專利名稱：一種高純銅及低氧光亮銅桿的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高純銅及低氧光亮桿的生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
銅是一種重要的有色金屬，因具有優(yōu)良的綜合性能，如導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、 耐蝕性及良好的工藝性而廣泛應(yīng)用于各個(gè)工業(yè)部門。極少量雜質(zhì)如鉛、銻、錫、 鈹?shù)鹊拇嬖诙紩?huì)嚴(yán)重影響銅的導(dǎo)電性以及其它性能，即使是不同領(lǐng)域?qū)︺~的純 度都有著嚴(yán)格的要求，例如電解領(lǐng)域?qū)︺~要求是其純度至少不小于99.95%; 不論是采用傳統(tǒng)熱壓法還是釆用連鑄連軋法生產(chǎn)銅桿，都需要用1號(hào)電解銅作 為原料(A級(jí)銅更好)。目前，高純銅的制備主要有火法冶煉和濕法冶煉兩種工藝路線?；鸱ㄒ睙?通常是先將含銅百分之幾或千分之幾的原礦石，通過(guò)選礦提高到20 30%， 作為銅精礦，在密閉鼓風(fēng)爐、反射爐、電爐或閃速爐進(jìn)行造锍熔煉，產(chǎn)出的熔 锍(冰銅)接著送入轉(zhuǎn)爐進(jìn)行吹煉成粗銅，再在另一種反射爐內(nèi)經(jīng)過(guò)氧化造渣過(guò) 程將雜質(zhì)除去，氧化造渣主要是指將粗銅熔化后吹入氧氣和加入石英砂使銅中 含的雜質(zhì)反應(yīng)生成亞氧化物，生成的亞氧化物和二氧化硅反應(yīng)轉(zhuǎn)變成漂浮在銅 液表面的硅酸鹽浮渣，硅酸鹽浮渣通過(guò)扒渣即可除去， 一般氧化造渣很容易將 硫、鋅、鐵等雜質(zhì)除去，錫也基本能脫除，但是鉛則很少脫除，這是由于鉛比 重比銅大很多， 一般熔化后，氧化亞鉛就會(huì)沉到爐底，所以在氧化時(shí)，不易被 攪起，針對(duì)這種情況，采用了在每次加料前適當(dāng)向爐底撒入一些石英沙，使沉 在爐底的氧化鉛熔化后能與二氧化硅形成PbSi03漂浮到銅液表面被扒除，但 是這種方法根本不起作用，因?yàn)楫?dāng)銅熔化后成為銅液，石英砂的比重輕，早就 浮到上面了，也產(chǎn)生不了硅酸鉛(即浮渣)，生產(chǎn)出的髙純銅中鉛含量嚴(yán)重超 標(biāo)?，F(xiàn)代濕法冶煉有硫酸化焙燒一浸出一電積，浸出一萃取一電積，細(xì)菌浸出 等法可制備純度較髙(大于99.95%)的銅，但是該冶煉方法復(fù)雜、不易控制、耗電和污染環(huán)境、成本較高。采用連鑄連壓法生產(chǎn)光亮銅桿的工藝，由于其生產(chǎn)出的銅桿與傳統(tǒng)的熱軋3法生產(chǎn)的銅桿相比，具有長(zhǎng)度長(zhǎng)、節(jié)能節(jié)量，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、性能均一、表面 光亮等特點(diǎn)，已逐漸取代傳統(tǒng)的熱軋法，它主要采用紫雜銅為原料，紫雜銅經(jīng) 過(guò)熔化、氧化、還原、出銅，進(jìn)入連鑄連軋?jiān)O(shè)備進(jìn)行澆鑄得到銅桿。由于在進(jìn) 行澆鑄之前，未能將其中的鉛含量超標(biāo)，最后得到的銅桿達(dá)不到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和綠 色環(huán)保的要求，而且產(chǎn)品的成品率低，油耗和電耗也比較大。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種操作簡(jiǎn)單、 生產(chǎn)成本低的高純銅的生產(chǎn)方法。本發(fā)明還要提供一種低氧光亮銅桿的生產(chǎn)方法，成品率髙、油耗和電耗低、 生產(chǎn)成本低。