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廢銅處理設(shè)備

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按照再生產(chǎn)品的質(zhì)量要求、廢銅的處理,可以分為火法冶煉和電解冶煉。生產(chǎn)粗銅和銅合金,一般采用火法冶煉,而生產(chǎn)電解銅需要電解冶煉。最常用的火法廢銅處理沒(méi)備為回轉(zhuǎn)爐,也叫作轉(zhuǎn)鼓爐或轉(zhuǎn)筒櫨。廢銅電解冶煉的主要設(shè)備為電解槽。以粗銅為陽(yáng)極,精銅棒為陰極,電解液采用稀硫酸。

按照再生產(chǎn)品的質(zhì)量要求、廢銅的處理,可以分為火法冶煉和電解冶煉。生產(chǎn)粗銅和銅合金,一般采用火法冶煉,而生產(chǎn)電解銅需要電解冶煉。

最常用的火法廢銅處理沒(méi)備為回轉(zhuǎn)爐,也叫作轉(zhuǎn)鼓爐或轉(zhuǎn)筒櫨。
    爐體由兩端呈錐形的水平圓筒組成。一端安裝以煤氣、燃油或煤粉為燃料的燃燒噴嘴,另一端供裝入爐料。排出孔位于側(cè)壁中心與轉(zhuǎn)爐相似。爐身依水平軸旋轉(zhuǎn),運(yùn)作時(shí)連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)以保證加熱的爐襯與爐料完全接觸?;剞D(zhuǎn)爐的容量介于 50 ~ 6000kg 之間。熔煉速度快、熔煉損失低,生產(chǎn)的金屬銅氣體含量少,并且成分和溫度均勻。整個(gè)冶煉過(guò)程能耗低,且能完全控制溫度和氣氛。缺點(diǎn)是因?yàn)槿鄢剌^淺,不宜用惰性氣體吹洗,也不容易快速加入新的爐料,并可造成嚴(yán)重的空氣污染?,F(xiàn)在,這種爐子已多用作廢雜銅的預(yù)熔化,以便送入精煉爐熔煉。
    沖天爐 (cupola) 使用低硫、低灰分焦炭也可熔煉黃銅,但由于氧化性氣氛與鋅的揮發(fā),過(guò)程控制困難。坩鍋爐是熔煉中、小批量產(chǎn)品最簡(jiǎn)單的熔煉裝置,在 30 ~ 120min 內(nèi)可熔煉 100 ~ 500kg 黃銅。坩鍋爐由小型垂直圓柱形爐室組成,爐室內(nèi)用直接火焰、電阻元件或感應(yīng)線(xiàn)圈將熱直接轉(zhuǎn)移給坩堝,坩堝由石墨、碳素磚或其他耐火材料構(gòu)成,這種爐型極適于熔煉小批量的合金,用于銅制品的藝術(shù)創(chuàng)作。
    在直接電弧爐、間接電弧爐、感應(yīng)爐三大類(lèi)型的電爐中,直接電弧爐或埋弧電爐因電弧溫度過(guò)高,成分控制困難,不能用于熔煉合金;間接電弧爐只能用于小型鑄造;最適合處理廢雜銅的電爐為感應(yīng)爐,特別是無(wú)芯低頻感應(yīng)電爐。這種爐子呈隧道形或坩堝形,如圖 1-16 所示。爐體由圓柱形襯以耐火材料的熔煉室及其周?chē)乃湓€(xiàn)圈組成。感應(yīng)電流在爐內(nèi)直接熔化爐料。與芯形爐不同,此種爐形可裝入冷金屬爐料,因此在實(shí)踐中主要用來(lái)熔煉廢雜銅。爐子的規(guī)格有 75 ~ 700kw 多種,容量從數(shù)千克到數(shù)噸不等。

