国外废杂铜回收利用的某些工艺介绍.pdf

中国资源综合利用 2 0 0 2 0 7 国外废杂铜回收利用的某些工艺介绍 洪丕基 摘要 本文简要介绍了国外废杂铜回收利用的一些工艺及专利 同时对加快我国废杂有色金属行业 的发展提出了建议 关键词 国外 废杂铜 回收利用 工艺 废杂铜一般分为特种紫杂铜 一般紫杂铜和 黄杂铜 还有铜渣和铜灰 不同种类的含铜废料 回收利用的方法也不同 目前国内外回收利用废 杂铜的方法很多 主要可分为两大类 第一类是 将高质量的废杂铜直接冶炼成紫精铜或铜合金 后供用户使用 称作直接利用 第二类是将废杂 铜冶炼成阳极板后经电解精炼成电解铜后供用 户使用 称为间接利用 第二类方法又可分为一 段法 即将杂铜直接加入阳极炉精炼成阳极板后 再经电解精炼成电解铜的方法 二段法 即将杂 铜加入鼓风炉或转炉熔炼成粗铜 粗铜又加入阳 极炉熔炼成阳极板后再电解精炼成电解铜的方 法 含锌高的杂铜采用鼓风炉一阳极炉一电解工 艺较好 含铅 锡高的杂铜采用转炉一阳极炉一 电解工艺较好 三段法 即将杂铜加入鼓风炉炼 成黑铜 黑铜加入转炉炼成次粗铜 次粗铜再加 入阳极炉炼成阳极板后电解精炼成电解铜的方 法 1 废电线 电缆的回收利用 废电线 电缆的回收利用主要是先使铜线和 绝缘层分离 方法主要有四种 机械分离法 该法又可分为两种 1 滚筒式剥皮机加工法 该法适合处理粗细 基本一致的电线 我国有这种设备 英国沃尔费 汉普顿厂就是采用此种设备进行电线 电缆剥皮 的 图1 是设备示意图 器 刊 擎 媒 梧 嘏 图1 转鼓切碎机 1 加料 2 转鼓 3 刀座 4 螺栓 5 刀片 6 筛孔底板 一3 0 一 电线 电缆首先剪切成长度不超过3 0 0 m m 的 小段 然后人工送入转鼓切碎机 结构如图1 在 转鼓切碎机内电缆被破碎脱皮 碎屑从转鼓刀片 底部中5 m m 筛孑L 漏出 转鼓转速30 0 0 r m i n 转鼓 直径3 0 英寸 转鼓刀片与底部筛板面的间隙为 1 5 m m 转鼓切碎机处理能力为l t h 电机功率 3 0 k W 从筛孑L 漏出的碎屑用皮带送到料仓 再通 过振动给料机把碎屑送到摇床分离成铜屑 混合 物和塑料纤维三部分 铜屑送炼铜炉冶炼 也可 用作生产硫酸铜的原料 混合物返回转鼓切碎机 处理 塑料纤维可出售 每吨废电线电缆可生产 4 5 0 5 5 0 k g 铜屑 4 5 0 5 5 0 k g 塑料 一周处理6 0 t 料 产铜约3 0 t 塑料约3 0 t 本工艺有如下特点 1 可综合回收废电线电缆中的铜和塑料 综合利用水平较高 2 产出的铜屑基本不含塑料 减少了熔炼 时塑料对大气的污染 3 工艺简单 易于机械化和自动化 4 过程耗电较高 刀片磨损较快 2 剖割式剥皮机加工法 该法适合处理粗大 的电缆和电线 我国襄樊生产这种设备 低温冷冻法 美国专利3 9 9 0 6 4 1 号提出用低温冷冻法分离 铜与绝缘层 如图2 所示 金属绝缘物 图2 低温处理废料回收金属和绝缘体的工艺流程 该法适合处理各种规格的电线和电缆 将废 导线先经冷冻使绝缘层变脆 然后破碎绝缘层与 铜线分离 化学剥离法 采用一种有机溶剂将电线的绝缘层溶解掉 此法能产出优质铜线 该法主要是要找到一种廉 万方数据 中国资源综合利用 2 0 