阅读说明：本技术 一种降低废旧黄杂铜中铁含量的方法 (Method for reducing iron content in waste brass ) 是由 杨东超 李志国 郎滨 黄腾 王成彦 刘伟 赵洪亮 汤亚钢 于 2019-08-13 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种降低废旧黄杂铜中铁含量的方法,首先对废旧黄杂铜进行熔炼,待完全熔化后,将熔体温度调整至950～980℃,加入特定组分的除铁剂并搅拌1～3分钟,再保温5～10分钟,形成铁的化合物,并且造渣上浮,之后将熔体升温至990～1030℃精炼、出炉及浇注铸锭。本发明方法的除铁效果好,除铁剂由KBF<Sub>4</Sub>和SiO<Sub>2</Sub>组成,其最佳重量比为1∶1,其以重量百分比计的占熔体得1～3.5％,可使熔体中的铁含量最大降低至0.01％左右,经本发明方法处理后,可以作为各个牌号的黄铜合金的生产原料使用,解决废旧黄杂铜的再生利用问题。(The invention discloses a method for reducing iron content in waste brass, which comprises the steps of firstly smelting the waste brass, adjusting the temperature of a melt to 950-980 ℃ after the waste brass is completely melted, adding a deironing agent with specific components, stirring for 1-3 minutes, preserving heat for 5-10 minutes to form an iron compound, slagging and floating, then heating the melt to 990-1030 ℃ for refining, discharging and casting ingots. The method has good iron removal effect, and the iron removal agent is KBF 4 And SiO 2 The optimal weight ratio of the components is 1: 1, the components account for 1-3.5% of the melt by weight percentage, the iron content in the melt can be maximally reduced to about 0.01%, and the components can be used as production raw materials of brass alloys of various brands after being treated by the method disclosed by the invention, so that the problem of recycling waste brass is solved.)

一种降低废旧黄杂铜中铁含量的方法

技术领域

本发明属于铜熔体净化及废铜循环再生利用领域，具体是一种除铁效果好的降低废旧黄杂铜中铁含量的方法。

背景技术

中国是目前世界上最大的铜加工材生产国、贸易国和消费国，但是中国铜资源非常短缺，原料供应与消费需求之间的矛盾日益突出。铜的再生性能良好，相对于原生铜而言，废杂铜作为原料具有节能、环保、经济等优势，因此废杂铜成为铜工业的一个重要原料来源。近几年中国的再生铜产业得到了快速的发展，再生铜产量增长较快。再生铜的主要来源是报废的含铜废件、铜或铜合金生产及机械加工过程中产生的废料、铜渣和熔炼过程中产生的烟尘等。废杂铜经过回收拆解之后，对铜废料进行严格的分类再进行针对性地回收利用。其中高品位纯铜料可以直接利用，返回重新加工，而纯度较低的铜废料可生产再生精铜或直接熔炼成铜合金使用。废旧黄杂铜是废杂铜中量较多的一种，所含主要元素为铜和锌，如果将收购的原料单纯地回收铜，不但回收的铜品位不高，而且锌元素被极大地浪费，因此直接利用废旧黄杂铜原料生产黄铜合金是最经济可行的方法。

废旧黄杂铜原料来源广泛、成分复杂，废杂黄铜中除了Zn、Pb元素为易切削黄铜制品的有益元素，还有大量存在Fe、Sn、Al、Si、Bi等有害元素，尤其是Fe元素大量存在时，在熔炼不严格的情况下，这些有害元素还会大量存在于再生黄铜中，影响再生黄铜制品的综合性能。

目前国内研发的熔体除铁技术不多，ZL201410319817.5公开了一种降低废杂黄铜熔炼制备易切削黄铜用除铁剂，ZL201410319804.8公开了一种废杂黄铜熔炼制备易切削黄铜除铁工艺，添加剂的主要成分是CuZr、CuTi、CuP以及碳酸钠、硫酸钾，Zr、Ti金属密度较Cu小，且能与Fe在高温下形成化合物，如FeZr₃、FeZr₂、Fe₃Zr、Fe₂Zr、TiFe、TiFe₂等，这些化合物密度较铜小，在铜合金熔体高温静置时，部分会上浮，加入硫酸钾与碳酸钠，能够有效溶解上浮的铁元素化合物和氧化物，P元素的加入，除与Fe元素反应形成化合物消耗Fe元素，还能提高熔体流动性，易于熔体中化合物的上浮。该专利添加剂CuZr、CuTi、CuP等中间合金成本偏高，而且实例结果Fe降低到0.2％左右，存在一定的局限性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术的不足，提供一种降低废旧黄杂铜中铁含量的方法，该方法的除铁效果好，经本发明方法处理后，铁含量大幅降低，降低到0.01％左右，可以作为各个牌号的黄铜合金的生产原料使用，解决废旧黄杂铜的再生利用问题。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种降低废旧黄杂铜中铁含量的方法，包括以下步骤：

