜（阴极铜，含铜量99.96%以上），中间没有氧化还原的精炼过程，否则就不能够制造出无氧铜产品来。
技术实现思路
针对上述技术问题，本专利技术提供一种生产质量较好且节能环保的利用废紫杂铜直接制备无氧铜的工艺。本专利技术采用的技术方案为：利用废紫杂铜直接制备无氧铜的工艺，其包括以下步骤：（1）采用精炼炉对废紫杂铜进行熔炼；（2）对熔炼的铜液进行除杂、脱氧、净化；（3）将上述净化后的铜液置于静置炉进行静置再脱氧；（4）将上述静置再脱氧后的铜液通过上引炉引出，得到无氧铜产品。作为优选，所述废紫杂铜中铜含量占96%wt或以上。作为优选，所述精炼炉采用固定式反射炉、倾动炉或NGL炉。作为优选，在所述精炼炉熔炼过程中，采用全氧燃烧、天然气还原；在还原末期使用稀土精炼剂对铜液进行所述除杂、脱氧、净化，还原后的铜液含氧量≤300ppm；铜液温度保持在1150~1170℃。作为优选，所述稀土精炼剂采用La-Ce系，其中La的质量含量为35%，Ce的质量含量为65%。作为优选，上述含氧量≤300ppm的铜液进入密闭的依靠电加热保温的所述静置炉中，所述精炼炉与静置炉由密封流槽连接，连接的直线距离≤1200mm，密封流槽内置石墨材质。作为优选，位于所述精炼炉出口处的所述密封流槽端头设有一个椭圆形木炭过滤包。作为优选，在所述静置炉中的铜液始终被一层不小于120mm厚的钢化木炭覆盖，铜液温度保持在1150~1170℃范围内，静置时间不少于30分钟，氧含量≤10ppm。作为优选，铜液经上述静置炉再脱氧后由密封石墨管通道直接进入上引炉，进入上引炉中的铜液采用木碳还原和鳞片石墨覆盖脱氧。作为优选，通过上述上引炉引出的无氧铜产品为圆形杆材、无氧铜母排与扁线类或无氧铜异型材。本专利技术全部利用废紫杂铜直接制备无氧铜杆或无氧铜产品，主要是利用氧化还原和稀土精炼剂的两个除杂、脱氧的过程来完成前部分氧含量与铜含量的任务，再脱氧过程是在出铜口的碳过滤煲、密封炭质流槽、静置炉碳还原这几个环节来完成的。这种优化的短流程工艺，既节约了资源，又同时能够直接完成制备出高质量的无氧铜产品来。具体实施方式下面将详细说明本专利技术，在此本专利技术的示意性实施例以及说明用来解释本专利技术，但并不作为对本专利技术的限定。利用废紫杂铜直接制备无氧铜的工艺，其包括以下步骤：（1）采用精炼炉对废紫杂铜进行熔炼；所述废紫杂铜中铜含量占96%wt或以上，所述精炼炉采用固定式反射炉、倾动炉或NGL炉等。其中反射炉投资少，成本低；倾动炉热效率高，劳动强度低，操作方便。（2）对熔炼的铜液进行除杂、脱氧、净化；在精炼炉熔炼过程中，采用全氧燃烧、天然气还原，还原末期使用稀土精炼剂对铜液除杂、脱氧、净化；其中还原后的铜液含氧量≤300ppm；铜液温度保持在1150~1170℃。传统的工艺采用天然气+压缩空气燃烧，由于空气中氧含量为约21%，还有约79%的氮气是不能燃烧的惰性气体，它既降低了燃烧过程中的温度，又大大的增加了烟气排放量；而本专利技术采用天然气+氧气燃烧，氧含量为100%，燃烧温度可以从1900℃直接提升到2800℃，缩短了熔化时间，并且大大降低了排放的烟气量。本专利技术还采用天然气还原取代插树还原，解决了这样几个问题：树木（松树）是森林资源，得到了节约；另外树木虽然是碳氢化合物，但在还原过程中会产生大量碳黑，相对增加了除尘的难度，并且劳动强度大，操作不方便，而直接采用天然气还原，天然气在铜液中直接、完全地裂解为C\H，无其他杂质产物，并且还原均匀、可靠，方便，劳动强度却很低；尤其是将氧还原的效果更好，更彻底，使氧含量大大降低。还原后的铜液氧含量在300ppm及以下进行脱氧、除杂、净化，可提高含铜量，这一步骤是靠稀土精炼剂来完成的。稀土精炼剂采用La-Ce系；镧（La）含量35%；铈（Ce）含量65%。能达到“除杂务净”的目的，它的造渣和净化组织能力非常强，同时也将铜液的部分氧进一步夺走，使铜含量达到99.93%以上，使氧含量降低到300ppm甚至250ppm以下。