一种降低废旧黄杂铜中杂质元素锰的方法技术

本发明专利技术涉及铜冶炼过程熔体净化技术领域，针对现有技术中黄铜再生原料中锰含量高的问题，公开了一种降低废旧黄杂铜中杂质元素锰的方法，包括处理流程：分拣预处理—加料熔化—熔炼—精炼、出炉及铸锭。黄铜原料经过分拣预处理后得到黄铜合金，投入熔炼炉中熔化，待原料完全熔化后，加入添加剂和聚渣剂，保温后，精炼、出炉及铸锭，最终使黄铜中锰含量下降程度高达90%。往黄铜熔体中加入添加剂，添加剂与锰元素反应生成密度较黄铜熔体轻的合金化合物；加入聚渣剂能够分散到化合物的周围，对化合物进行凝渣聚渣，同时由于氟元素的引入能够降低炉渣黏度，有助于化合物炉渣上浮，能够保证化合物炉渣的充分聚集并去除，最终得到纯度较高的黄铜合金。

【技术实现步骤摘要】
一种降低废旧黄杂铜中杂质元素锰的方法
本专利技术涉及铜冶炼过程熔体净化
，尤其是涉及一种降低废旧黄杂铜中杂质元素锰的方法。
技术介绍
随着世界各国经济的高速发展，在工业化、市场化和经济全球化的大背景下，矿产资源变的越发重要。中国作为世界上铜资源消费量最大的国家，但是矿产储藏量，可经济开采量都很低，中国的铜资源对外依存度居高不下，原料供应和消费的矛盾日益突出，解决铜原料的供应问题刻不容缓。随着城市化的进程，作为“城市矿产”之一的废杂铜如果能够得到有效利用，将让我国铜资源短缺的困境得到极大的缓解。废杂铜为原料的生产过程能耗更低，污染物的排放更少，能有效促进铜工业的节能减排和环境友好。近几年来，中国的再生铜产业得到了快速的发展，再生铜产量增长较快。再生铜主要的来源是报废的含铜废件，生产铜、铜合金及其机械加工过程的废料、铜渣和熔炼过程的烟尘等。废杂铜经过回收拆解之后，对铜废料进行严格的分类再进行针对性地回收利用。其中高品位纯铜料可以直接利用，返回重现加工，其余纯度较低铜废料可生产再生精铜或直接熔炼成铜合金使用。废杂黄铜是废杂铜中量较多的一种，如果将收购的原料单纯的回收铜，不但铜品位不高，而且锌元素被极大的浪费，因此废杂黄铜原料直接利用生产黄铜合金是最经济可行的方法。废杂黄铜原料来源广泛、成分复杂，其中锰元素普遍存在。锰元素的加入能起到固溶强化的作用，可提高强度、硬度、弹性，耐蚀性、可清硫防止脱锌。但在多元黄铜合金中，过高的Mn含量使铅黄铜在熔铸过程中极易夹渣，破坏材料连续性，造成材料加工性能下降明显，不利于废旧黄铜的回收利用。目前没有相关黄铜合金去除锰元素专利，本专利创造性的提出了一种废旧黄铜合金中锰元素的去除方法，从而提高了废旧黄铜的回收价值，降低了废旧黄铜再加工的生产难度。
技术实现思路
本专利技术是为了克服现有技术中黄铜再生原料中锰含量高的问题，提供一种降低废旧黄杂铜中杂质元素锰的方法，黄铜原料经过分拣预处理后得到黄铜合金，投入熔炼炉中熔化，待原料完全熔化后，加入添加剂和聚渣剂，保温后，精炼、出炉及铸锭，最终使黄铜中锰含量下降程度高达90％。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种降低废旧黄杂铜中杂质元素锰的方法，包括以下步骤：a.分拣预处理：废旧黄杂铜分拣预处理，排除不属于黄铜合金的物料；b.加料熔化：将经过分拣预处理的废旧黄杂铜原料投入熔炼炉，完全熔化；c.熔炼：熔体温度升温至熔融温度，加入铜箔包裹的添加剂，采用工具加入到熔体中下部，保温；d.熔炼后处理：熔体温度调整至聚渣温度，加入聚渣剂，聚渣保温；熔体温度调整到精炼温度精炼、出炉及铸锭。本专利技术通过处理流程：分拣预处理—加料熔化—熔炼—精炼、出炉及铸锭，降低黄铜合金中的杂质锰含量。首先对废旧黄杂铜进行预分拣，然后将预分拣后的废旧黄杂铜破碎成小块，再经过磁选、机械筛选、重力筛选及人工筛选等步骤，除去废旧黄铜中的杂质。其次，将经过筛选后的黄铜合金原料投入到熔炼炉中，加热到熔融温度使之完全熔化成液态。再次，往黄铜熔体中添加在黄铜熔体中铜箔包裹的添加剂，待添加剂熔化后，添加剂中的成分便与锰元素反应生成密度较黄铜熔体轻的合金化合物，合金化合物便会上浮。此处采用铜箔包覆添加剂是为了防止高温会瞬间将添加剂烧坏，避免添加剂在接触熔体的瞬间发生表面烧损，未裹覆铜箔，添加剂仅仅浮在熔体表面，不能进入溶体内部，添加剂与溶体反应不充分，所以采用铜箔起到较好的保护作用，使之逐步熔化，同时也是为了防止未包覆的添加剂仅仅浮在熔体表面，添加剂无法渗透到熔体中，熔体只有很少一部分含量的锰能够与添加剂反应。采用工具加入到熔体中下部，是为了使添加剂在黄铜熔体中下部熔化，添加剂能够更好的分散于各部分的黄铜熔体中，与锰元素反应更加充分。最后，在混合黄铜合金熔液中加入聚渣剂，聚渣剂能够将黄铜合金熔液中的锰元素产生的浮渣(合金化合物)聚集起来，聚渣剂有助于化合物凝渣聚渣，同时降低炉渣黏度，最终使得浮渣充分上浮，也能将杂质锰从黄铜合金中充分的去除，得到纯度较高的黄铜合金。作为优选，步骤c熔融温度为960-1020℃熔融温度是为了保证黄铜原料在熔炼炉中充分熔化，熔化后的合金液具有较好的了流动性，有利于杂质元素的去除。作为优选，步骤c中加入添加剂后的保温时间为10-20min。添加剂加入熔炼炉后，保温一段时间，一方面是为了保证添加剂充分熔化，另一方面是为了保证熔化后的添加剂能够充分的扩散，与分布在黄铜熔体中的锰元素充分反应，最终处分去除杂质锰。作为优选，步骤c中添加剂的添加量占所述黄铜合金重量的1-5％。添加剂的添加量必须是与黄铜合金重量相关的，当添加剂加入过少的时候，添加剂未能与锰充分反应，杂质锰去除不充分，黄铜熔体中残留的杂质锰较多；当添加剂加入过多的时候，会导致添加剂过剩，在黄铜熔体引入添加剂杂质，造成新杂质的引入。作为优选，所述添加剂包括六硼化钙、硼砂及硒，六硼化钙、硼砂及硒的重量比为1.8-2.2：2-2.4：1-1.2。六硼化钙用于提供硼元素，锰与硼反应生成二硼化锰，锰与硒反应生产锰化硒，二硼化锰的密度为6.9g/cm3，锰化硒密度为5.5g/cm3，黄铜密度为8.4g/cm3，二硼化锰以及锰化硒密度均小于黄铜的密度，利用密度差可实现轻的金属化合物上浮，以除去黄铜熔体中的杂质；这里硼砂的作用是为了防止合金化合物氧化，减少炉渣的产生，硼砂在高温熔体中分解成二氧化二硼，二氧化二硼能够吸收熔体中的氧气，减少金属熔体氧化，从而减少炉渣量。作为优选，所述硼砂使用前需要进行脱水处理，脱水处理为350-400℃下烘烤并保温3-8h。为了充分除去硼砂中的水分，防止硼砂将水分带入到黄铜熔体中，避免水分加入引发的爆破或者气泡的产生，影响黄铜合金的质量。作为优选，步骤d所述聚渣温度为1000-1050℃，聚渣时间为10-30min。作为优选，步骤d聚渣剂的添加量占所述黄铜合金重量的0.5-1％。作为优选，所述聚渣剂包括氟化钠及氟化钙，氟化钠及氟化钙的重量比为1:1-1.2。加入聚渣剂氟化钠及氟化钙，聚渣剂能够分散到化合物的周围，对化合物进行凝渣聚渣，同时由于氟元素的引入能够降低炉渣黏度，有助于化合物炉渣上浮；限定聚渣时间与聚渣温度，能够保证化合物炉渣的充分聚集并去除。作为优选，步骤d精炼温度为980-1030℃。保持980-1030℃对黄铜精炼，能够保证在精炼的过程中除去其余的非黄铜成分，使得黄铜合金的纯度更高。因此，本专利技术具有如下有益效果：(1)提供一种降低废旧黄杂铜中杂质元素锰的方法，黄铜原料经过分拣预处理后得到黄铜合金，投入熔炼炉中熔化，待原料完全熔化后，加入添加剂和聚渣剂，保温后，精炼、出炉及铸锭，最终使黄铜中锰含量下降程度高达90％；(2)往黄铜熔体中添加在黄铜熔体中铜箔包裹的添加剂，待添加剂熔化后，添加剂中的成分便与锰元素反应生成密度较黄铜熔体轻的合金化合物，合金化合物便会上浮，以除去杂质锰元本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种降低废旧黄杂铜中杂质元素锰的方法，其特征是，包括以下步骤：/na. 分拣预处理：废旧黄杂铜分拣预处理，排除不属于黄铜合金的物料；/nb. 加料熔化：将经过分拣预处理的废旧黄杂铜原料投入熔炼炉，完全熔化；/nc. 熔炼：熔体温度升温至熔融温度，加入铜箔包裹的添加剂，采用工具加入到熔体中下部，保温；/nd. 熔炼后处理：熔体温度调整至聚渣温度，加入聚渣剂，聚渣保温；熔体温度调整到精炼温度精炼、出炉及铸锭。/n