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是 一種髙純銅的生產(chǎn)方法，以銅的質(zhì)量含量大于90%的廢雜銅為原料，依次 經(jīng)過(guò)熔煉扒渣、插木還原和冷卻結(jié)晶得到高純銅，其中熔煉扒渣具體包括以下 步驟① 、將所述的廢雜銅加熱到1080 1120攝氏度使銅熔化得到銅液，將混 在所述銅液中的不熔的雜質(zhì)扒渣除去；② 、將經(jīng)步驟①處理后的所述銅液升溫至1150 1200攝氏度，加入石英 砂，石英砂的加入量以將所述銅液的表面全部覆蓋住為準(zhǔn)，再向該銅液中吹入 過(guò)量氧氣，產(chǎn)生浮在銅液表面的浮渣和沉在爐底部的氧化亞鉛，其中的浮渣通 過(guò)扒渣除去；③ 、向經(jīng)步驟②處理后的所述銅液中吹入壓力為0.5 1.0MPa的氧氣，使 氧化亞鉛在銅液內(nèi)翻騰并與石英砂反應(yīng)，生成浮渣，該浮渣通過(guò)扒渣除去。廢雜銅優(yōu)選為紫雜銅。一種低氧光亮銅桿的生產(chǎn)方法，以紫雜銅為原料，依次經(jīng)過(guò)熔煉扒渣、插 木還原、出銅，進(jìn)入連鑄連軋?jiān)O(shè)備進(jìn)行澆鑄，制得所述的低氧光亮銅桿，其特 征在于所述的熔煉扒渣具體包括如下步驟① 、將所述的廢雜銅加熱到1080 1120攝氏度使銅熔化得到銅液，將混 在所述銅液中的不熔雜質(zhì)通過(guò)扒渣除去；② 、將經(jīng)步驟①處理后的所述銅液升溫至1150 1200攝氏度，加入石英 砂，石英砂的加入量以將所述銅液的表面全部覆蓋住為準(zhǔn)，再向該銅液中吹入過(guò)量氧氣，產(chǎn)生浮在銅液表面的浮渣和沉在爐底部的氧化亞鉛，其中的浮渣通 過(guò)扒渣除去；③、向經(jīng)步驟②處理后的所述銅液中吹入壓力為0.5 1.0MPa的氧氣，使 所述的氧化亞鉛在銅液內(nèi)翻騰并與石英砂反應(yīng)，生成浮渣，該浮渣通過(guò)扒渣除 去，在所述的插木還原步驟中，直至銅液中含氧量小于200ppm終止； 在所述的出銅步驟中，在銅液表面覆蓋一層木炭； 在所述的澆鑄步驟時(shí)，銅液溫度為1120 1130攝氏度。 由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn) 熔煉扒渣時(shí)，充分利用銅中各金屬雜質(zhì)的熔點(diǎn)及還原性的不同使金屬雜質(zhì) 生成浮渣，將雜質(zhì)除去，針對(duì)不易除去的鉛雜質(zhì)，采取加壓吹氧方法，使鉛充 分轉(zhuǎn)化成浮渣，保證制得髙純銅中鉛含量小于2ppm,該生產(chǎn)方法操作簡(jiǎn)單、生 產(chǎn)成本低，可得銅含量大于99.5%的高純銅。低氧光亮銅桿的生產(chǎn)方法中，通過(guò)熔煉扒渣和插木還原后的髙純銅液直接 進(jìn)入連鑄連軋?jiān)O(shè)備進(jìn)行澆鑄，低氧光亮銅桿成品率大于98%,低氧光亮銅桿的 質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到美國(guó)ASTM B-49中的C11040和日本的JIS3100標(biāo)準(zhǔn)，各項(xiàng)環(huán)保 指標(biāo)均達(dá)到歐盟ROHS指令要求和綠色環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，該生產(chǎn)方法成本低。
具體實(shí)施方式
下面對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)行說(shuō)明 實(shí)施例l:按照本實(shí)施例的髙純銅的生產(chǎn)方法，以紫雜銅為原料，具體包括如下步驟 (1)、熔煉扒渣①、加料熔煉，控制溫度在1080 1120攝氏度的范圍，使紫雜銅徹底熔化 成熔液，把沒有熔化的廢鐵、不銹鋼、鑷鉻絲等髙熔點(diǎn)的金屬通過(guò)扒渣除掉， 該步可以將熔點(diǎn)比銅髙的髙熔點(diǎn)的金屬夾雜物(鐵、鎳、鉻、不銹鋼、錳等雜 質(zhì))除去。