一种降低复杂多元黄铜合金杂质元素镍的方法

摘要

本发明公开了一种降低复杂多元黄铜合金中杂质元素镍的方法，属于金属铜精炼除杂技术领域。主要处理工艺包括原料预处理—熔化—精炼—除渣—浇铸处理。复杂多元废杂黄铜原料首先经过原料预处理，拣出明显与铜料无关的杂质，1100—1300℃时在感应炉内熔化后加入铜箔包覆的0.1—0.5％(重量百分比)的精炼剂单质硼保温5—20min，再加除渣剂(氟硅酸钠和碳酸钙质量比3:1)保温15—30min，浇铸成锭。铸锭中镍含量下降了30％～60％，使复杂原料废杂铜生产黄铜合金产品中镍含量得到了合理的控制，提升了产品的竞争力。

说明书

技术领域

本发明属于金属铜精炼除杂技术领域，特别涉及一种降低复杂多元黄铜合金杂质元素镍的方法。

技术背景

我国冶炼企业与加工企业规模不断扩大，导致原料需求增加，供需矛盾越来越突出。国内冶炼企业产能迅速扩张，而冶炼企业对于原料的需求将越来越依赖于废铜。废铜来源广泛、混杂元素复杂，如何将各类杂质元素的去除至合理的范围内并发挥其微量元素的重要作用是所有再生铜企业面临的重要问题。

黄铜是由铜和锌所组成的合金，由铜、锌组成的黄铜为普通黄铜，如果是由二种以上的元素组成的多种合金就称为特殊黄铜。黄铜有较强的耐磨性能，黄铜常被用于制造阀门、水管、空调内外机连接管和散热器等，在社会生活中应用广泛。回购的废杂黄铜直接利用法生产黄铜合金属于比较常见的生产方式，由于原料来源复杂，实践证明黄铜合金中镍的存在会明显增加缺陷的产生。查阅资料可知镍能够明显的扩大α相区，能够加镍能使得某些双相黄铜转变为晶粒细小的单相黄铜转变为晶粒细小的单相黄铜，从而改善黄铜的工艺性能和力学性能。镍与铜能够无限互溶，与铜形成连续固溶体，具有宽阔的单相区，它们能够明显地提高铜的机械性能、耐蚀性能，但都使铜的导电、导热性能降低，与其它金属材料相比较，仍属于优良的导电和导热材料，在黄铜中同时加入镍可使得合金产生回火硬化现象。而在产品中发现镍含量高同时容易引发缺陷的产生，调整不同精炼剂造渣实际效果不佳，因此，控制黄铜合金中镍的含量是目前亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是针对上述复杂多元黄铜合金再生急需解决的技术难题，提出一种能降低其中有害元素镍的方法，实现了将杂质元素保持在微量元素有益作用的范围内，实现了精炼过程除杂的目的，提高了产品的品质。

本发明是通过以下技术方案实现的。

一种降低复杂多元黄铜合金杂质元素镍的方法，包括：原料预处理—熔化—精炼—除渣—浇铸处理，其特征在于：具体步骤为：

1)复杂多元废杂黄铜原料首先经过原料预处理，拣出明显铜料无关的杂质料；

2)将经过预处理的废杂黄铜原料加入感应炉内加热至完全熔化，温度控制在1100—1300℃范围内，待原料熔化后保温搅拌并捞除浮渣；

3)加入精炼剂硼，将裹覆有铜箔的单质硼或者铜硼合金加入熔体，待单质硼或者铜硼合金熔化后并搅拌熔体，保温一定时间后，使硼和原料中的镍充分反应生成硼化镍；

4)废杂铜熔体中再加入除渣剂，搅拌熔体使反应均匀，保温一段时间捞渣后浇铸成锭。

进一步地，步骤2)所述精炼渣的加入量为废杂铜原料的0.1—0.5wt％。

进一步地，单质硼要裹覆铜箔，尽可能避免单质硼的损失。

进一步地，所述除渣剂为氟硅酸钠和碳酸钙，质量比为3:1，除渣剂重量占比废杂铜原料的0.5—3％，并用铜箔包覆加入，尽可能减少损失。

进一步地，为增强除渣效果，还可以加入添加剂，添加剂为白云石与碳酸钠、氟化钙、氟化钠、氢氧化钙、碳酸钙等一种或几种的组合，加入添加剂后保温10—20min并捞渣。

进一步地，时间的控制，加铜箔裹覆的单质硼要短暂保温5min—20min、加除渣剂后要稍长时间保温15min—30min，以使得生成的化合物有足够时间上浮后捞渣。

本发明方法在原料熔化后加入了精炼剂和除渣剂，铸锭中镍含量下降了30％～60％，使复杂原料废杂铜生产黄铜合金产品中镍含量得到了合理的控制，减少了合金产品中缺陷的数量，提升了合金品质。

具体实施方式

一种降低复杂多元黄铜合金杂质元素镍的方法，包括：原料预处理—熔化—精炼—除渣—浇铸处理，其特征在于：复杂多元废杂黄铜原料首先经过原料预处理，拣出明显铜料无关的杂质料；将经过预处理的废杂黄铜原料加入感应炉内加热至完全熔化，温度控制在1100—1300℃范围内，待原料熔化后保温搅拌并捞除浮渣；将裹覆有铜箔的单质硼加入熔体并搅拌使其充分分散，单质硼的加入量0.1—0.5％(重量百分比)，保温时间5min—20min；废杂铜熔体中再加入除渣剂(氟硅酸钠和碳酸钙质量比3:1)，搅拌熔体使反应均匀，保温15min—30min捞渣后浇铸成锭；除渣剂还可以为白云石与碳酸钠、氟化钙、氟化钠、氢氧化钙、碳酸钙等一种或几种的组合，加入添加剂后保温10—20min并捞渣。本发明处理后的黄铜合金中镍含量下降了30％～60％。

实施例1

废杂铜原料预处理后至感应炉内熔化取样，直读光谱仪测Ni含量0.88％，加裹覆黄铜箔的单质硼0.25％(重量百分比)和除渣剂(氟硅酸钠和碳酸钙质量比3:1)1.5％(重量百分比)保温结束后浇铸，取铸锭上下两端样品测直读光谱仪取平均值，其中Ni含量0.49％，对比结果计算可知，镍含量下降了44.3％。

实施例2

废杂铜原料预处理后至感应炉内熔化取样，直读光谱仪测镍含量0.59％，加裹覆黄铜箔的单质硼0.2％(重量百分比)、除渣剂(白云石、碳酸钙、氢氧化钙，其配比为6:2:1)1％(重量百分比)保温结束后浇铸，取铸锭上下两端样品测直读光谱仪取平均值，其中Ni含量0.36％，对比结果计算可知，镍含量下降了39.9％。