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再生铜:从废料到资源的华丽转身,了解其冶炼工艺

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简介:铜是可再生资源,再生铜是铜冶炼的重要原料。据国际铜研究组(ICSG)数据显示,在主要发达国家,再生铜产量比例非常高,其中美国约占60%,日本约占45%,德国约占45%。约占80%;近10年来,世界再生铜产量已占原生铜产量的40-55%。小编带您了解一下再生铜冶炼流程。

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1、再生铜冶炼工艺

再生铜的处理工艺取决于原材料。约2/3的高品位废铜不需要冶炼处理,直接用于铜制品的生产,1/3的废铜需要冶炼处理。目前国内外回收废铜的方法很多,主要可分为两类:第一类是将优质废铜直接冶炼成紫铜或铜合金供用户使用,称为直接利用;第二类是将废铜冶炼成阳极板,然后电解精炼成电解铜供用户使用,称为间接利用。其中,第二类方法按原料分为高品位和低品位,按冶炼工艺分为一级、二级和三级冶炼。

一级法:将铜品位>98%的紫铜、黄铜铜、电解渣等直接加入精炼炉精炼成阳极废铜熔炼,然后电解生产阴极铜。

两段法:废铜先在熔炼炉中熔化,吹制成粗铜,然后经过精炼炉——电解精炼,生产阴极铜。

三段法:废铜及含铜废钢在高炉(或ISA炉、TBRC炉、卡尔多炉等)中冶炼——转炉吹炼——阳极精炼——电解生产阴极铜。原材料铜品位可低至1%。

三段法具有原料综合利用率高、烟气成分简单且易于加工、粗铜品位高、精炼炉操作相对容易、设备生产率相对较高的优点。但它也具有工艺复杂、设备众多、投资大和燃料消耗高等缺点。因此,再生铜的冶炼一般采用两段法和三段法相结合的工艺流程。该方法有利于降低能耗,提高有价金属的综合回收率。

2、主要冶炼工艺介绍

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1、天元二手材料凯撒回收系统(KRS)

天元二手材料是目前全球最大、最先进的再生铜精炼厂。 冶炼厂用一台ISA炉取代了三台高炉和一台PS转炉,用于处理铜渣和含铜1%至80%的杂铜; ISA炉间歇式进行熔炼和吹炼,含铜的废渣和杂铜首先在ISA炉中进行还原熔炼,生成黑铜和硅酸盐渣。黑铜继续吹制,生产出含铜95%的粗铜。

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2、奥地利冶炼厂高炉-转炉-反射炉工艺流程

该冶炼厂是奥地利唯一的铜冶炼厂。原料为废铜,含铜15%~99%。生产工艺由高炉、PS转炉、固定阳极炉和电解组成,是典型的三段法。

该工艺的特点是:采用不同的工艺流程生产不同品位的废渣和铜杂铜,生产不同的产品。含铜15%~70%的剩余原料进高炉,用焦炭还原生成黑铜,然后送入转炉生产粗铜;含铜75%以上的黑铜及铜合金直接送转炉生产96%铜。上述粗铜进入阳极炉精炼;铜品位较高的杂铜、粗铜直接进入阳极炉精炼;而铜品位较高的光亮铜则无需冶炼,直接加入感应炉生产铜材。原材料适应性强。

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3.比利时-冶炼厂氧气顶吹转炉(TBRC)冶炼工艺

- 冶炼厂TBRC炉对原料适应性强,加工原料非常复杂、品种多。主要原料为含铜25%~30%的工业废渣、各种铜合金(黄铜、青铜等)、废电机、海绵铜、电缆、各种牌号的杂铜等,特别适合加工铜、铅。 、低品位工业残渣锡、铜合金、难处理的杂铜。

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4、卡尔多炉处理低品位废铜

卡尔多炉是一种处理低品位废铜的先进冶炼技术。主要体现在金属回收率高、环境效益好。可加工含铜15%-99%的废铜。它的适应性强,不需要任何材料。预处理可直接入炉,氧化还原气氛可控制。低品位废铜的加工由加料、熔炼、排渣、吹炼、提取铜五个步骤组成。在炉内分阶段完成,粗铜品位可达96%。反应过程通常采用废铜原料中的铁作为还原剂并添加石英岩熔剂。卡尔多炉处理废铜工艺是国外先进的两段式废铜处理工艺。国内大型冶炼厂如江西铜业也引进此方法处理废铜。

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5.NGL炉精炼废铜工艺流程

针对现有废铜加工技术的不足,天元二手材开发了“NGL”炉废铜烟火精炼工艺。

NGL炉是结合倾动炉和旋转阳极炉的优点而开发的。一侧有大型进料门和出渣门,另一侧有氧化还原口和透气砖。炉体可在一定角度内旋转。 “NGL炉精炼废铜成套工艺及设备”首次在废铜精炼过程中采用氮气搅拌技术,有效强化了精炼过程中的传质传热,提高了生产效率。该工艺采用引氧燃烧提供热量废铜熔炼炉,大大提高了热效率,缩短了生产周期,废气量减少65%以上。

NGL炉精炼废铜成套技术及设备于2010年启动,已分别在天元二手材、天元二手材广泛产业化。其四套250吨NGL炉系统于2012年投产。( )

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