铜冶金学第11章.ppt

1、第十章非铁元素金属的再生和二次铜资源的利用、人口、资源、环境是世界未来发展的三个课题，非铁金属的再生是非铁金属废料和废料产生熔化期或非铁金属或合金的过程。 再生金属也被称为二次资源。 再生铜所占比例：美国4783、西德意志5411、日本5374。 世界平均30%的意义：品位高、杂质少、操作方便，其生产费用、建设投资、能源消费和环境保护费用等低于原生非铁金属的相应费用。 1以废弃为宝，扩大非铁金属资源2节约投资，降低成本，提高经济效益3能源节约4减少环境污染，10.1概述；(1)原生金属熔化期过程中产生的废品、废弃物、废渣等；(2)各种机械加工中产生的废品和废弃物；(3)报废的机械设备特征： (

2、1)不同来源的原料物理形态差异很大；(2)原料的化学成分变动大；(3)原料混合度大，除非铁金属外，还混合有黑色金属和各种非金属材料。 预处理：废物分类(筛选)、废品解体、电磁筛选或重、浮选。10.2源、10.3二次铜资源的利用、方法主要有两种：一种是直接利用，即废杂铜直接溶出于铜合金或紫精铜的第二种是用火法处理杂铜铸造成阳极铜后，电解精炼成电解铜，同时回收各种有价成分的间接利用。 原料通常为废纯铜或废纯铜合金。 生成铜线锭、铜箔、氧化铜或铜合金等。 1 )废纯铜制铜线锭熔制废纯铜一般是使用碱性炉衬的反射炉，也可以使用感应电炉和坩埚炉。 熔化期过程由进料、溶解、氧化、还原和铸造5个工序组成。 2

3、 )纯杂铜铜合金纯杂铜：生产紫杂铜、废黄铜、黄杂铜、白杂铜、青杂铜等。 工艺：原料、溶解、脱气、脱氧、调整成分、精制、铸造等环节。 熔炼铜合金的设备反射炉、感应电炉、坩埚炉和铜冶炼设备相同。 10.3.1直接利用，3 )利用废纯铜制造铜箔的工艺是，废铜丝用500烧成除去油脂后，放入氧化槽，用含有4042 gL铜、H2S04120140 gL的废电解液或酸洗液，在8085和连续鼓空气的条件下溶解的溶液的铜含量增加到80 gL以上后4 )铜灰生产硫酸铜铜灰大多是铜材料拉丝、轧制加工中从表层脱落的铜粉，含有金属铜6070、氧化铜2030，表面上有由润滑油和石墨等构成的油腻腻层。 铜灰首先在回转窑中3

4、00点火时燃烧，在700800高温下，通过空气使铜粉氧化，生成容易溶于酸的氧化铜或者氧化亚铜。 烧成熟料被筛分，得到含有铜的约90细的材料，送到鼓泡塔，用废电解液溶解铜。 浸出液被送往带式水冷结晶机，经过增稠、离心过滤、结晶干燥，最后得到含铜9698的硫酸铜制品。 10.3.2间接利用1)1段法适用于处理杂质少、成分不复杂的杂铜，优点：工艺短、设备简单、工厂建设快、投资少。 缺点：该方法处理成分复杂的铜时，产生的烟尘成分复杂，处理困难的云同步，精炼操作的炉长、劳动强度大，生产率低。 总回收率():黄杂铜99.7、次粗铜96、紫杂铜99.8、残极、铜粒99.9。 2 )两步法适用于含亚金属铅的高

5、黄杂铜与高金属铅、锡的青杂铜，含亚金属铅的高黄杂铜与白杂铜采用鼓风炉反射炉的工艺合理。 其特点是产生高亚金属铅渣，亚金属铅可以从烟尘中以锌氧粉的形态回收。 含金属铅、锡的高青铜多采用转炉反射炉流动处理。 转炉不仅可以把高品位的粗铜吹出来，不仅为反射炉精炼创造了有利条件，还可以从烟尘中回收金属铅和锡。3 )三段法用于残渣处理和大规模生产的工厂，具有原料综合利用好、产出烟尘成分简单、处理容易、粗铜品位高、精炼炉操作比较容易、设备生产率也高等优点，但工艺复杂、设备多、投资大、燃料消耗多等缺点因此，除了大规模生产和部分废渣的处理，一般的杂铜处理多采用二段法和一段法。 4 )鼓风炉溶解原料主要含有黄杂铜

6、、白杂铜和各种铜残渣的鼓风炉溶解废铜的工艺原理与矿物铜溶解工艺相同。 但炉渣量少，一般不设前床的炉内保持还原气氛，有利于合金中亚金属铅的挥发，炉身低，烟气温度高，有利于亚金属铅蒸汽在炉顶燃烧生成锌氧粉的烟尘量多，因而需要完美的吸尘系统。 熔炼高亚金属铅杂铜时，机械损失少，矿渣含铜低，铜的直接收率达到9999.8。 熔炼含铜残渣时，直收率较低，为95.598。 5 )转炉吹炼原料主要有2种，一种是鼓风炉熔炼含铜炉渣(不含铜渣)时产生的次黑铜，另一种是青铜。 两种铜材含铜波动在5585之间：其佟预为Zn、Pb、Sn、Ni、Fe、As、Sb等金属杂质。 转炉有卧式和立式两种。 卧式转炉处理量大，热利

7、用率高。 立式转炉热利用率低，处理量小，只能适用于小工厂。 中国处理黑铜用的转炉容量一般为2.53 t。 转炉吹炼产物主要是次粗铜和转炉炉渣。 接下来的粗铜的铜含量为8892，转炉渣的铜含量为3040，金属铅410，锡78。 转炉钢渣回鼓风炉熔炼回收其中铜及其有价元素体。 转炉吹炼铜的直接收率为7580，电功耗为150 kwht粗铜。 6 )用于反射炉精炼废杂铜精炼炉有旋转式、倾斜式和固定式3种。 回转式精炼炉适合精炼熔融粗铜，可以只加入2025的固体物。 倾动式及固定式的反射炉，适合使用由粗铜锭、残极、装箱机压缩的大杂铜等固体材料。 中国再生铜厂都使用固定式精炼反射炉。 其容量范围宽(25110t )，熔池面积为620m2，地面效率为39 t(m2d )。 反射炉精炼的工艺和原生粗铜火