銅金屬再生和資源利用

1、有色金屬再生有色金屬再生 與干凈銅資源的利用與干凈銅資源的利用 第十一章第十一章 10.1 概概 述述 人口、資源、環(huán)境是世界未來發(fā)展的三大課題，有色金屬再 生是指有色金屬廢料和廢件經(jīng)過冶煉或產(chǎn)出有色金屬或合金的過 程。再生金屬又稱為二次資源。 再生銅所占的比例：美國47.83，德國54.11，日本53.74。 世界平均30%。 意義：品位高、雜質(zhì)少、易于處理，其生產(chǎn)費(fèi)用、基建投資、能源 消耗及環(huán)境保護(hù)費(fèi)用等均低于原生有色金屬的相應(yīng)費(fèi)用。 10.2 來源來源 (1)原生金屬冶煉過程產(chǎn)出的廢品、廢料、廢渣等 ； (2)各種機(jī)加工過程中產(chǎn)出的廢品和廢料； (3)報廢的機(jī)器設(shè)備、儀器儀表及日常用品的

2、廢件和廢料。 特點(diǎn)：特點(diǎn)： (1)由于來源不同，原料的物理形態(tài)差異很大； (2)原料的化學(xué)成分波動大； (3)原料的混雜程度大，除有色金屬外，還混有黑色金 屬和各種非金屬材料。 預(yù)處理：預(yù)處理： 廢料分類(分揀)、廢件解體、電磁分選或重、浮選。 10.3二次銅資源的利用二次銅資源的利用 方法主要有兩類： 一是直接利用，即廢雜銅直接熔煉成銅合金 或紫精銅； 二是間接利用，即將雜銅先經(jīng)火法處理鑄成陽 極銅，然后電解精煉成電解銅，同時回收各種有 價成分。 10.3.1直接利用 原料通常是廢純銅或廢純銅合金。生成銅線錠、 銅箔、氧化銅或銅合金等。 1）廢純銅生產(chǎn)銅線錠 熔煉廢純銅一般采用堿性爐 襯的反

3、射爐，也可以采用感應(yīng)電爐或坩堝爐。冶 煉過程由加料、熔化、氧化、還原和澆鑄五個工 序組成。 2）純凈雜銅生產(chǎn)銅合金 純凈雜銅：紫雜銅、廢 黃銅、黃雜銅、白雜銅、青雜銅 等。 工藝過程： 配料、熔化、去氣、脫氧、調(diào)整成分、精煉、澆 鑄等環(huán)節(jié)。熔煉銅合金的設(shè)備反射爐、感應(yīng)電爐 和坩堝爐和銅冶煉設(shè)備相同。 3）廢純銅生產(chǎn)銅箔 工藝流程為：廢銅線在500下進(jìn)行焙燒除去油脂， 然后置于氧化槽中，用含銅4042 gL、H2S04120 140 gL的廢電解液或酸洗液，在8085和連續(xù)鼓空 氣的條件下進(jìn)行溶解；當(dāng)溶液含銅量增加至80 gL以上 后再在不銹鋼或鈦?zhàn)龀傻妮佂碴帢O和用鈦制成的不溶陽 極電解槽進(jìn)行電

4、解沉積。 4）銅灰生產(chǎn)硫酸銅 銅灰大多是銅材在拉絲、壓延加工過程中表層脫 落下來的銅粉,含金屬銅60 70,氧化銅2030 %， 表面有潤滑油和石墨粉等組成的油膩層。 銅灰先在回轉(zhuǎn)窯中于300點(diǎn)火時燃燒，在700 800高溫下，通入空氣使銅粉氧化，生成易溶于酸 的氧化銅或氧化亞銅。焙燒熟料經(jīng)篩分，獲含銅約90 的細(xì)料，送入鼓泡塔用廢電解液溶解銅。浸出液送 入帶式水冷結(jié)晶機(jī)，再經(jīng)增稠、離心過濾、晶體烘干 最后獲含銅9698的硫酸銅產(chǎn)品。 10.3.2間接利用 雜銅反射爐精煉陽極銅工藝：工藝： 優(yōu)點(diǎn)：流程短、設(shè)備簡單、建廠快、投資少。 缺點(diǎn)：該法在處理成分復(fù)雜的雜銅時，產(chǎn)出的煙塵成分 復(fù)雜，難以處