【技术特征摘要】
1.一种降低废旧黄杂铜中杂质元素锰的方法，其特征是，包括以下步骤：
a.分拣预处理：废旧黄杂铜分拣预处理，排除不属于黄铜合金的物料；
b.加料熔化：将经过分拣预处理的废旧黄杂铜原料投入熔炼炉，完全熔化；
c.熔炼：熔体温度升温至熔融温度，加入铜箔包裹的添加剂，采用工具加入到熔体中下部，保温；
d.熔炼后处理：熔体温度调整至聚渣温度，加入聚渣剂，聚渣保温；熔体温度调整到精炼温度精炼、出炉及铸锭。


2.根据权利要求1所述一种降低废旧黄杂铜中杂质元素锰的方法，其特征在于，步骤c熔融温度为960-1020℃。


3.根据权利要求1所述一种降低废旧黄杂铜中杂质元素锰的方法，其特征在于，步骤c中加入添加剂后的保温时间为10-20min。


4.根据权利要求1所述一种降低废旧黄杂铜中杂质元素锰的方法，其特征在于，步骤c中添加剂的添加量占所述黄铜合金重量的1-5%。


5.根据权利要求4所述一种降低废旧黄杂铜中杂质元素...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋卡迪，宋长洪，汤亚钢，杨东超，李志国，宋程程，
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