利用廢棄銅漆包線的高純銅粉生產工藝的製作方法
2023-05-31 11:55:21
利用廢棄銅漆包線的高純銅粉生產工藝的製作方法
【專利摘要】本發明公開了利用廢棄銅漆包線的高純銅粉生產工藝，包括以下步驟：S1、對廢棄銅漆包線按順序進行分揀、清洗和甩幹操作，其中，分揀操作是將直徑為0.04mm～0.1mm的毛細銅漆包線進行挑揀；S2、將挑揀出的毛細銅漆包線在密封、無氧的環境下送入熔析爐加熱熱解，熱解後進行強制降溫；S3、對熔析爐加熱熱解後再降溫形成的爐料進行破碎風選處理，使爐料被粗碎，並使熱解產生的活性炭炭灰得到去除；S4、將粗碎後的爐料按順序進行球磨或渦輪自冷卻粉碎、篩選操作，得到高純銅粉。本發明可實現用較短的流程、較低的成本生產出品位高的高純銅粉。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本發明涉及銅粉的生產工藝，具體涉及利用廢棄銅漆包線的高純銅粉生產工藝。 利用廢棄銅漆包線的高純銅粉生產工藝
【背景技術】
[0002] 生產銅漆包線所使用的原料本身是高純銅原料，其銅含量可以達到99. 999? 99. 9999%，而漆包線越細，銅品質越高。目前一般的銅漆包線使用後，從廢舊五金拆解分揀 回收利用，由於線細常規冶煉回收利用燒損率高，因此價格較低。通常使用陰極銅電解法、 化學法或水霧化生產銅粉，難生產成高純銅粉，要保持純度工藝過程及使用溶劑純度要求 都很高，基本都有氧化-再還原-破碎-篩分的過程，流程長，成本高、品質低、產量少，即， 所生產的銅粉品位較低，導致其使用價值和經濟價值低。現有高純銅粉生產方法成本大都 超20萬元/噸。產品價格載350-450元/公斤，產量也較低。
【發明內容】
[0003] 為了克服現有技術的不足，本發明的目的在於提供利用廢棄銅漆包線的高純銅粉 生產工藝，可實現用較短的流程、較低的成本生產出品位高的高純銅粉。
[0004] 本發明的目的採用如下技術方案實現：
[0005] 利用廢棄銅漆包線的高純銅粉生產工藝，包括以下步驟：
[0006] S1、對廢棄銅漆包線按順序進行分揀、清洗和甩幹操作，其中，分揀操作是將直徑 為0. 04mm?0. 1mm的毛細銅漆包線進行挑揀；
[0007] S2、將挑揀出的毛細銅漆包線在密封、無氧的環境下送入熔析爐加熱熱解，熱解後 進行強制降溫；
[0008] S3、對熔析爐加熱熱解後再降溫形成的爐料進行破碎風選處理，使爐料被粗碎，並 使熱解產生的活性炭炭灰得到去除；
[0009] S4、將粗碎後的爐料按順序進行球磨或渦輪自冷卻粉碎、篩選操作，得到高純銅 粉。
[0010] 優選地，在所述步驟S2中，將挑揀出的毛細銅漆包線密封裝入爐罐中，並對爐罐 中通入氮氣，實現毛細銅漆包線在密封、無氧的環境下送入熔析爐加熱熱解。
[0011] 優選地，在所述步驟S2中，控制熔析爐進行加熱熱解的爐溫為800?900°C，並維 持 30 ?45min。
[0012] 優選地，在熔析爐對毛細銅漆包線加熱熱解前期，採用壓力為0. 1?3kPa的氮氣 驅趕爐罐中的水汽2?3次，每次時長為20?40s。
[0013] 優選地，對驅趕完水汽後的爐罐加熱升壓至5?8X 105Pa，保壓20?30min。
[0014] 優選地，所述熔析爐對毛細銅漆包線加熱完畢後產生的油氣進行排出，該排出的 油氣先與天然氣混合燃燒，然後依次進行逆向噴淋洗滌、石灰石中和、焦炭吸附後再排出外 界。
[0015] 優選地，在所述步驟S2中，熱解後進行降溫所達到的溫度為150?300°C。
[0016] 相比現有技術，本發明的有益效果在於：