    廢銅電解冶煉的主要設(shè)備為電解槽。以粗銅為陽(yáng)極,精銅棒為陰極,電解液采用稀硫酸?;瘜W(xué)反應(yīng)如下。
    目前,發(fā)達(dá)國(guó)家的廢雜銅處理工藝及設(shè)備,傾向于爐火法精煉工藝加 ISA 電解工藝相結(jié)合的聯(lián)合工藝。西德精煉公司 (NA) 胡藤維克凱撒工廠(chǎng) (HK) 是目前世界上最大、最先進(jìn)的廢雜銅精煉廠(chǎng),它采用一臺(tái)傾動(dòng)爐 (350t/f) 和一臺(tái)反射爐 (200t/f) 處理廢雜銅,采用 IsA 工藝 (DK=31 3A / m2 。 ) 生產(chǎn)陰極銅,產(chǎn)量 17 × 104t/a 。美國(guó)的廢雜銅依據(jù)其質(zhì)量的差異,采取不同的途徑重新進(jìn)入生產(chǎn)過(guò)程。因 1 號(hào)廢雜銅具備陰極銅的質(zhì)量,只要按與陰極銅相同的方式進(jìn)行熔煉與鑄造即可,其再生的能耗約為 1.2Mw · h/t 。 2 號(hào)廢雜銅是一類(lèi)未合金化的廢雜銅,如線(xiàn)材和銅質(zhì)水管道以及被其他金屬污染的銅制品 ( 如經(jīng)過(guò)電鍍、軟焊或硬焊的銅制品 ) ,可先進(jìn)入粗銅熔煉廠(chǎng),作為原金屬銅生產(chǎn)的一部分以高級(jí)陰極銅的形式重新進(jìn)入市場(chǎng),再生能耗約為 5.6MW · h/t 。 3 號(hào)廢雜銅的品位較低 ( 含銅量介于 10 %~ 88 % ) ,依其成分的不同而在不同的熔煉爐內(nèi)熔煉,然后再通過(guò)火法精煉和電解精煉制成陰極銅.這一過(guò)程可在粗銅熔煉廠(chǎng)或從專(zhuān)門(mén)處理廢雜銅及其他金屬的工廠(chǎng)中完成,再生能耗約為 14MW.h / t 。 4 號(hào)廢雜銅為銅合金廢屑,主要由黃銅、青銅及銅鎳合金構(gòu)成,進(jìn)入黃銅加工廠(chǎng)用于制造新的合金。

    對(duì)純凈的廢雜銅可采用美國(guó)熔煉與精煉公司發(fā)明的 ASARCO 爐進(jìn)行熔煉,獲得的精銅用于澆鑄線(xiàn)坯 ( 盤(pán)條 ) 。
    再生過(guò)程中,爐料的準(zhǔn)備十分重要。例如,澆鑄電工產(chǎn)品時(shí),必須考慮爐料中有害雜質(zhì)對(duì)電導(dǎo)率的影響,因此要求爐料盡可能純凈。如果澆鑄的是通用合金,則要求爐料盡可能均勻并保證其成分在特定的限度以?xún)?nèi)。加料時(shí),爐料的各個(gè)料塊的熔點(diǎn)盡可能接近,從而保持熔體均勻,避免低熔點(diǎn)元素的揮發(fā)和氧化;同時(shí),也有助于保持熔體和最終鑄件的均勻。
    當(dāng)給爐料配料時(shí),通常使用的是母臺(tái)金,而不是單一的元素態(tài)金屬。這種合金通??捎设T造廠(chǎng)提供鑄錠,其成分和熔點(diǎn)是均一的。
    銅加工制造業(yè)所產(chǎn)生的具有陰極質(zhì)量的廢雜銅 ( 不合格的銅棒、裸線(xiàn)、銅鑄模 ) ,一般都在廠(chǎng)內(nèi)與正規(guī)的陰極銅爐料一起投入 ASARCO 豎爐內(nèi)。被其他金屬污染的廢雜銅,則先在回轉(zhuǎn)爐或反射爐內(nèi)熔煉,并澆鑄成陽(yáng)極后再進(jìn)行電解精煉。大部分雜質(zhì) (Al 、 Fe 、 Zn 、 Si 和 Sn) 可借造渣或空氣氧化及火法精煉除去?;鸱ň珶挼膹U雜銅適于熔鑄合金。銅合金廢雜物料,主要由黃銅及一定量的青銅與銅鎳合金組成,可以把這類(lèi)廢雜銅合金按新 ( 制造過(guò)程廢料 ) 、舊 ( 廢棄物品 ) 進(jìn)行分類(lèi)。將它們?cè)诨剞D(zhuǎn)爐、坩堝爐或感應(yīng)爐內(nèi)重熔,實(shí)現(xiàn)一定程度的精煉和成分調(diào)整,再澆鑄成重熔錠或新的半制成品。對(duì)于成分變化幅度極大 (12 %~ 95 % Cu) 的低品位廢雜銅,可按富銅礦或銅精礦在熔煉爐內(nèi)處理。
   

廢銅 設(shè)備

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