电工用火法精炼再生铜线坯杂质元素控制技术规范

Q/JJS00002—2007Q/JJS00002—2007目次前言 II1范围 12规范性引用文件 13术语和定义 14一般要求 15原料要求 26技术路线 37工艺技术要求 38杂质元素含量 49评价方法 4附录A 5附录B 6参考文献 7

前言本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写》给出的规则编制。请注意本文件某些内容可能涉及专利。本文件发布机构不承担识别这些专利的责任。本文件由河南省有色金属行业协会提出。本文件由河南省有色金属行业协会归口。本文件起草单位：河南省科学院材料研究所、河南科技大学、河南新昌铜业集团有限公司、漯河金普森金属科技有限公司、河南新昌电工科技有限公司。本文件主要起草人：宋克兴、张树辉、张国赏、刘海涛、周泰、朱治愿、岳鹏飞、柴兴臣、李建芳、李建宗、底复庆、李俊鹤、杨利民、石恩波、卢国强、马书旗、李瑞、靳东、李红涛、华云筱、卢琼琼、曹书光、程楚。电工用火法精炼再生铜线坯杂质元素控制技术规范范围本文件规定了电工用火法精炼再生铜线坯的原料要求、技术路线、工艺技术要求、杂质元素含量及评价方法。本文件适用于用再生铜原料通过“火法精炼-连铸连轧”工艺制备电工用再生铜线坯过程中杂质元素的控制。规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T5121（所有部分）铜及铜合金化学分析方法GB18599-2020一般工业固体废物贮存和填埋污染控制标准GB/T29520-2013铜冶炼安全生产规范GB31574-2015再生铜、铝、铅、锌工业污染物排放标准GB/T38471-2023再生铜原料GB39800.3-2020个体防护装备配备规范第3部分：冶金、有色GB51030-2014再生铜冶炼厂工艺设计规范YS/T482-2022铜及铜合金分析方法火花放电原子发射光谱法术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1再生铜原料recyclingmaterialsforcopper回收铜原料经过分类和预处理加工后，满足可直接生产利用要求的铜原料。[来源：GB/T38471-2023，3.2]3.2电工用火法精炼再生铜线坯copperdrawingstockfromrecyclingforelectricalpurposebypyrometallurgy再生铜原料经火法精炼-连铸连轧工艺生产的电工用再生铜线坯。一般要求4.1人员要求4.1.1生产企业应设置安全生产委员会或配备专职安全生产管理人员。4.1.2作业人员应熟悉熔炼设备的操作，通过专业技能培训、安全培训、应急培训，考核合格后方可上岗操作。4.1.3作业人员应按照GB39800.3-2020的要求，佩戴个体防护装备。4.2设备要求火法精炼设备应符合GB51030-2014的要求。4.3安全要求再生铜线坯生产作业安全应符合GB/T29520-2013的要求。4.4环保要求大气污染物和水污染物排放应符合GB31574-2015的要求；固体废弃物贮存应符合GB18599-2020的要求。原料要求5.1再生铜原料再生铜原料要求按GB/T38471-2023的规定执行。5.2燃料火法精炼使用的天然气燃料要求按GB51030-2014的规定执行。5.3熔剂火法精炼氧化阶段所用酸性熔剂及碱性熔剂应符合表1的规定。表1火法精炼氧化阶段所用熔剂序号名称规格及要求熔剂分类1石英石SiO2含量≥85%，粒度3mm~5mm酸性熔剂2碎玻璃SiO2含量≥60%，粒度3mm~8mm3纯碱工业级，Na2CO3含量≥98.0%碱性熔剂4石灰工业级，CaO含量≥98.0%5.4还原剂火法精炼还原阶段所用还原剂应符合表2的规定。表2火法精炼还原阶段所用还原剂序号名称规格及要求1木质材料直径200mm~250mm，长度6m~8m，含水量30%~40%2木炭粒度10mm~30mm，含水量≤10%，杂质含量≤1%技术路线电工用火法精炼再生铜线坯（以下简称“再生铜线坯”）的生产制备包括分拣、配料、投料、熔化、氧化、扒渣、还原、静置、出铜、连铸、连轧、清洗、收线等工序。杂质元素控制主要围绕配料、氧化、扒渣、还原、出铜等工序展开。其中，铅、锡、镍、锌、铁、砷、锑、铋杂质主要通过配料、氧化阶段的酸性造渣、碱性造渣等方式进行控制；氧含量主要在氧化阶段、还原阶段进行控制。再生铜线坯杂质元素控制技术路线见附录A。工艺技术要求7.1配料7.1.1生产原料生产原料应使用再生铜原料，根据铜实物量将原料分为3类：光亮线和1号铜米为Ⅰ类，1号铜料、1号铜线和镀白紫铜为Ⅱ类，2号铜米、2号铜线和2号铜料为Ⅲ类。再生铜原料配比应符合表3的规定。再生铜混合料的化学成分应符合表4的规定。表3再生铜原料配比原料类型Ⅰ类Ⅱ类Ⅲ类合计光亮线、1号铜米1号铜料1号铜线、镀白紫铜2号铜米2号铜线、2号铜料/铜实物量（%）≥99.7≥99.2≥99.0≥98.0≥97.0/配比（%）20~4030~6010~30100表4再生铜混合料的化学成分元素铜含量（质量分数）/%，不小于杂质含量（质量分数）/10-4%，不大于ZnPbSnNiFeAsSbBi含量99.5100010004501203001010107.1.2熔剂配料熔剂配料比例：酸性熔剂中石英砂占比50%~70%，碎玻璃占比30%~50%；碱性熔剂中纯碱占比30%~40%，石灰占比60%~70%。7.2熔化按再生铜原料质量的0.2%先加入酸性熔剂，后将再生铜原料分4批~5批投入熔池中，全程5h~6h。投料完毕后继续熔化1.5h，期间炉温宜控制在1150℃~1200℃。7.3氧化铜液氧化精炼需按序进行：先加酸性熔剂除铅至650ppm以内，再加碱性熔剂除锡至150ppm以内。整个过程需3h~5h，期间炉温宜控制在1180℃~1200℃，铜液温度宜控制在1150℃~1190℃。结束时氧含量宜控制在4000ppm~6000ppm。酸性熔剂补加量和碱性熔剂加入量建议值参考详见附录B。7.4还原还原阶段采用木质材料将铜液中氧含量脱除至250ppm以内，同时调控铅含量至450ppm~650ppm，以确保满足后续加工性能。整个过程铜液温度宜控制在1180℃~1200℃，并采用木炭覆盖铜液防止氧化，最终经连铸连轧制成再生铜线坯。从再生铜原料完全熔化至还原结束，每隔1h检测铜液中元素的含量，依据图A.1确定操作流程。杂质元素含量再生铜线坯的杂质元素含量应达到表5的规定。表5再生铜线坯的杂质元素含量杂质元素ZnPbSnNiFeAsSbBiO含量（质量分数）/10-4%≤80450~650≤150≤90≤10≤10≤10≤10180~250评价方法9.1铜及金属杂质含量分析9.1.1火法精炼过程中铜液样品的铜含量、金属杂质（锌、铅、锡、镍、铁、砷、锑、铋）含量分析方法按GB/T5121(所有部分）或YS/T482的规定进行。9.1.2再生铜原料、再生铜线坯的元素含量分析方法按GB/T5121(所有部分）或YS/T482的规定进行。9.2氧含量分析再生铜原料、再生铜线坯、火法精炼过程中铜液样品的氧含量分析方法按GB/T5121（所有部分）的规定进行。9.3温度测定火法精炼过程采用大屏幕熔炼测温仪对铜液温度进行测定。

