废铜再生处理设备的工作原理介绍

　　废铜电解冶炼的主要设备为电解槽，工作原理如图 1-17 所示。以粗铜为阳极，精铜棒为阴极，电解液采用稀硫酸。化学反应如下。

　　目前，发达国家的废杂铜处理工艺及设备，倾向于炉火法精炼工艺加 ISA 电解工艺相结合的联合工艺。西德精炼公司 （NA） 胡藤维克凯撒工厂 （HK） 是目前世界上最大、最先进的废杂铜精炼厂，它采用一台倾动炉 （350t/f） 和一台反射炉 （200t/f） 处理废杂铜，采用 IsA 工艺 （DK=313A /m²） 生产阴极铜，产量 17 × 10⁴t/a .美国的废杂铜依据其质量的差异，采取不同的途径重新进入生产过程。因 1 号废杂铜具备阴极铜的质量，只要按与阴极铜相同的方式进行熔炼与铸造即可，其再生的能耗约为 1.2Mw . h/t . 2 号废杂铜是一类未合金化的废杂铜，如线材和铜质水管道以及被其他金属污染的铜制品 （ 如经过电镀、软焊或硬焊的铜制品 ） ，可先进入粗铜熔炼厂，作为原金属铜生产的一部分以高级阴极铜的形式重新进入市场，再生能耗约为 5.6MW . h/t . 3 号废杂铜的品位较低 （含铜量介于10 %～ 88 %） ，依其成分的不同而在不同的熔炼炉内熔炼，然后再通过火法精炼和电解精炼制成阴极铜。这一过程可在粗铜熔炼厂或从专门处理废杂铜及其他金属的工厂中完成，再生能耗约为 14MW.h ／ t . 4 号废杂铜为铜合金废屑，主要由黄铜、青铜及铜镍合金构成，进入黄铜加工厂用于制造新的合金。
　　对纯净的废杂铜可采用美国熔炼与精炼公司发明的 ASARCO 炉进行熔炼，获得的精铜用于浇铸线坯 （盘条）再生过程中，炉料的准备十分重要。例如，浇铸电工产品时，必须考虑炉料中有害杂质对电导率的影响，因此要求炉料尽可能纯净。如果浇铸的是通用合金，则要求炉料尽可能均匀并保证其成分在特定的限度以内。加料时，炉料的各个料块的熔点尽可能接近，从而保持熔体均匀，避免低熔点元素的挥发和氧化；同时，也有助于保持熔体和最终铸件的均匀。
　　当给炉料配料时，通常使用的是母台金，而不是单一的元素态金属。这种合金通常可由铸造厂提供铸锭，其成分和熔点是均一的。
　　铜加工制造业所产生的具有阴极质量的废杂铜 （不合格的铜棒、裸线、铜铸模） ，一般都在厂内与正规的阴极铜炉料一起投入 ASARCO 竖炉内。被其他金属污染的废杂铜，则先在回转炉或反射炉内熔炼，并浇铸成阳极后再进行电解精炼。大部分杂质 （Al 、Fe 、Zn 、Si 和 Sn） 可借造渣或空气氧化及火法精炼除去。火法精炼的废杂铜适于熔铸合金。铜合金废杂物料，主要由黄铜及一定量的青铜与铜镍合金组成，可以把这类废杂铜合金按新；（制造过程废料） 、旧 （废弃物品） 进行分类。将它们在回转炉、坩埚炉或感应炉内重熔，实现一定程度的精炼和成分调整，再浇铸成重熔锭或新的半制成品。对于成分变化幅度极大 （12%～ 95 %Cu） 的低品位废杂铜，可按富铜矿或铜精矿在熔炼炉内处理。
　　与国外先进的再生处理工艺相比，我国对废杂铜的预处理及再生利用工艺及装备整体上还比较落后。我国至今尚没有一家从废杂铜拆解到阴极铜精炼的完整废杂铜处理工厂，多数废杂铜精炼工厂，规模小、工艺落后、装备差、环保问题严重，这些工厂规模一般在 （0.5 ～ 3） × 10⁴t 级，火法精炼基本采用反射炉，炉能 25 ～ 110t 大小不等，热效率低、能耗高，工人劳动强度大，黑尘污染严重，产品质量只能达到、甚至低于 GB /T 467-1997 标准中标准阴极铜的水平，相当数量的高品位废杂铜未经精炼即被直接生产铜线锭和铜“黑杆”。鉴于我国丰富的劳动力资源，使得我国有能力进口低品位金属废料。低品位的铜废料，品位一般在 25%～ 30%之问，相当于铜料矿品位，但价格仅为精矿价格的 83 %～ 84 %，且能省去熔炼、吹炼成本和工序，加上分检出的其他有价金属、塑料等，具有明显的获利优势，是发达国家昂贵的人力成本难以实现的，非常适合于我国手工和较简单机械拆解相结合的现阶段国情，应当提倡发展。

　　考试大环保工程师，值得您收藏的好站点！