一种从阀门废铜中提取的无铅黄铜及其制造方法与流程

文档序号:14937838发布日期:2018-07-13 19:45阅读:537来源:国知局

本发明涉及废旧金属回收领域,尤其涉及一种从阀门废铜中提取的无铅黄铜及其制造方法。



背景技术:

金属回收是指从废旧金属中分离出来的有用物质经过物理或机械加工成为再生利用的制品,是从回收、拆解、到再生利用的一条产业链。金属回收产业形成了一个完整的产业链及再生利用生态圈,对实现资源的有效利用具有重大意义。

但现有技术中的大量高性能的铅黄铜制阀门由于其体量小、结构复杂、孔内难清理,采用常规方式回收成本高、回收率低,很少有相关技术专门针对其回收。现有技术中的废铜回收一般采用机械方式清理表面后直接回收利用,一方面极大地降低了回收率、另一方面长久使用后的铅黄铜制阀门性能下降明显,表面腐蚀、氧化脱屑、内部疲劳、微裂纹等大量集聚,再利用价值低。而且随着环保要求的提高及国家生活用阀标准的变更,新制生活用阀要求含铅量大幅降低,老旧阀体内的铅含量严重超标,现有常规技术不能在保证回收质量的基础上降低铅含量,因此市场应用前景差。

因此,市面上急需一种回收率极高、回收的无铅黄铜质量好、铅含量低、回收方便、成本低、应用范围广的铅黄铜及其制造方法。



技术实现要素:

针对现有技术中存在的上述缺陷,本发明旨在提供一种回收率极高、回收的无铅黄铜质量好、铅含量低、回收方便、成本低、应用范围广的从阀门废铜中提取的无铅黄铜及其制造方法。

为了实现上述目的,本发明采用以下技术方案:一种从阀门废铜中提取的无铅黄铜的制造方法,包括以下步骤:

1)生产前准备

①提取原料准备:准备溶质质量分数10%的盐酸溶液、足量金属锌;

②设备及工装准备:准备碳棒及直流电源、碳棒及直流电源、磨粒流去毛刺设备、内置有机械搅拌装置内表面采用聚氯乙烯膜封闭保护的回收槽、真空电渣重溶设备、真空炉、设置在回收槽底部且托盘面积覆盖回收槽底面积2/3的机械秤,该机械秤的托盘采用四氟乙烯材料制造,其它外露结构采用聚氯乙烯膜密封包裹;

2)回收

①拆下铅黄铜制阀门;

②将步骤①拆下的阀门内孔通过磨粒流去毛刺设备去除阀内孔中的氧化物及其它固体附着物,获得内孔洁净阀门;

③将步骤②获得的内孔洁净阀门的内外表面采用无水乙醇清洗干净,获得待回收阀门;

④将步骤③获得的待回收阀门放置在阶段1)步骤②准备的机械秤的托盘上;

⑤在阶段1)步骤②准备的回收槽盛装纯净水,水位升至完全浸没待回收阀门;

⑥开启槽底的机械搅拌装置,以3rpm-5rpm的速度进行均匀缓慢搅拌,然后缓慢滴加阶段1)步骤①准备的盐酸溶液,并插入连接有电源的碳棒,以碳棒为阴极,待回收阀门为阳极通电,至机械秤的指数固定时停止,取出固含物,获得回收槽液及待处理固含物;

⑦将碳棒表面的金属剥离下来并清洗干净,被剥离的金属即为回收固体混合物;

3)重熔

①将阶段2)步骤⑥获得的待处理固含物放入阶段1)步骤②准备的真空炉,升温至700℃-750℃,至液体完全熔失,保留固体,获得待用固体;

②在阶段2)步骤⑦获得的回收固体混合物内添加固体混合物总重量5%的锌,再与步骤①获得的待用固体混合,采用阶段1)步骤②准备的真空电渣重溶设备进行重熔并浇铸成锭,该锭即为所需的回收铅黄铜。