[0017] 本發明通過對銅漆包線進行壓力和溫度控制，並對銅漆包線形成密封、無氧的環 境，則在熔析爐中加熱熱解，利用氫在高溫高壓下在銅固態溶解度成倍提高的原理，再被降 溫後使氫氣迅速析出，實現氫脆粉碎，形成銅含量很高的易碎的銅爐料，再依次通過破碎風 選系統除去焦炭和球磨或渦輪自冷卻粉碎、篩選生產出需求的各粒級銅含量為99. 999? 99. 9999 %的高純銅粉，其生產流程短，成本低；該較高品位的高純銅粉的使用價值和經濟 價值很高。而且，該工藝處理過程環保，節能，使廢棄的銅漆包線得到回收利用，熱解產出油 氣還可以作為加熱能源。
[0018] 下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明作進一步詳細說明。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019] 圖1為本發明利用廢棄銅漆包線的高純銅粉生產工藝的流程圖。
【具體實施方式】
[0020] 如圖1所示的利用廢棄銅漆包線的高純銅粉生產工藝，包括以下步驟：
[0021] S1、對廢棄銅漆包線按順序進行分揀、清洗和甩幹操作，其中，分揀操作是將直徑 為0. 04mm?0. 1mm的毛細銅漆包線進行挑揀；由於銅漆包線越細，銅品質越高，因此，該直 徑條件下的毛細銅漆包線所製得的高純銅粉的品位將很高；而且，經洗滌可去除灰塵汙染， 除漆以外無其他汙染物；
[0022] S2、將挑揀出的毛細銅漆包線在密封、無氧的環境下送入熔析爐加熱熱解，熱解後 進行強制降溫；
[0023] S3、對熔析爐加熱熱解後再降溫形成的爐料進行破碎風選處理，使爐料被粗碎，並 使熱解產生的活性炭炭灰得到去除；
[0024] S4、將粗碎後的爐料按順序進行球磨或渦輪自冷卻粉碎、篩選操作，得到高純銅 粉。
[0025] 在所述步驟S2中，將挑揀出的毛細銅漆包線密封裝入爐罐中，並對爐罐中通入氮 氣，實現毛細銅漆包線在密封、無氧的環境下送入熔析爐加熱熱解。爐罐中通入氮氣可簡單 實現無氧環境，並可使強制降溫後析出的氫氣充分與銅接觸。
[0026] 其中，控制熔析爐進行加熱熱解的爐溫為800?900°C，並維持30?45min，優選 為40min。在該熔析爐對毛細銅漆包線加熱熱解的前期，採用壓力為0. 1?3kPa的氮氣驅 趕爐罐中的水汽2?3次，每次時長為20?40s，優選為30s。對驅趕完水汽後的爐罐加熱 升壓至5?8X 105Pa，保壓20?30min，優選為30min。熱解後進行降溫所達到的溫度為 150?300°C，優選為200°C。該強制降溫冷卻的作用是：（1)爐罐內的銅降溫至300°C，不 會被氧化。（2)降溫使銅溶氫迅速析出，氫脆產生。（3)當爐罐採用不鏽鋼材質製成時，強 製冷卻使不鏽鋼熱處理，晶粒細化，不會使（2520不鏽鋼）奧氏體粗化，影響不鏽鋼強度。
[0027] 氫脆的原理為：銅中的原子是按一定的規則周期性地排列起來的，稱為晶格。氫 原子一般處於銅原子之間的空隙中，晶格中發生原子錯排的局部地方稱為位錯，氫原子易 於聚集在位錯附近。銅材料受外力作用時，材料內部的應力分布是不均勻的，在材料外形迅 速過渡區域或在材料內部缺陷和微裂紋處會發生應力集中。在應力梯度作用下氫原子在晶 格內擴散或跟隨位錯運動向應力集中區域，由於氫和銅原子之間的交互作用使銅原子間的 結合力變弱，這樣在高氫區會萌生出裂紋並擴展，導致了脆斷。另外，由於氫在應力集中區 富集促進了該區域塑性變形，從而產生裂紋並擴展。還有，在晶體中存在著很多的微裂紋， 氫向裂紋聚集時有吸附在裂紋表面，使表面能降低，因此裂紋容易擴展。增加銅中氫的溶解 量，就是增加氫脆的程度，增加粉碎程度。把銅置於氫氣氣流中，加熱熱解，使銅充分氫脆， 再經破碎風選和球磨篩選機粉碎篩選，合格的高純銅粉就製成。