0 2 0 7 价有效的溶剂 垒 热分解法 美国专乖1 J 4 0 4 0 8 6 5 号提出了用热分解法烧掉 绝缘层后得到铜线 图略 2 废杂铜的冶炼 德国凯塞冶炼厂是典型再生铜冶炼厂 也是 一个有代表性的老厂 该厂年产电解铜1 1 5 万t 还生产铜线锭 硫酸铜 硫酸镍 氧化锌 铅锡合 金等产品 原料7 0 来自智利 南非 美国等企业 的矿产粗铜 2 1工艺说明 凯塞厂是一个大型再生铜冶炼厂 采用两段 法与三段法相结合的工艺流程 有利于降低能耗 与有价金属的综合回收 生产设备为传统的鼓风 炉 转炉 固定式反射炉与常规的电解设备 该厂 有两台鼓风炉 风口区截面积3 7 5 m 2 2 5 m X 1 5 m 1 3 处理量1 5 0 t 床能率4 0 t m 2 昼夜 焦率 1 7 渣含铜 1 其中一台用来处理碎屑粉状含 铜物料 要经过制团 物料平均含铜3 0 另一台 处理黄杂铜及块状含铜渣料 鼓风炉产出的品位 为7 5 8 5 的黑铜在两台3 0 t 转炉中吹炼 两台 阳极炉是固定式反射炉 床面积6 0 m 2 床能率5 t m 2 日 单位油耗7 0 8 0 k g t 阳极 炉内衬为铬镁 砖 阳极铸型机两台 阳极重量为3 8 0 k g 与2 2 0 k g 两 种 用桥式加料机给料 氧气氧化 插木还原 电解精炼是新老电解车间同时并存 始极片 生产采用钛母板 电解槽用塑料盖板加盖以减少 热损失 蒸汽消耗为0 8 t 铜 电流密度为2 0 0 A m 2 电流效率9 5 9 7 电力消耗2 5 0 k W h t 铜 线锭炉为8 5 t 固定式反射炉两台 铬镁砖砌 氧气氧化 插木还原 油耗8 0 k g t 铜 产品含氧 2 5 0 p p m 含硫 9 9 的废杂铜含C u 9 2 9 9 的废杂铜 i 解铜 叶竖炉 l 竖炉l 1 上 0 保温炉 包子 转炉 平炉精炼 丫t t 一 浇铸机半连续浇铸机 精炼铜庐渣 tT 工 连铸机 叵蜀 板 棒坯 图3 好望厂杂铜熔炼工艺流程 3 1 工艺说明 好望金属制品厂有竖炉一台 竖炉的熔炼能 力为2 0 t h 10 0 0 N m 3 h 天然气 采用S i C 内衬 竖炉按不同铜料熔化出来的铜液作不同处 理 当熔炼高于9 9 铜的紫杂铜及阴极铜时 铜液 经保温炉后进入连续浇铸机 或用包子将铜液送 往半连续浇铸机生产各类棒坯或板坯 当竖炉熔 炼9 2 9 9 铜物料时 则铜液经包子送往转炉或 平炉进行火法精炼 然后经连续浇铸机或半连续 浇铸机生产棒坯或板坯 3 2 工艺特点 1 为保证产品质量 废杂铜的分类与管理十 分严格 2 对于铜品位在9 2 9 9 之间的紫杂铜 经 竖炉熔化后进入转炉或平炉精炼 精炼后的铜液 直接浇铸成各类板坯 棒坯 避免了反复冶炼 可 提高铜回收率0 2 以上 节约燃料折合标煤 4 0 0 k g t 铜 经济效益好 3 该厂具有目前世界上唯一的大直径铜管 浇铸生产系统 其管壁最薄6 0 m m 直径为3 0 0 15 0 0 r a m 最长可达1 10 0 0 m m 4 从混合废料中回收铜 一3 1 万方数据 中国资源综合利用 2 0 0 2 0 7 美国专利3 9 0 5 5 5 6 号提出了一种处理含铜量 波动很大的高含铜量混合废料的方法 