5、理；同時精煉操作的爐時長、勞動強(qiáng)度大、 生產(chǎn)率低。 總回收率 ()：黃雜銅99.7，次粗銅96，紫雜銅99.8，殘 極、銅粒 99.9。 2）2段法段法 適用于含鋅高的黃雜銅和含高鉛、錫的青雜銅 雜銅鼓風(fēng)爐或轉(zhuǎn)爐次粗銅反射爐陽極銅 工藝： 含鋅高的黃雜銅和白雜銅采用鼓風(fēng)爐-反射爐流程比較 合理。其特點(diǎn)是產(chǎn)生高鋅爐渣，鋅可以從煙塵中以氧化鋅 形態(tài)回收。 含鉛、錫高的青雜銅多采用轉(zhuǎn)爐-反射爐流程 處理。因?yàn)檗D(zhuǎn)爐不但可以吹煉出高品位的次粗銅，給反射 爐精煉創(chuàng)造了有利條件，還可以從煙塵中回收鉛和錫。 3）3段法段法 用于處理殘渣或用于大規(guī)模生產(chǎn)的工廠 雜銅鼓風(fēng)爐還原熔煉黑銅轉(zhuǎn)爐吹煉 次粗銅反射爐陽極銅

6、 工藝： 具有原料綜合利用好，產(chǎn)出的煙塵成分簡單、容 易處理，粗銅品位高，精煉爐操作比較容易，設(shè)備生 產(chǎn)率也較高等優(yōu)點(diǎn)；但有過程較復(fù)雜、設(shè)備多、投資 大、燃料消耗多等缺點(diǎn)。因此，除大規(guī)模生產(chǎn)和處理 某些廢渣外，一般雜銅處理多采用二段法和一段法。 4）鼓風(fēng)爐熔煉）鼓風(fēng)爐熔煉 原料主要有黃雜銅、白雜銅和各種含銅殘渣 鼓風(fēng)爐熔煉廢雜銅的工藝原理和礦物銅熔煉工 藝相同。但有以下特點(diǎn)：渣量少，一般不設(shè)前床； 爐內(nèi)應(yīng)保持還原氣氛，以利于合金中的鋅揮發(fā)； 爐身較低，煙氣溫度較高，有利鋅蒸氣在爐頂燃 燒生成氧化鋅；煙塵量大，需要有完善的收塵系 統(tǒng)。 熔煉高鋅雜銅時，機(jī)械損失少，爐渣含銅低， 銅的直收率達(dá)999

7、9.8。在熔煉含銅殘渣時， 直收率較低，為95.598。 5）轉(zhuǎn)爐吹煉）轉(zhuǎn)爐吹煉 原料主要有兩類，一類是鼓風(fēng)爐熔煉含銅爐渣(礦銅渣 除外)時產(chǎn)出的次黑銅；另一類是青雜銅。兩類銅料含銅 波動在5585之間：其余為Zn、Pb、Sn、Ni、Fe、 As、Sb等金屬雜質(zhì)。 轉(zhuǎn)爐有臥式和立式兩種。臥式轉(zhuǎn)爐處理量大，熱利用 率高。立式轉(zhuǎn)爐熱利用率較低、處理量小，僅適用于較 小的工廠。中國處理黑銅用的轉(zhuǎn)爐容量一般為2.53 t。 轉(zhuǎn)爐吹煉產(chǎn)物主要為次粗銅和轉(zhuǎn)爐渣。次粗銅的含銅 量為8892，轉(zhuǎn)爐渣含銅為3040、鉛4 10、錫78。轉(zhuǎn)爐渣返回鼓風(fēng)爐熔煉回收其中的 銅及其他有價元素。 轉(zhuǎn)爐吹煉銅的直收率為7580，電耗150 kwh t粗銅。 6）反射爐精煉）反射爐精煉 用于廢雜銅精煉爐有回轉(zhuǎn)式、傾動式和固定式三種。 回轉(zhuǎn)式精煉爐適用于精煉熔融粗銅，僅允許加入20 25的固體料。 傾動式和固定式反射爐適于使用固 體料，如粗銅錠、殘極、經(jīng)打包機(jī)壓成的大塊雜銅等。中 國再生銅廠均使用固定式精煉反射爐。它容量范圍較大 (25110t)，熔池面積在620m2，床能率為39 t (m2d)。 反射爐精煉的工藝