[发明专利]一种降低黄铜中砷含量的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种金属熔炼领域，尤其涉及一种降低黄铜回收材料中砷含量的精炼方法。

背景技术

黄铜合金中添加微量的砷具有良好的耐腐蚀性能，在国内外的耐蚀铜合金中应用非常广泛。在黄铜管材中添加0.04～0.06wt％的砷，其耐蚀性能和使用寿命大幅度提高，而广泛应用于海水淡化的热交换管、船舶的主机空冷器、汽轮机、热交换器、润滑油冷却器、给水加热器等关键组件。

随着铜资源的紧缺，国内铜加工业大量使用从国外进口的废弃电器电子产品和回收的废旧黄铜材，再加工制造黄铜合金制品(如自来水阀门、管件接头用的铸造黄铜等)。由于再加工废旧黄铜材中含有砷等元素，对人体和环境存在较大的危害，尤其在再加工制造过程中对人体易造成砷中毒。近年来，随着人们对环境保护意识的不断增强，铜合金制品中砷的含量受到了国内外多数国家的限制，尤其在发达国家受限制更为严格。

针对含有砷等元素的废旧黄铜材，目前处理方法是返回有色金属冶炼企业，大多采用火法冶金工艺处理。火法处理工艺是利用含砷化合物易挥发的特点，通过高温火法处理。火法处理具有工艺成熟、流程短、操作简单特点，但对环境污染严重，其他元素损耗高，降砷率低，因此其应用受到了一定的限制。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种低能耗、低成本、短流程的降低黄铜中砷含量的方法。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种降砷添加剂，包含以下重量百分比组分：

铜硼中间合金、硅钙中间合金、铜硅中间合金的一种或多种60～80％；

铜铈中间合金、铜钇中间合金、铜镧中间合金的一种或多种10～20％；

氟化钠和/或氟化钙 10～20％。

本发明提供了一种降砷添加剂，优选包含以下重量含量组分：

铜硼中间合金、硅钙中间合金、铜硅中间合金的一种或多种65～75％；

铜铈中间合金、铜钇中间合金、铜镧中间合金的一种或多种10～15％；

氟化钠和/或氟化钙 15～20％。

本发明中所述添加剂用于降低黄铜中砷含量的方法，包括以下步骤：

(1)将含有砷的废旧黄铜加热熔化后，在黄铜熔体表面添加覆盖剂；

(2)将所述步骤(1)得到的黄铜熔体在温度为1000～1150℃的条件下与降砷添加剂混合，精炼10～30min，保温静置。

所述步骤(1)中废旧黄铜中砷的重量百分比为0.0156～0.0198％。

所述步骤(1)中的覆盖剂为石墨和/或硼砂。

所述覆盖剂用量为覆盖废旧黄铜熔体表面2～5cm厚度的用量。

所述降砷添加剂的重量百分比为废旧黄铜重量的0.5～2.0％。

所述保温静置的温度为950～1050℃，所述保温静置的时间为10～30min。

有益技术效果：向加热熔化的含有砷的废旧黄铜熔体中加入具有凝聚造杂功能的降砷添加剂进行铜熔体精炼，通过控制精炼温度与时间，将铜熔体中的砷元素形成化合物(AsxMey)后，再通过控制保温温度与静置时间(化合物凝聚温度和静置时间)，促进化合物(AsxMey)颗粒的有效凝聚，聚集后的化合物(AsxMey)上浮与铜熔体分离，达到降低铜熔体中的砷含量的目的。

本发明所使用的降砷添加剂具有与砷在铜熔体精炼过程中可形成比黄铜熔体密度轻、熔点高的含砷化合物性能，同时还能除气、除杂，改善黄铜的组织和加工性能。

本发明降低黄铜合金中砷含量技术，不需通过高温冶炼除砷过程，可直接在铜加工熔炼铸造过程中采用精炼方法降低黄铜的砷，该方法具有降砷效果好、工艺简单、处理成本低的特点。

本发明可用于含砷黄铜废旧料的回收处理和再生利用，是一种环境友好的循环经济处理方法，可解决现有的含砷黄铜合金处理技术难题，经处理的黄铜可再应用于机械制造领域，具有较好的经济效益和社会效益。

附图说明

图1本发明实施例提供的降低黄铜中砷含量的精炼流程图。

具体实施方式

本发明提供了一种降砷添加剂，包含以下重量百分比组分：

铜硼中间合金、硅钙中间合金和铜硅中间合金的一种或多种组合60～80％，在本发明中可与砷形成化合物(AsxMey)；

铜铈中间合金、铜钇中间合金和铜镧中间合金的一种或多种组合10～20％，在本发明中除气、除杂，促进砷化合物(AsxMey)的形成；