【摘要】：中國是銅消費大國,但生產(chǎn)電解銅用的銅精礦、再生銅有75%依賴進口,這嚴重制約了我國銅工業(yè)的發(fā)展,因此我國廢雜銅的回收、精煉和再利用技術(shù)顯得尤為重要。廢雜銅回收利用的難點主要在于對銅熔體雜質(zhì)元素的調(diào)控機理和精煉工藝的研究,目前國內(nèi)的研究解決了部分雜質(zhì)的去除問題,更多的是依靠工廠實際的經(jīng)驗作指導(dǎo),有關(guān)合金元素的調(diào)控理論急需要更加深入的研究。本文以高含鐵量的廢紫雜銅為原料進行除鐵研究,通過氧化精煉和熔劑法研究了除雜的熱力學(xué)過程,探討了熔劑成分、保溫時間、精煉溫度等工藝參數(shù)對熔煉實驗結(jié)果的影響規(guī)律,并通過材料檢測手段驗證了除雜反應(yīng)的進行,最后通過對比軟件模擬計算和實驗數(shù)據(jù)討論了不同熔劑配方的除鐵效果,確定了火法精煉再生銅除鐵最佳工藝參數(shù)。(1)結(jié)合Fact Sage軟件熱力學(xué)計算出了Cu-0.5Fe合金在熔化溫度下銅的活度(1086.725℃)=1.0018,并由吉布斯杜亥姆方程推導(dǎo)出了二元合金中組元Fe的活度系數(shù)的計算公式;計算出了反應(yīng)式2Fe+2Cu2O+Si O2=2Fe O·Si O2+4Cu的實際反應(yīng)自由能ΔG1423 K=-2234925 J·mol-1為負,確定了氧化精煉和Si O2除鐵的可行性;計算得出了氧化精煉的溫度為1150℃,以及在該溫度下可以除去鐵的極限濃度為0.0011wt.%。(2)對比了A1、A2、A3、A4四種配方的熔劑的除鐵效果,隨著保溫時間的增加,A1、A2、A3三種配方的除雜效率基本呈線性增長,10 min時鐵的含量迅速下降,然后反應(yīng)變緩,在30 min時達到0.005%鐵含量的最大除鐵效果。對熔渣進行物相分析證實了Si O2與Fe O化合造渣反應(yīng)的發(fā)生。(3)通過Fact Sage軟件中Equilib模塊模擬計算了不同熔劑配方對銅熔體除鐵的結(jié)果,驗證了1150℃作為氧化精煉除鐵的精煉溫度是可行的,且能達到比較好的除鐵效果。理論計算表明精煉溫度越高,除鐵效果越差。計算結(jié)果還驗證了A3配方熔劑的除鐵效率最高,但熔渣中含銅量最高。綜合考慮除雜效果和渣中含銅量,A2配方即石英加入量為熔體總質(zhì)量4%且質(zhì)量比Na2CO3∶Si O2=1∶1時,除鐵效果好且使銅損失少,更適合在實際生產(chǎn)中使用。說明在實驗室條件下保證熔劑配方、精煉溫度和保溫時間,就可以穩(wěn)定的控制精煉后銅合金中鐵的含量和理論計算值在同一數(shù)量級。
【圖文】：

Cu-Fe二元系狀態(tài)圖

Cu-Zn二元系狀態(tài)圖
【學(xué)位授予單位】：江西理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TF811

【共引文獻】

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1 樊歡歡;王洪濤;謝阿弟;侯萍;;精煉銅行業(yè)的生命周期節(jié)能減排目標評價[J];生態(tài)毒理學(xué)報;2014年04期

2 賀玲慧;王錦;彭凱;張迎暉;;廢雜銅中硼酸鹽熔劑除鉛的實驗研究[J];銅業(yè)工程;2015年04期

3 漆峰;;淺談中國銅冶煉技術(shù)進步與發(fā)展趨勢[J];山東工業(yè)技術(shù);2015年20期

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本文編號：2633074