[0028] 利用本高純銅其溶氫易碎特性，其脆性可以通過溫度壓力調節，因為銅的氫溶解 量隨溫度變化，隨壓力增加而增加，而且氫脆是不可逆的。在控制熱解溫度為500°C，在氫氣 存在下是現有生產銅粉的"清脆方法"，本工藝控制為800?900°C，且壓力為5 X 105Pa可以 使其易碎程度提升十倍，再結合使用毛細廢漆包線，可以確保其銅品位達99. 9999% Cu，其 粒級更易保證。而且毛細廢漆包線用於其它冶煉方法基本就燒損，回收率極低。
[0029] 熔析爐對毛細銅漆包線加熱完畢後產生的油氣進行排出，該排出的油氣先與天然 氣混合燃燒，然後依次進行逆向噴淋洗滌、石灰石中和、焦炭吸附後再排出外界，已達到國 家排放標準。油氣經過天然氣混合燃燒，用於去除可燃氣體，防爆，再經逆向噴淋洗滌，用於 控制PH值，經石灰石中和掉少量氯化氫等滷化物或硫化氫，再經焦炭吸附淨化，最後排出 外界，其氯化氫、硫化氫、固體顆粒等排放量小於國家標準10%。
[0030] 上述實施方式僅為本發明的優選實施方式，不能以此來限定本發明保護的範圍， 本領域的技術人員在本發明的基礎上所做的任何非實質性的變化及替換均屬於本發明所 要求保護的範圍。
【權利要求】
1. 利用廢棄銅漆包線的高純銅粉生產工藝，其特徵在於包括以下步驟： 51、 對廢棄銅漆包線按順序進行分揀、清洗和甩幹操作，其中，分揀操作是將直徑為 0. 04mm?0. 1mm的毛細銅漆包線進行挑揀； 52、 將挑揀出的毛細銅漆包線在密封、無氧的環境下送入熔析爐加熱熱解，熱解後進行 強制降溫； 53、 對熔析爐加熱熱解後再降溫形成的爐料進行破碎風選處理，使爐料被粗碎，並使熱 解產生的活性炭炭灰得到去除； 54、 將粗碎後的爐料按順序進行球磨或渦輪自冷卻粉碎、篩選操作，得到高純銅粉。
2. 根據權利要求1所述的利用廢棄銅漆包線的高純銅粉生產工藝，其特徵在於：在所 述步驟S2中，將挑揀出的毛細銅漆包線密封裝入爐罐中，並對爐罐中通入氮氣，實現毛細 銅漆包線在密封、無氧的環境下送入熔析爐加熱熱解。
3. 根據權利要求2所述的利用廢棄銅漆包線的高純銅粉生產工藝，其特徵在於：在所 述步驟S2中，控制熔析爐進行加熱熱解的爐溫為800?900°C，並維持30?45min。
4. 根據權利要求3所述的利用廢棄銅漆包線的高純銅粉生產工藝，其特徵在於：在熔 析爐對毛細銅漆包線加熱熱解前期，採用壓力為〇. 1?3kPa的氮氣驅趕爐罐中的水汽2? 3次，每次時長為20?40s。
5. 根據權利要求4所述的利用廢棄銅漆包線的高純銅粉生產工藝，其特徵在於：對驅 趕完水汽後的爐罐加熱升壓至5?8X 105Pa，保壓20?30min。
6. 根據權利要求1所述的利用廢棄銅漆包線的高純銅粉生產工藝，其特徵在於：所述 熔析爐對毛細銅漆包線加熱完畢後產生的油氣進行排出，該排出的油氣先與天然氣混合燃 燒，然後依次進行逆向噴淋洗滌、石灰石中和、焦炭吸附後再排出外界。
7. 根據權利要求1所述的利用廢棄銅漆包線的高純銅粉生產工藝，其特徵在於：在所 述步驟S2中，熱解後進行降溫所達到的溫度為150?300°C。
【文檔編號】B22F9/00GK104096842SQ201410340031
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年7月16日 優先權日:2014年7月16日
【發明者】闕南平, 闕龍翔, 韓藝嬌 申請人:闕龍翔