(1)称取适量废旧黄杂铜，加入熔炼炉内熔炼至废旧黄杂铜完全熔化；

(2)将熔体温度调整至950～980℃，在熔体的中下部加入除铁剂；加入除铁剂后搅拌，再保温，之后将熔体升温精炼、出炉及浇注铸锭。

在本技术方案中，本发明针对黄铜再生原料中铁含量较高的问题，提出一种降低废旧黄杂铜中铁含量的方法。该方法首先对废旧黄杂铜进行预处理，然后将预处理后的废旧黄杂铜进行熔炼，待完全熔化后，将熔体温度调整至950～980℃，加入特定组分的除铁剂并搅拌1～3分钟，再保温5～10分钟，形成铁的化合物，并且造渣上浮，之后将熔体升温至990～1030℃精炼、出炉及浇注铸锭。本发明降低废旧黄杂铜中铁含量的方法的除铁效果好，除铁剂由KBF₄和SiO₂组成，其最佳重量比为1∶1，其以重量百分比计的占熔体的1～3.5％，可使熔体中的铁含量最大降低至0.01％左右，可以作为各个牌号的黄铜合金的生产原料使用，解决废旧黄杂铜的再生利用问题。

本发明方法降低废旧黄杂铜中铁含量的原理是：本发明采用的除铁剂中含有KBF₄，Fe在高温下与KBF₄下发生反应，生成FeB等金属化合物，FeB再与SiO2发生造渣反应生成FeSiBO，FeSiBO渣上浮，从而除去熔体中的Fe。

作为优选，所述除铁剂由KBF₄和SiO₂组成，所述KBF₄和SiO₂的质量比为1∶3-3∶1。

作为优选，除铁剂的加入量为熔体重量的1～3.5％。

作为优选，所述的除铁剂由铜箔包裹后加至所述的熔体的中下部。在本技术方案中，因除铁剂为粉末状，密度小，以铜箔包裹除铁剂投料，可有效避免除铁剂的烧损，保证除铁效果。

作为优选，其特征在于，KBF₄和SiO₂的质量比为1∶1。

作为优选，步骤(2)中，加入除铁剂后搅拌1-3min，再保温5-10min，然后将溶体升温至990-1030℃。

作为优选，步骤1)称取前对废旧黄杂铜的预处理：对废旧黄杂铜进行预分拣，然后将预分拣后的废旧黄杂铜破碎成小块，再先后经磁选、机械筛选、重力分选和人工分选，去除废旧黄杂铜中的杂物。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明针对黄铜再生原料中铁含量较高的问题，提出一种降低废旧黄杂铜中铁含量的方法。该方法首先对废旧黄杂铜进行预处理，然后将预处理后的废旧黄杂铜进行熔炼，待完全熔化后，将熔体温度调整至950～980℃，加入特定组分的除铁剂并搅拌1～3分钟，再保温5～10分钟，形成Fe的化合物，造渣上浮，之后将熔体升温至990～1030℃精炼、出炉及浇注铸锭。

本发明降低废旧黄杂铜中铁含量的方法的除铁效果好，除铁剂由KBF₄和SiO₂组成，其最佳重量比为1∶1，其以重量百分比计的占熔体得1.0～3.5％，可使熔体中的铁含量最大降低至0.01％左右，可以作为各个牌号的黄铜合金的生产原料使用，解决废旧黄杂铜的再生利用问题。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明做进一步的解释：

本领域普通技术人员在基于这些说明的情况下将能够实现本发明。此外，下述说明中涉及到的本发明的实施例通常仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。因此，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

实施例1

一种降低废旧黄杂铜中铁含量的方法，包括以下步骤：

(1)对废旧黄杂铜的预处理：对废旧黄杂铜进行预分拣，然后将预分拣后的废旧黄杂铜破碎成小块，再先后经磁选、机械筛选、重力分选和人工分选，去除废旧黄杂铜中的杂物；称取100kg预处理后的废旧黄杂铜，加入熔炼炉内熔炼至废旧黄杂铜完全熔化，取样，经直读光谱仪测得Fe含量1.8935％；

(2)将熔体温度调整至975℃，在熔体的中下部加入由铜箔包裹的除铁剂，该除铁剂的加入量为熔体重量的2.5％，该除铁剂的按重量百分比组成包括：25％KBF₄与75％SiO₂；加入除铁剂后搅拌2分钟，再保温8分钟，之后将熔体升温至1000℃精炼、出炉及浇注铸锭。

