[发明专利]利用废旧紫铜生产无氧铜的方法

说明书

技术领域

本发明涉及无氧铜生产领域，尤其涉及利用废旧紫铜生产无氧铜的方法。

背景技术

无氧铜具有较高的导电性，延展性和气密性，低氢脆倾向，在电子电力领域备受青睐，如制作电线电缆，电动机换向器，高真空电子装置等。目前，无氧铜的生产原料基本使用优质一级电解阴极铜，成本极高，如果在炉料中添加部分高品位废旧紫铜，如导电铜材厂边角料、废旧铜丝、上引废料等，则可充分利用资源，节材降耗。通常，废旧紫铜也间接使用于生产无氧铜，即首先将其熔炼成阳极铜，再经电解成阴极铜后使用。这种间接利用工序复杂、周期长、铜损耗大，能耗高，而且造成环境污染。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用废旧紫铜生产无氧铜的方法，该方法工艺简单、提高了工作效率、无环境污染、降低了生产成本。

本发明是这样实现的：利用废旧紫铜生产无氧铜的方法，其特征在于：包括以下步骤：

1）、分拣：去除废旧紫铜中混杂的铝、铁、锌、锡金属杂质；

2）、焙烧、水洗、烘干：对分拣后的废旧紫铜进行400℃-500℃焙烧30min，出炉水冷并将焙烧产物冲洗干净，烘干；

3）、采用氧化熔炼、除气、过滤除渣和脱氧相结合的熔体复合净化工艺：在加热熔池内投入干燥洁净的电解铜和废旧紫铜，敞炉熔炼，熔化后向溶池加入适量的氧化铜，使熔体氧化，将熔体温度保持在1130-1150℃，然后采用从加热熔池向保温熔池过滤熔体的方法对熔体进行除渣和脱氧；

4）、铸造：过滤后的熔体进入保温炉即可进行上引连铸机或水平连铸机进行铸造。

本发明工艺简单、操作方便、无环境污染、提高了工作效率、降低了生产成本。

具体实施方式

由于废旧紫铜与标准阴极铜相比较区别在于废旧紫铜中可能混杂有其它的金属杂质，如铝、铁、锌、锡等；其表面附着杂质较多，如绝缘漆、油污、灰尘、水分等；废旧紫铜因其原有熔炼工艺尤其是脱氧工艺不同，导致成分存在较大差异，杂质元素磷、铁、砷、铋等含量可能较高，直接利用废旧紫铜生产无氧铜，其关键是将这些杂质去除，据此，本发明采用原料预处理加熔体复合净化工艺，分别用于去除上述两类杂质。原料预处理主要包括分拣、焙烧、水洗、干燥；分拣的目的是去除废旧紫铜中混杂的金属杂质铝、铁、锌、锡等；焙烧主要用于去除废旧紫铜表面附着的油污、绝缘层等；水洗则将焙烧产物和灰尘等去除；干燥主要是防止将水蒸气带入熔体引起脱氧不彻底，通过预处理基本可将外部杂质去除。熔体复合净化用于去除由材料本身带入的杂质元素，该复合净化工艺包括氧化气氛熔炼、除气、过滤除渣和脱氧四个工艺环节。敞炉熔炼和在熔池中加入氧化铜，保证铜在氧化气氛下熔炼，使熔体中的大部分单质形态的杂质元素转变为密度相对小，易浮除的杂质氧化物；氧化熔体可驱除熔体中溶解的氢，抑制铜凝固过程中的“水蒸气反映”减少铸件中的气孔。采用过滤熔体的方法去除悬浮于熔体内的少量杂质氧化物，同时将熔体中大量存在的氧化亚铜还原为铜。将物理除渣和化学脱氧有机结合起来，除渣效果好，脱氧速度快，并且脱氧产物和残余脱氧剂不会对熔体造成二次污染，过滤后的熔体进入保温炉即可进行上引或水平连铸进行铸造。生产时，将坩埚预热至暗红色，在加热熔池内投入干燥洁净的电解铜和经过预处理的废旧紫铜，敞炉熔炼；熔化后向溶池加入适量的氧化铜，使熔体氧化，将熔体温度保持在1130-1150℃，然后采用从加热熔池向保温熔池过滤熔体的方法对熔体进行除渣和脱氧；过滤后的熔体进入保温炉即可进行上引或水平连铸进行铸造。试验中，废旧紫铜加入量分别占炉料总量的10%，20%，30%，50%和100%。采用内径15mm的石英管取样并测试试样的电阻率及含氧量，将￠15mm试样冷拉成直径￠3mm的铜丝，用ZY9858型数字式微欧计，测量精度为10^-6欧姆，测试长1M铜丝的电阻（取正反各五个测量值的平均值），然后换算成电阻率。氧含量测试设备为LECO氧分析仪，仪器测试精度为10^-2ppm。采用以上原料预处理工艺和熔炼工艺，在炉料中分别添加10%，20%，30%，50%和100%的废旧紫铜试验，结果见下表

掺杂废旧紫铜试验结果表

从以上结果可以看出，在原料中分别加入10%，20%，30%，50%和100%的废旧紫铜后，试样的氧含量都不超过20ppm，硬态电阻率小于0.0175，说明铜丝中杂质元素的含量很低，试样的氧含量和硬态电阻率符合国标TU1的规定。该结果充分说明，采用本发明能够生产出合格的无氧铜制品，此外，实际结果还表明，炉料中废旧紫铜的添加量对其导电性能没有影响，为废旧紫铜丝的合理利用提供了广阔的空间，具有重大的经济效益和社会效益。