壅鳖 网 厂叫壁 塑 重粒哥循环 I L n 蔷 刚一磁选产品 筛上产品 士 而蓠计 一 手蝴 重选机 重选机 童 摇床 厂一重选机 7 非金属 L 重选机 一 铝 I 摇床 铜和其他金属 铜和其他金属 图4 从废料中回收铜和其他金属的流程 含铜量高的混合废料经过破碎一风选一磁 选一切碎后用三层筛分成粗 中 细三种产品 然 后三种产品根据所含的金属量 形态和种类的不 同 则采用不同的重选工艺进行处理 5 从含砷的废料中回收铜 美国专利4 1 4 9 8 8 0 号提出了从含砷废料中 回收铜的方法 工艺如图5 莸擗鏊 壹辱釜卜叫固液分离 浸出I 二 一A s P b I B i S b 稀释剂 贵金1 r 属 金属离子 壁可赢磊刊赢吲q 铜赢画T 一睦1 一N a O H 或N a 2 C 0 3 锌和镉沉淀物 铝沉淀 钼酸钙 水处理车间广 主 固液分离卜氢氧化锌 图5 从含砷冶金废料中回收铜的工艺流程 含砷高的烟尘造浆后加入高压釜中浸出 浸 一3 2 一 出液除钼后用铁屑置换沉铜后的母液送去回收 锌镉后再送处理车间回收砷产品 6 建议 6 1 国外都非常重视有色金属的回收再生工作 采取了许多有力措施 如德国和英国早在上世纪 初就成立了金属回收协会 负责金属回收再生的 宣传教育 沟通信息 制订标准 并代表金属回收 再生利用企业的利益协调各方关系 近年来 英 国每年消费的铜其4 2 是回收再生的 我国金属 回收工作不仅薄弱 而且十分分散 至今仍处于 自发或半自发状态 全国没有统一的政府或民间 的组织协调机构 对金属回收再生工业非常不 利 应成立全国物资回收协会 下设废钢铁 废杂 有色金属等分会 或者先成立各分会 开展工作 后成立全国性的协会 使我国物资回收工作有步 骤地进行 组织我国有色金属再生工业进入国际 大循环 促进我国有色金属再生工业的发展 6 2 英国金属回收协会主席波纳尔先生指出 金 属回收再生的关键是回收 千家万户的废旧金属 回收不起来 再生也无从谈起 而回收的关键在 于宣传教育 只靠经济手段不能解决问题 如牙 膏皮 小奶酪铝纸盖等 只能通过教育自愿投入 绿色宝箱 因此 我们要搞好有色金属回收再 生工作 也必须进入广泛宣传教育 使全社会各 个阶层从上到下家喻户晓 都能认识二次资源对 民族 对国家的重要意义 并在日常生活中积极 支持金属回收工作 6 3 金属回收再生工艺过程的关键是废旧金属 的预处理 其熔炼的工艺和设备与矿产金属基本 相同 所谓国外有些国家有色金属再生工业发 达 也主要是说其废旧有色金属预处理设备与工 艺比我们先进 建议我国及时开发或引进样机消 化移植 为我国废旧汽车 家用电器和废电线电 缆的回收发挥重要作用 6 4 有色金属工业发达的国家其再生业相对集 中 这样 企业设备能力强 工艺先进 处理量大 经济效益好 环境污染少 而我国多是些乡镇小 企业进行有色金属再生 设备简陋 工艺落后 金 属回收率低 空气污染严重 建议在我国有关厂 扩建废杂有色金属的预处理车间 利用现有的车 间进行熔炼 形成我国有色金属再生示范工厂 臣筹 霍一 万方数据 中国资源综合利用 2 0 0 2 0 7 采用逐步联合和竞争的经济手段 使我国有色金 属再生工业相对集中 逐步改善落后面貌 6 5 