②、與銅互熔的金屬物(如鋁、鋅、鎂、銻、錫、鎳等金屬，它們的比重 比銅的比重小，所以在銅液的上面，根據(jù)金屬元素活動(dòng)順序表排列，這些金屬 都比銅活潑，容易氧化，熔化后的銅液升溫到1150度 1200度后，向其中加入石英砂(Si02),使熔液表面蓋滿作為加入量，然后用壓縮空氣進(jìn)行吹氧，在這樣的溫度下，鋁、鋅、鎂、銻、錫很快就生成氧化亞鋁、氧化亞鋅、氧化亞鏷、氧化亞銻、氧化亞錫并且這些亞氧化物迅速跟石英砂(Si02)結(jié)合，生成金屬硅酸鹽(在熔液中成為一種液態(tài)浮渣)。在這一階段，把比重比銅輕的、又比銅 活潑的金屬，可以全部通過(guò)造硅酸金屬鹽(俗稱液態(tài)浮渣)去除。③、加壓吹氧提純將吹氧管的氣壓提髙到6 8公斤壓力(0.6 0.8MPa), 使沉在爐底部的氧化亞鉛翻騰到表面，跟二氧化硅(Si02)結(jié)合生成PbSi03, PbSi03浮在銅液的表面，可扒渣除去，該過(guò)程需0.5 1小時(shí)。在② ③中，生成液態(tài)的浮渣用化學(xué)過(guò)程表示如下2M+02 = 2MOMO+Si02=MSi03 (液態(tài)的浮渣)其中M = A1、 Zn、 Mg、 Sb、 Sn、 Pb、 Ni、 Cu。(2) 、對(duì)經(jīng)過(guò)步驟(1)的銅液進(jìn)行插木還原，使含氧量控制在70 80ppm。(3) 、將高純銅水冷卻結(jié)晶獲得髙純銅。由于在熔煉扒渣步驟中，采取了加壓吹氧的提純工序，能夠?qū)U除去，制 得純度大于99.5%的高純銅，其鉛含量小于2ppm，達(dá)到綠色環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)施例2:按照本實(shí)施例的低氧光亮銅桿的生產(chǎn)方法，以紫雜銅為原料，由于紫雜銅 中不可避免地會(huì)混入電熱管里面的鎳鉻絲、不銹鋼、鐵、焊錫頭里的錫、鉛、 黃銅里的鋅，其他的金屬如銻、鋁、鎂等非銅的雜質(zhì)金屬，必須將這些雜質(zhì)除 去，保證銅純度在99.95%以上，才能達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的銅光桿要求。本實(shí)施例的低氧光亮銅桿的生產(chǎn)方法主要過(guò)程是紫雜銅依次經(jīng)過(guò)熔煉扒 渣、插木還原和出銅后，直接進(jìn)入連鑄連軋?jiān)O(shè)備進(jìn)行澆鑄，澆鑄時(shí)熔液溫度控 制在1120 1130攝氏度。所述的熔煉扒渣、插木還原與實(shí)施例1中對(duì)應(yīng)相同， 出銅時(shí)，在銅液表面上覆蓋一層木炭，以防銅液吃氧。通過(guò)以上工藝制得的低氧光亮銅桿的成品率大于98%，銅桿的含銅量均大 于99.95%,雜質(zhì)總含量小于0.05%,并達(dá)到歐盟ROHS指令(綠色環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)， 經(jīng)該指令檢測(cè)，銅桿中的有害物質(zhì)鎘、鉛、汞、六價(jià)鉻的含量小于限量值2ppm), 電阻都小于0.017241歐姆，一般都在0.01700左右，導(dǎo)電率大于100%IAC( s/m)，氧含量在200ppm以下，抗拉強(qiáng)度大于35%,延伸率大于345N/mm2,各項(xiàng)力學(xué)性能均都達(dá)到國(guó)際上和國(guó)家新制定的標(biāo)準(zhǔn)，銅桿中銅的含量、氧含量、電阻率、 抗拉強(qiáng)度和延伸率等各項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)也達(dá)到了美國(guó)ASTM B-49中的 C11040標(biāo)準(zhǔn)及日本的JIS3100標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)銅桿的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到歐盟ROHS指令 要求和綠色環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。扒出來(lái)的浮渣，銅含量在15~18%左右，可用鼓風(fēng)進(jìn)冶煉回收澆錠，賣給 銅冶煉廠進(jìn)行電解，廢渣賣水泥廠生產(chǎn)水泥或賣給水泥磚廠生產(chǎn)水泥磚，做到 資源綜合利用，達(dá)到循環(huán)經(jīng)濟(jì)目的。