采用上述方法制造的从阀门废铜中提取的无铅黄铜,与原阀门新制时重量与化学成份组成相当,不含铅。

与现技术比较,本发明由于采用了上述方案,具有以下优点:(1)基本工业生产的基本原则,为促进酸蚀锌反应速度快速且彻底(如果任由盐酸与黄铜中的锌反应,一则反应速度慢,二则由于锌大部分被固溶在黄铜内,反应不彻底,这样会极大影响回收金属与新制黄铜阀门成份差异,影响回收效果,增加后期处理成本),通过电化学中原电池反应原理加速腐蚀进程并使反应进行彻底,事实上被电化学腐蚀交集聚在石墨极表面的优先发生的是氧化锌中的锌和氧化铜中的铜,然后是合金中未被氧化的锌,本发明的优势在于无需去判断集聚的铜与锌分别占原合金的质量分数,只需将铜与锌悉数提纯出来再根据本发明长期生产实践中总结的规律性锌损失量,最后物理混合后即可获得均匀稳定的、与新制阀门中铜锌含量几乎一致仅剔除了铅的黄铜,一次提取完成,人工及材料成本低、无技术门槛,因此特别适合铜合金废品回收(现有技术中铜合金回收成本高主要就是人工成本和技术投入)。(2)利用室温下冷稀盐酸(普遍认为hcl质量分数低于20%的盐酸均为稀盐酸)—几乎不与铅反应、完全不与铜反应但会与锌反应的特性,同时利用锌溶失后固含物质量下降,直至锌完全溶失后质量才会稳定下来的规律,合理而简单地将锌从原制取阀门的铅黄铜中分离出来,固含物内即含有几乎所有的铜和占原材料铅含量中绝大部分质量比的铅,又利用铅熔点远低于铜熔点的物理特性,利用铅在铜中几乎没有固溶度的特征,利用锌溶失后留下的峰窝状孔洞通道,将低熔点的铅通过加热后液化流失,从而极大地降低原材料中铅的含量,从而最终获得无铅黄铜(事实上仍含有极少量的铅,但已完全达至市场所指的“无铅”的标准)。(3)不同于现有技术主要采用机械方式简单清理表面后进行回收,回收后的产品氧化物含量高、内部缺陷大,再利用成本高的缺陷,通过化学方式深入去除氧化物并重新提纯出被氧化的金属单质,使回收的无铅黄铜化学成份与新制铅黄铜阀门材料基本一致,仅仅剔除了铅,性能还原性好、回收价值高。(4)本发明还有一点优异点在采用酸性槽液进行回收,根据众所周知的技术理论,必然会导致金属的氢脆等,但本发明通过将铜合金原材料成份比例还原后直接进行真空(高温下真空中,游离氢会自然逸散)电渣重溶,彻底解决了前期回收中的氢脆问题,不需复杂配料与控温即可获得与原材料铅黄铜成份配比相当、内部完整致密的优质材料,市场利用性好、应用范围广泛。

具体实施方式

实施例1:

一种从阀门废铜中提取的无铅黄铜,与原阀门新制时重量与化学成份组成相当,不含铅。

上述从阀门废铜中提取的无铅黄铜的制造方法,包括以下步骤:

1)生产前准备

①提取原料准备:准备溶质质量分数10%的盐酸溶液、准备足量直径1μm的铝粉、足量金属锌;

②设备及工装准备:准备碳棒及直流电源、磨粒流去毛刺设备、内置有机械搅拌装置内表面采用聚氯乙烯膜封闭保护的回收槽、真空电渣重溶设备、真空炉、设置在回收槽底部且托盘面积覆盖回收槽底面积2/3的机械秤,该机械秤的托盘采用四氟乙烯材料制造,其它外露结构采用聚氯乙烯膜密封包裹;

2)回收

①拆下铅黄铜制阀门;

②将步骤①拆下的阀门内孔通过磨粒流去毛刺设备去除阀内孔中的氧化物及其它固体附着物,获得内孔洁净阀门;

③将步骤②获得的内孔洁净阀门的内外表面采用无水乙醇清洗干净,获得待回收阀门;

④将步骤③获得的待回收阀门放置在阶段1)步骤②准备的机械秤的托盘上;

⑤在阶段1)步骤②准备的回收槽盛装纯净水,水位升至完全浸没待回收阀门;

⑥开启槽底的机械搅拌装置,以3rpm的速度进行均匀缓慢搅拌,然后缓慢滴加阶段1)步骤①准备的盐酸溶液,并插入连接有电源的碳棒,以碳棒为阴极,待回收阀门为阳极通电,至机械秤的指数固定时停止,取出固含物,获得回收槽液及待处理固含物;

⑦将碳棒表面的金属剥离下来并清洗干净,被剥离的金属即为回收固体混合物;

3)重熔

①将阶段2)步骤⑥获得的待处理固含物放入阶段1)步骤②准备的真空炉,升温至700℃,至液体完全熔失,保留固体,获得待用固体;

②在阶段2)步骤⑦获得的回收固体混合物内添加固体混合物总重量5%的锌,再与步骤①获得的待用固体混合,采用阶段1)步骤②准备的真空电渣重溶设备进行重熔并浇铸成锭,该锭即为所需的回收铅黄铜。

实施例2:

整体与实施例1一致,差异之处在于:

上述从阀门废铜中提取的无铅黄铜的制造方法,包括以下步骤:

1)生产前准备

①提取原料准备:准备溶质质量分数10%的盐酸溶液、准备足量直径2μm的铝粉、足量金属锌;

2)回收

⑥开启槽底的机械搅拌装置,以5rpm的速度进行均匀缓慢搅拌,然后缓慢滴加阶段1)步骤①准备的盐酸溶液,并插入连接有电源的碳棒,以碳棒为阴极,待回收阀门为阳极通电,至机械秤的指数固定时停止,取出固含物,获得回收槽液及待处理固含物;

3)重熔

①将阶段2)步骤⑥获得的待处理固含物放入阶段1)步骤②准备的真空炉,升温至750℃,至液体完全熔失,保留固体,获得待用固体;

对所公开的实施例的上述说明,仅为了使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

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