德国好望铜制品厂具有全世界唯一的壁厚 6 0 m m 管径3 0 0 15 0 0 m m 长达1 l0 0 0 m m 的紫铜 铸管生产线 这种铸铜管可以作为旋压坯料 经旋 压加工制成铜坩埚 以解决我国大型真空电炉铜 坩埚无法制造的难题 6 6 国外比较重视科研开发工作 如鲁奇公司每 年要拨出50 0 0 60 0 0 万马克作为科研经费 对新 工艺 新产品进行研究开发 为此 建议我国要加 大科研投入的力度 责任编辑 荆小旦 国外旧货市场三大特点 突出专业化 日本的专业性旧货企业较多 这是日本旧货市场最突出的特点 按照日本 古 物营业法 旧货分为美术品 服装 机动车 钟 表 珠宝饰品 摩托车 自行车 照相器材 办公设 备 机械工具 道具 皮革制品 书籍及证券等1 3 类 相应地 旧货商分为美术商 道具商等等 由 于对旧货有明确的分类 加上旧货市场主要是为 买卖 交换旧货提供场所 因而客观上推动了旧 货经营向专业化方向发展 形式多样化 日本的旧货商多种多样 既有 营业场所固定的坐商 也有营业场所不固定的行 商 坐商中既有单体店 旧货企业 也有连销公司 和有资产联系的旧货商协同组合 值得注意的 是 旧货商协同组合通常是由经营同类旧货的企 业以资产为纽带形成 如东京旧机械协同组合 现有7 3 个成员企业 组合成员共同出资兴建了3 个展览场 用以展示 拍卖 串换彼此间的旧机 械 后加入的组合成员须购买原有组合成员的股 份或者按相同比例向协同组合缴纳等额资金 方 可加入 管理法制化 德 法两国对旧货市场的管理 严格遵循法律 该管的坚决不放手 不该管的任 其发展 一是对旧货的处理有明确规定 无论是 居民个人使用过的物品 还是企业的闲置设备 均不得随意堆放 不准污染环境 二是对于特殊 的旧货市场和旧货企业都必须建立必要的审批 制度 许摘 H 本钢铁渣缓效性钾肥料的开发 1 3 本N K K 公司利用在脱硅工序产生的脱硅 炉渣 通过添加钾 K 已开发出硅酸钾肥料 这 种肥料在雨水和灌水中不容易析出 在植物根部 产生柠檬酸慢慢地溶解 作为缓效性钾肥的有效 性已得到确认 并在日本肥料法定标准公布 目 前该公司又将硅酸钾肥料生产成粒状 生产过程 是在该公司福山制铁所脱硅处理设备上进行的 脱硅处理后把硅酸钾连续添加在该渣表面上 熔 化和混合 熔化物从钢水锅取出冷却固化后 进 行粉碎处理 其次 把这种粉碎状肥料使用粘合 剂进行造块 研究了肥料硬度在水中和土壤中崩 坏性并进行振动析出试验 肥料成分根据法定分 析法进行分析 肥效在栽培试验中确认 试验结果 通过把小于1 m m 粉碎的硅酸钾肥 料和粘合剂混合 造块 干燥 生产出粒状硅酸钾 肥料 其成分为C K 2 0 2 l W K 2 0 2 0 S S i O 3 l 可以满足标准要求 粒状硅酸钾承载 能力2 k g c m 2 以上 水中崩坏试验残余比例为0 土 壤中崩坏试验残余肥料承载能力0 1 k g c m 2 以下 满足了日本农林水产省所制定的标准要求 栽培 试验结果也确认粒状硅酸钾的肥效 张朝生编译 一3 3 万方数据 国外废杂铜回收利用的某些工艺介绍国外废杂铜回收利用的某些工艺介绍 作者 洪丕基 作者单位 刊名 中国资源综合利用 英文刊名 CHINA RESOURCES COMPREHENSI