一种降低黄杂铜中铝元素的方法

技术领域

本发明属于废杂铜精炼技术领域，特别涉及一种降低黄杂铜中铝元素的方法。

技术背景

复杂黄铜是在铜锌合金的基础上添加其他的微量元素形成的合金，其中构成的铝黄铜可分为两类，一类是铸造黄铜中加入少量铝以清除杂质增加流动性，浇铸复杂铸件，合金中多余铝量不超过0.5％；一类是锻造黄铜中加铝以增加抗蚀能力，常用作冷凝管。随着产品生命周期的结束，铝黄铜则会变成废旧的黄铜合金，成为新的城市固体废弃物，给公共环境带来污染。

由于我国铜资源人均占有量和发达国家仍有差距，因此再生铜资源十分难能可贵，废旧黄铜合金作为我国铜资源的重要补充，黄杂铜(废旧黄铜合金)具有非常高的回收价值，因此对黄杂铜回收的研究博得了许多学者的关注。目前现状是回收主要根据颜色等简单易行的方法判断归类，导致了黄杂铜回收过程中不可避免的将铝黄铜和其他复杂黄铜废旧料同时回收。

在铝黄铜中铝作为有益元素存在以提高黄铜合金的性能，但是对于其他复杂黄铜产品而言，铝则是杂质元素的存在。由于铝元素非常活泼，生产中经常用冒火的方法将铝燃烧并进入渣中，但是实际上冒火的同时锌也大量反应，造成了极大地有益元素浪费，因此针对生产中保锌除铝的思路，经过多组实验发现了一种切实可行的除铝方法，为黄杂铜熔体净化提供了技术支持。

发明内容

本发明的目的是针对上述黄杂铜中保锌除铝的技术问题，提出一种降低黄杂铜中铝元素的方法，实现了杂质元素铝含量的控制，提高了熔体的纯净度，为企业产品的提供了综合竞争力。

本发明是通过以下技术方案实现的。

一种降低黄杂铜中铝元素的方法，包括：黄杂铜原料熔化—加清渣剂—加反应剂—加聚渣剂—浇铸处理，其特征在于：

a.黄杂铜原料首先经过预处理，拆解进炉前与黄铜无关的杂质物料；

b.预处理后得黄杂铜放入感应炉内熔化，待物料完全熔化后加入清渣剂保温5-30min，去除预处理阶段分离不了的有机物等杂质物料后捞渣；

c.向熔体中加入一定量的反应剂后保温5-30min，使得反应剂和熔体中的Al充分反应；

d.待反应剂与杂质元素反应完全后向黄铜熔体中加入聚渣剂保温2-10min，促进反应剂和杂质元素生成的中间化合物上浮；

e.保温结束捞渣后浇铸成锭。

进一步地，加入清渣剂的主要成分是硝酸钠、碳酸钠、石墨粉、氯化钠和氧化锌粉(质量比为1:4:2:1:2)，加入量为黄铜熔体重量的0.005-0.2％；

进一步地，加入反应剂为铜硼合金(合金中主要为CuB5)或者硼化钙(CaB6)，加入量根据AlB12计算，实际加入量为理论计算量的1.1-1.3倍；

进一步地，加入聚渣剂为冰晶石或者萤石，加入量为黄铜熔体重量的0.05％；

进一步地，加入的反应剂要用黄铜箔包裹并压入熔体中，用以避免反应剂的其他损失。

本发明针对黄杂铜原料中的一类铝黄铜或者混有的含铝物料的铝元素去除问题，创新性地提出了一种降低黄杂铜中铝元素的方法，黄杂铜原料首先经过预处理，拆解进炉前与黄铜无关的杂质物料；预处理后得黄杂铜放入感应炉内熔化，待物料完全熔化后加入清渣剂保温5-30min，去除预处理阶段分离不了的有机物等其他杂质物料后捞渣；向熔体中加入一定量的反应剂后保温5-30min，使得反应剂和熔体中的Al充分反应；待反应剂与杂质元素反应完全后向黄铜熔体中加入聚渣剂保温2-10min，促进反应剂和杂质元素生成的中间化合物上浮；保温结束捞渣后浇铸成锭。对原料和铸锭成分进行检测，发现处理后的铜锭中Zn元素含量几乎没有变化，而杂质元素Al的含量降低了90％以上，实现了黄杂铜熔炼过程中杂质元素铝含量的降低，从而提高了熔体的洁净度。