（3）将上述净化后的铜液置于静置炉进行静置再脱氧；经所述精炼炉精炼后的含氧量≤300ppm的铜液进入密闭的依靠电加热保温的静置炉中，精炼炉与静置炉由密封流槽连接，连接的直线距离≤1200mm，密封流槽内置石墨材质以其与铜液接触；密封流槽端头（炉子出口处）设有一个椭圆形木炭过滤包，使铜液过滤过程中进一步脱氧。在电加热保温的静置炉中的铜液始终被一层不小于120mm厚的钢化木炭覆盖，铜液温度保持在1150~1170℃范围内，铜液在炉子中的静置时间不少于30分钟，使铜液在静置时间内再脱氧，以保证铜液在进入上引炉之前的含氧量≤10ppm。在实施过程中，铜液离开精炼炉首先到达碳过滤煲，这个碳过滤煲即可将铜液与空气隔绝，杜绝吸氧、吸氢；同时又将铜液再脱氧。密封流槽作用也是将铜液与空气隔绝，防止吸氧、吸氢。静置炉是通过覆盖的厚层木炭来完成再脱氧过程，使氧含量达到≤10ppm。铜液温度从精炼炉出来一直到上引炉均要求保持在1150~1170℃，其目的除了确保其流动性外，还有一个重要的原因就是从精炼炉出来的铜液一直到达上引炉需要完成最后脱氧的整个过程。上述过程的再脱氧反应如下：CuO+Cu2O+C→Cu+CuO+CO→2Cu+CO2↑（4）将上述静置再脱氧后的铜液通过上引炉引出，得到无氧铜产品。上述静置炉与上引炉是一对连体工频感应炉。铜液经上述静置炉保温脱氧后经密封石墨管通道直接进入上引炉，上引炉中的铜液采用木碳还源和鳞片石墨覆盖脱氧等措施。氧在熔融铜液中是以氧化铜（CuO）和氧化亚铜（CuO2）的形式存在的，木碳（C）在高温下与其作用，可以脱氧，从而保证氧含量小于10ppm。所述上引炉的上引系统采用伺服电机牵引系，伺服电机控制由PLC系统来完成，满足高频率的间歇牵引；上引炉上引出来的无氧铜产品即可是圆形杆材，其规格可以是φ8mm~φ16mm、又可是无氧铜母排与扁线类、还可是其他形状的无氧铜异型材。实施例1采用倾动炉对铜含量为96%wt的废紫杂铜进行熔炼，并采用全氧燃烧、天然气还原，还原末期使用稀土精炼剂对铜液除杂、脱氧、净化，还原后铜液的含氧量为300ppm，铜含量99.93%；铜液温度保持在1150℃，其中稀土精炼剂采用La-Ce系，其中镧（La）含量35%、铈（Ce）含量65%。再将该本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.利用废紫杂铜直接制备无氧铜的工艺，其包括以下步骤：（1）采用精炼炉对废紫杂铜进行熔炼；（2）对熔炼的铜液进行除杂、脱氧、净化；（3）将上述净化后的铜液置于静置炉进行静置再脱氧；（4）将上述静置再脱氧后的铜液通过上引炉引出，得到无氧铜产品。

【技术特征摘要】
1.利用废紫杂铜直接制备无氧铜的工艺，其包括以下步骤：（1）采用精炼炉对废紫杂铜进行熔炼；（2）对熔炼的铜液进行除杂、脱氧、净化；（3）将上述净化后的铜液置于静置炉进行静置再脱氧；（4）将上述静置再脱氧后的铜液通过上引炉引出，得到无氧铜产品。2.根据权利要求1所述利用废紫杂铜直接制备无氧铜的工艺，其特征在于：所述废紫杂铜中铜含量占96%wt或以上。3.根据权利要求1所述利用废紫杂铜直接制备无氧铜的工艺，其特征在于：所述精炼炉采用固定式反射炉、倾动炉或NGL炉。4.根据权利要求1所述利用废紫杂铜直接制备无氧铜的工艺，其特征在于：在所述精炼炉熔炼过程中，采用全氧燃烧、天然气还原；在还原末期使用稀土精炼剂对铜液进行所述除杂、脱氧、净化，还原后的铜液含氧量≤300ppm；铜液温度保持在1150~1170℃。5.根据权利要求4所述利用废紫杂铜直接制备无氧铜的工艺，其特征在于：所述稀土精炼剂采用La-Ce系，其中La的质量含量为35%，Ce的质量含量为65%。6.根据权利要求4...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭雄雅，
申请(专利权)人：湖南金龙国际铜业有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43