经直读光谱仪测得铸锭Fe含量为1.4595％，Pb含量下降了1.4595％。

实施例2

一种降低废旧黄杂铜中铁含量的方法，包括以下步骤：

(1)对废旧黄杂铜的预处理：对废旧黄杂铜进行预分拣，然后将预分拣后的废旧黄杂铜破碎成小块，再先后经磁选、机械筛选、重力分选和人工分选，去除废旧黄杂铜中的杂物；称取100kg预处理后的废旧黄杂铜，加入熔炼炉内熔炼至废旧黄杂铜完全熔化，取样，经直读光谱仪测得Fe含量为1.7047％；

(2)将熔体温度调整至960℃，在熔体的中下部加入由铜箔包裹的除铁剂，该除铁剂的加入量为熔体重量的2.5％，该除铁剂按重量百分比组成包括：50％KBF₄与50％SiO₂；加入除铁剂后搅拌3分钟，再保温9分钟，之后将熔体升温至1010℃精炼、出炉及浇注铸锭。

经直读光谱仪测得铸锭Fe含量为0.0097％，Fe含量下降了1.695％。

实施例3

一种降低废旧黄杂铜中铁含量的方法，包括以下步骤：

(1)对废旧黄杂铜的预处理：对废旧黄杂铜进行预分拣，然后将预分拣后的废旧黄杂铜破碎成小块，再先后经磁选、机械筛选、重力分选和人工分选，去除废旧黄杂铜中的杂物；称取100kg预处理后的废旧黄杂铜，加入熔炼炉内熔炼至废旧黄杂铜完全熔化，取样，经直读光谱仪测得Fe含量为1.6731％；

(2)将熔体温度调整至955℃，在熔体的中下部加入由铜箔包裹的除铁剂，该除铁剂的加入量为熔体重量的2.5％，该除铁剂按重量百分比组成包括：75％KBF₄与25％SiO₂；加入除铁剂后搅拌2分钟，再保温10分钟，之后将熔体升温至990℃精炼、出炉及浇注铸锭。

经直读光谱仪测得铸锭Fe含量为0.8351％，Fe含量下降了0.838％。

实施例4

一种降低废旧黄杂铜中铁含量的方法，包括以下步骤：

(1)对废旧黄杂铜的预处理：对废旧黄杂铜进行预分拣，然后将预分拣后的废旧黄杂铜破碎成小块，再先后经磁选、机械筛选、重力分选和人工分选，去除废旧黄杂铜中的杂物；称取100kg预处理后的废旧黄杂铜，加入熔炼炉内熔炼至废旧黄杂铜完全熔化，取样，经直读光谱仪测得Fe含量为1.6253％；

(2)将熔体温度调整至970℃，在熔体的中下部加入由铜箔包裹的除铁剂，该除铁剂的加入量为熔体重量的3.2％，该除铁剂按重量百分比组成包括：50％KBF₄与50％SiO₂；加入除铁剂后搅拌2分钟，再保温10分钟，之后将熔体升温至1000℃精炼、出炉及浇注铸锭。

经直读光谱仪测得铸锭Fe含量为0.0857％，Fe含量下降了1.5996％。

实施例5

一种降低废旧黄杂铜中铁含量的方法，包括以下步骤：

(1)对废旧黄杂铜的预处理：对废旧黄杂铜进行预分拣，然后将预分拣后的废旧黄杂铜破碎成小块，再先后经磁选、机械筛选、重力分选和人工分选，去除废旧黄杂铜中的杂物；称取100kg预处理后的废旧黄杂铜，加入熔炼炉内熔炼至废旧黄杂铜完全熔化，取样，经直读光谱仪测得Fe含量为1.5351％；

(2)将熔体温度调整至965℃，在熔体的中下部加入由铜箔包裹的除铁剂，该除铁剂的加入量为熔体重量的1.2％，该除铁剂按重量百分比组成包括：50％KBF₄与50％SiO₂；加入除铁剂后搅拌2分钟，再保温10分钟，之后将熔体升温至1010℃精炼、出炉及浇注铸锭。

经直读光谱仪测得铸锭Fe含量为0.3254％，Fe含量下降了1.2097％。

将实施例1～实施例5中，处理前后的含Fe量、Fe含量的下降量(即熔体除铁量)、除铁剂的加入量汇总于表1。

表1：处理前后的含Fe量、Fe含量的下降量、除铁剂的加入量

从表1可见，经本发明方法处理得到的黄铜铸坯铁含量大幅降低，除铁剂添加量1～3.5％，除铁剂由KBF₄和SiO₂组成，其最佳质量比1∶1，可使熔体中的铁含量最大降低至0.01％左右。经本发明方法处理后，可以作为各个牌号的黄铜合金的生产原料使用，解决废旧黄杂铜的再生利用问题。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。