具体实施方式

一种降低黄杂铜中铝元素的方法，一种降低黄杂铜中铝元素的方法，包括：黄杂铜原料熔化—加清渣剂—加反应剂—加聚渣剂—浇铸处理，其特征在于黄杂铜原料首先经过预处理，拆解进炉前与黄铜无关的杂质物料；预处理后得黄杂铜放入感应炉内熔化，待物料完全熔化后加入清渣剂保温5-30min，去除预处理阶段分离不了的有机物等杂质物料后捞渣；向熔体中加入一定量的反应剂后保温5-30min，使得反应剂和熔体中的Al充分反应；待反应剂与杂质元素反应完全后向黄铜熔体中加入聚渣剂保温2-10min，促进反应剂和杂质元素生成的中间化合物上浮；保温结束捞渣后浇铸成锭。加入清渣剂的主要成分是硝酸钠、碳酸钠、石墨粉、氯化钠和氧化锌粉(质量比为1:4:2:1:2)，加入量为黄铜熔体重量的0.005-0.2％；加入反应剂为铜硼合金(合金中主要为CuB5)或者硼化钙(CaB6)，加入量根据AlB12计算，实际加入量为理论计算量的1.1-1.3倍；加入聚渣剂为冰晶石或者萤石，加入量为黄铜熔体的0.01％；处理后铜锭中Al含量下降了90％以上。

实施例1

黄杂铜原料经过预处理后送入感应炉内熔化后，加入清渣剂(加入量为黄铜熔体重量的0.1％)保温10min捞渣取样电火花直读光谱仪测得质量成分为Cu 60.611％，Zn38.102％，Al 1.035％，余量为其他杂质元素含量。加入CaB6占比熔体重量为14％，反应15min加入聚渣剂(萤石加入量为熔体重量的0.05％)保温5min捞渣取样电火花直读光谱仪测得质量成分为Cu 60.92％，Zn 38.28％，Al 0.0246％，余量为其他杂质元素含量，对比实验结果计算可知Al下降了97.6％。

实施例2

黄杂铜原料经过预处理后送入感应炉内熔化后，加入清渣剂(加入量为黄铜熔体重量的0.05％)保温10min捞渣取样电火花直读光谱仪测得质量成分为Cu 64.37％，Zn34.98％，Al 0.3246％，余量为其他杂质元素含量。加入CaB6占比熔体重量为4.5％，反应15min加入聚渣剂(冰晶石加入量为熔体重量的0.05％)保温5min捞渣取样电火花直读光谱仪测得质量成分为Cu 64.69％，Zn 34.99％，Al 0.009％，余量为其他杂质元素含量，对比实验结果计算可知Al下降了97.2％。

实施例3

黄杂铜原料经过预处理后送入感应炉内熔化后，加入清渣剂(加入量为黄铜熔体重量的0.15％)保温10min捞渣取样电火花直读光谱仪测得质量成分为Cu 62.77％，Zn35.27％，Al 0.732％，余量为其他杂质元素含量。加入铜硼合金占比熔体重量为12％，反应15min加入聚渣剂(冰晶石加入量为熔体重量的0.05％)保温5min捞渣取样电火花直读光谱仪测得质量成分为Cu 62.96％，Zn 35.34％，Al 0.0706％，余量为其他杂质元素含量，对比实验结果计算可知Al下降了90.4％。

实施例4

黄杂铜原料经过预处理后送入感应炉内熔化后，加入清渣剂(加入量为黄铜熔体重量的0.05％)保温10min捞渣取样电火花直读光谱仪测得质量成分为Cu 68.39％，Zn30.22％，Al 0.8258％，余量为其他杂质元素含量。加入铜硼合金占比熔体重量为13％，反应15min加入聚渣剂(冰晶石加入量为熔体重量的0.05％)保温5min捞渣取样电火花直读光谱仪测得质量成分为Cu 69.31％，Zn 30.45％，Al 0.011％，余量为其他杂质元素含量，对比实验结果计算可知Al下降了98.7％。

实施例5

黄杂铜原料经过预处理后送入感应炉内熔化后，加入清渣剂(加入量为黄铜熔体重量的0.1％)保温10min捞渣取样电火花直读光谱仪测得质量成分为Cu 64.23％，Zn34.34％，Al 1.3246％，余量为其他杂质元素含量。熔炉在高电压下冒火60s，保温5min捞渣取样电火花直读光谱仪测得质量成分为Cu 65.71％，Zn 33.12％，Al 0.4246％，余量为其他杂质元素含量，对比实验结果计算可知Al下降了67.9％。

实施例6

黄杂铜原料经过预处理后送入感应炉内熔化后，加入清渣剂(加入量为黄铜熔体重量的0.1％)保温10min捞渣取样电火花直读光谱仪测得质量成分为Cu 63.39％，Zn34.26％，Al 1.067％，余量为其他杂质元素含量，保温30min取样电火花直读光谱仪测得质量成分为Cu 63.41％，Zn 34.17％，Al 1.082％，余量为其他杂质元素含量，对比实验结果计算可知Al没有下降。