權(quán)利要求
1. 一種高純銅的生產(chǎn)方法，以銅的質(zhì)量含量大于90％的廢雜銅為原料，依次經(jīng)過(guò)熔煉扒渣、插木還原和冷卻結(jié)晶得到所述的高純銅，其特征在于所述的熔煉扒渣具體包括以下步驟①、將所述的廢雜銅加熱到1080～1120攝氏度使銅熔化得到銅液，將混在所述銅液中的不熔的雜質(zhì)通過(guò)扒渣除去；②、將經(jīng)步驟①處理后的所述銅液升溫至1150～1200攝氏度，加入石英砂，石英砂的加入量以將所述銅液的表面全部覆蓋住為準(zhǔn)，再向該銅液中吹入過(guò)量氧氣，產(chǎn)生浮在銅液表面的浮渣和沉在爐底部的氧化亞鉛，其中的浮渣通過(guò)扒渣除去；③、向經(jīng)步驟②處理后的所述銅液中吹入壓力為0.5～1.0MPa的氧氣，使所述的氧化亞鉛在銅液內(nèi)翻騰并與石英砂反應(yīng)，生成浮渣，該浮渣通過(guò)扒渣除去。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種髙純銅的生產(chǎn)方法，其特征在于所述的廢 雜銅為紫雜銅。
3、 一種低氧光亮銅桿的生產(chǎn)方法，以紫雜銅為原料，依次經(jīng)過(guò)熔煉扒渣、 插木還原、出銅，進(jìn)入連鑄連軋?jiān)O(shè)備進(jìn)行澆鑄，制得所述的低氧光亮銅桿，其 特征在于所述的熔煉扒渣具體包括如下步驟 ① 、將所述的廢雜銅加熱到1080 1120攝氏度使銅熔化得到銅液，將混 在所述銅液中的不熔的雜質(zhì)扒渣除去； ② 、將經(jīng)步驟①處理后的所述銅液升溫至1150 1200攝氏度，加入石英 砂，石英砂的加入量以將所述銅液的表面全部覆蓋住為準(zhǔn)，再向該銅液中吹入 過(guò)量氧氣，產(chǎn)生浮在銅液表面的浮渣和沉在爐底部的氧化亞鉛，其中的浮渣通 過(guò)扒渣除去； ③ 、向經(jīng)步驟②處理后的所述銅液中吹入壓力為0.5 1.0MPa的氧氣，使 所述的氧化亞鉛在銅液內(nèi)翻騰并與石英砂反應(yīng)，生成浮渣，該浮渣通過(guò)扒渣除 去，在所述的插木還原步驟中，至銅液中含氧量小于200ppm終止； 在所述的出銅步驟中，在銅液表面覆蓋一層木炭； 在所述的澆鑄步驟時(shí)，銅液溫度為 1120 1130攝氏度。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高純銅及低氧光亮銅桿的生產(chǎn)方法，將廢雜銅經(jīng)過(guò)熔煉扒渣、插木還原和冷卻結(jié)晶得到高純銅，熔煉扒渣時(shí)，將銅加熱1080～1120攝氏度得到銅液，其中的不熔的高熔點(diǎn)雜質(zhì)經(jīng)扒渣除掉，之后，向銅液中加入石英砂和二氧化硅，并吹入過(guò)量氧氣，使其中比銅活潑的金屬轉(zhuǎn)化成浮渣除去，再向銅液加壓吹氧使沉在爐底的亞氧化鉛充分與石英砂反應(yīng)生成浮渣以將鉛除凈，保證銅純度大于99.5％和含鉛量小于2ppm；低氧光亮銅桿的生產(chǎn)方法主要是以紫雜銅為原料，依次經(jīng)過(guò)熔煉扒渣、插木還原的高純銅液直接進(jìn)入連鑄連軋?jiān)O(shè)備進(jìn)行澆鑄，低氧光亮銅桿的成品率大于98％，達(dá)到歐盟ROHS指令要求和綠色環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，該生產(chǎn)方法生產(chǎn)成本低。
文檔編號(hào)C22B15/14GK101275186SQ20081002370
公開日2008年10月1日 申請(qǐng)日期2008年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月16日
發(fā)明者倪如寶, 姬高生 申請(qǐng)人:倪如寶