（资料性）电工用火法精炼再生铜线坯杂质元素控制技术路线图A.1再生铜线坯杂质元素控制技术路线

（资料性）氧化阶段熔剂计算与加入量B.1氧化阶段酸性熔剂补加量和碱性熔剂加入量的计算方法分别见公式（1）和公式（2）。m1=12.5▪M▪m2=3.5▪M式中：m1——酸性熔剂补加量，单位为千克（kg）；m2——碱性熔剂加入量，单位为千克（kg）；M——再生铜原料总量，单位千克（kg）；c1——铜液中残余铅含量，单位为百万分率（ppm）；c2——铜液中残余锡含量，单位为百万分率（ppm）。B.2为了更直观的获得氧化阶段中酸性熔剂补加量和碱性熔剂加入量，表B.1为按公式（B.1）和公式（B.2）计算的熔剂加入量建议值。表B.1酸性熔剂补加量和碱性熔剂加入量建议值再生铜原料t铜液中Pb含量ppm酸性熔剂计算用量kg酸性熔剂建议用量kg铜液中Sn含量ppm碱性熔剂计算用量kg碱性熔剂建议用量kg100600125125200707570025025025087.51008003753753001051259005005004001401501000625625450157.517513060016317520091100700325325250113.75125800488500300136.51509006506504001822001000813825450204.75225150600187.5200200105125700375375250131.25150800562.5575300157.51759007507504002102251000937.5950450236.25250200600250250