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废铜回收利用的工艺介绍

发布时间:2019-05-29 18:49 浏览次数:

废杂铜的种类繁多,回收利用技术和工艺也有所不同,但一般都将其分为预处理和再生利用两部分。所谓预处理就是对混杂的废杂铜进行分类、挑选出机械夹杂的其它废弃物,除去废铜表面的油污等,最终得到品种单一,相对纯净的废铜,为熔炼提供优良的原料,从而简化了熔炼过程。废杂铜再生利用的方法很多,主要可分为两大类,即废杂铜的直接利用和间接利用。直接利用是将高质量的废铜直接熔炼成精铜或铜合金,间接利用是通过冶炼除去废杂铜中的贱金属,并将其铸成阳极板,再经过电解得到电解铜。

     本文予处理部分将重点介绍废铜电线、电缆的预处理技术,再生利用部分将重点介绍国外一些再生铜厂的工艺和专利。

(一)废电线、电缆的预处理

     废电线、电缆的预处理目的主要使铜线和绝缘层分离,方法主要有四种:

     1.机械分离法,该法又可分为两种。

     (1)滚筒式剥皮机加工法。该法适合处理直径相同的废电线和电缆。我国已有这种设备。英国沃尔费汉普顿厂就是采用此种设备进行废电线、电缆剥皮,效果很好。

     废电线、电缆首先剪切成长度不超过300毫米的线段,然后人工送入特制的转鼓切碎机,在转鼓切碎机内,电线和电缆被破碎脱皮,碎屑从转鼓刀片底部直径5毫米的筛孔漏出,转鼓转速3000转/分,转鼓直径30英寸,转鼓刀片与底部筛板面的间隙为1.5毫米,转鼓切碎机处理能力为1吨/时,电机功率30千瓦。从筛孔漏出的碎屑用皮带送到料仓,再通过振动给料机将碎屑送到摇床上进行选别,最终得到铜屑、混合物和塑料纤维,铜屑可直接作为炼铜的原料,也可用作生产硫酸铜的原料,混合物返回转鼓切碎机处理,塑料纤维可作为产品出售。每吨废电线电缆可生产450—550公斤铜屑,450—550公斤塑料。一周可处理60吨料,产铜屑30吨,塑料30吨。每处理30吨废电缆电线,更换一次刀片。刀片用高速工具钢制造。

     本工艺有如下特点:

A、可综合回收废电线电缆中的铜和塑料,综合利用水平较高;
B、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;
C、工艺简单,易于机械化和自动化;
     此种设备的缺点是工艺过程中耗电较高,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,我国襄樊某厂已能生产这种设备。

2.低温冷冻法

     美国专利3990641号提出用低温冷冻法使废电线的铜与绝缘层分离。

     低温冷冻法适合处理各种规格的电线和电缆。废电线电缆先经冷冻使绝缘层变脆,然后经震荡破碎使绝缘层与铜线分离。

     3.化学剥离法

     该方法采用一种有机溶剂将废电线的绝缘层溶解,达到铜线与绝缘层分离之目的。此法的优点是能得到优质铜线,但缺点是溶液的处理比较困难,而且溶剂的价格较高,该技术的发展方向是研究一种廉价实用的有效溶剂。

     4.热分解法

     美国专利4040865号提出了用热分解法烧掉绝缘层,然后得到铜线。

     废电线电缆先经过剪切,然后由运输给料机加入热解室热解,热解后的铜线由炉排运输机送到出料口水封池,然后被装入产品收集器中,铜线可作为生产精铜的原料。热解产生的气体送到补燃室中烧掉其中的可燃物质,然后再送入反应器中用氧化钙吸收其中的氯气后排放,生成的氯化钙可作为建筑材料。

     (二)废杂铜再生工艺介绍

     德国凯塞冶炼厂是典型的再生铜厂,也是一个有代表性的老企业。该厂位于特蒙德市,建于1861年,现有700名职工,厂区面积约30平方公里,年产电解铜11.5万吨,同时还生产铜线锭、硫酸铜、硫酸镍、氧化锌、铅锡合金等产品。

     1、 工艺说明

     凯塞厂采用两段法与三段法相结合的工艺流程,采用此种流程有利于降低能耗并能提高有价金属的综合回收率。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3.75平方米(2.5×1.5米),日处理量为150吨,床能率40吨/平方米.昼夜,焦率17%,鼓风炉废渣含铜〈1%。其中一台鼓风炉用来处理铜碎屑和粉状含铜物料,物料在入炉之前要经过制团;另一台鼓风炉处理黄杂铜及块状含铜渣料。鼓风炉产出的品位为75-85%的黑铜在两台30吨转炉中吹炼。两台阳极炉为固定式反射炉,床面积60平方米.日,单位油耗70-80公斤/吨阳极,炉内衬为铬镁砖。反射炉熔炼过程中,采用氧气氧化,插木还原法。

     电解精炼的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吨/吨铜,电流密度为200安/米2 ,电流效率95-97%,电力消耗250度/吨铜。线锭炉为85吨固定式反射炉两台,内衬为铬镁砖,用氧气氧化,插木还原。油耗80公斤/吨铜,产品含氧〈250ppm,硫20ppm,原料除电解铜外,还配入约7%的高品位紫杂铜。

2、 工艺特点

     该厂废杂铜的分类管理十分完善,按品位、类别、物料形态分别堆放,分别处理,铜的回收率高,并且原料中的铅、锡、锌均能得到综合回收。此外,铜电解车间的始极片生产线设计成阶梯形始极片架,有独到之处。

     (三)、再生铜加工铜材

     品位(92%以上)的紫杂铜,经过相当于阳极炉的火法精炼后,直接与其它铜熔融体混合浇铸成棒坯或板坯。该厂有2700名职工,年产值6.5亿马克。主要产品有各种类型的紫铜管、紫铜带、紫铜板、铜合金棒材、型材。月产各类铜材约12000吨。

     1、工艺说明.好望金属制品厂有(ASDRCO-SHAFT-RURNACE)竖炉一台。竖炉的熔炼能力为20吨/时,1000标米3 /时.天然气,采用SiC内衬。

     竖炉按不同铜料熔化出来的铜液作不同的处理。当熔炼高于99%的紫杂铜及阴极铜时,铜液经保温炉后进入连续浇铸机,或直接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92%-99%废铜物料时,则铜液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。

     2、工艺特点.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92-99%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,避免了反复熔炼,可提高铜的回收率0.2%以上,节约燃料折合标煤400公斤/吨铜,经济效益好。

     (3)、该厂具有目前世界上唯一的大直径铜管铸造生产系统,其直径为300-1500毫米,最长可达11000毫米。

     (四)从混合废料中回收铜

     美国专利3905556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。在工艺过程中,高含量的混合废料经过破碎—风选—磁选—切碎处理后,用三层筛分成粗、中、细三种物料,然后三种物料根据所含的金属量、形态和种类不同,则采用不同的重选工艺进行处理。

     (五)从含砷的废料中回收铜

     美国专利4149880号提出了从含砷废料中回收铜的方法。该法将含砷高的烟尘造浆后加入高压釜中浸出,浸出液除钼后用铁屑置换,产出的海绵铜返回熔炼系统生产金属铜,置换沉铜后的母液再回收锌和镉,然后再送水处理车间回收砷。


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