[发明专利]一种去除再生黄铜中杂质元素铋的除铋添加剂及其应用

说明书

本发明属于铜熔铸过程熔体净化技术领域，尤其涉及一种去除再生黄铜中杂质元素铋的除铋添加剂，其按照重量百分数计由钙锌合金60～80%、氟化钠10～20%以及氟化钙10～20%组成。本发明以含铋再生黄铜为主要原料，完全熔化后熔体温度降低到910～960℃，除铋添加剂，保温15～20分钟，使得形成铋的金属化合物，通过聚渣上浮，熔体升温到1000～1040°C精炼、出炉及铸锭得到除铋再生黄铜。本发明克服了现有技术中的黄铜再生原料中铋含量高，给再生黄铜的回收利用带来极大地困难的缺陷，具有能够有效除去黄铜熔体中的杂质铋，提升黄铜品质的作用；同时使用方法简单，且在添加量少的前提下具有极高的除铋效果。

技术领域

本发明属于铜熔铸过程熔体净化技术领域，尤其涉及一种去除再生黄铜中杂质元素铋的除铋添加剂及其应用。

背景技术

中国是目前世界上最大的铜加工材生产国、贸易国和消费国，但是中国铜资源非常短缺，原料供应与消费需求之间的矛盾日益突出；铜的再生性能良好，相对于原生铜而言，再生铜作为原料具有节能、环保、经济等优势，因此再生铜成为铜工业的一个重要原料来源。近几年中国的再生铜产业得到了快速的发展，再生铜产量增长较快。再生铜主要的来源是报废的含铜废件，生产铜、铜合金及其机械加工过程的废料、铜渣和熔炼过程的烟尘等。再生黄铜是废杂铜中量较多的一种，如果将收购的原料单纯的回收铜，不但铜品位不高，而且锌元素被极大的浪费，因此再生黄铜原料直接利用生产黄铜合金是最经济可行的方法。

再生黄铜原料来源广泛、成分复杂，其中铅黄铜具有良好的切削性能和低廉的价格优势，在国内外得到了非常广阔的应用，但是铅是一种对人体具有极大危害的重金属，随着人们对环境保护意识的不断增强，含铅黄铜合金的应用受到国内外各国环保部门的限制，尤其在发达国家受到限制更为严格，在这种背景下，相当一部分的铅黄铜被无铅易切削黄铜合金替代。其中含铋的无铅易切削黄铜替代铅黄铜最多，市场占有量大。再生黄铜利用不可避免的要进行回收含铋黄铜废料。无铅铋黄铜的铋含量一般高于0.8wt％，铋在黄铜中在100ppm以上，就会引起铜合金的加工脆性甚至开裂，并且在再生废旧黄铜的回收利用中，铋黄铜很容易与普通黄铜混料，给再生黄铜的回收利用带来极大地困难。因此研究去除铋黄铜原料中铋含量技术，对再生黄铜领域有重大意义。

目前国内研发的熔体除铋专利不多，106191503A公开了一种降低黄铜中铋含量的方法，添加剂的主料是锂、钙、锶、钡等，辅料有稀土氧化物，第二辅料有硼酸钠、氯化钠、碳酸钠等，高温下能够与黄铜中的铋形成化合物，通过高温冶金方法将形成的化合物作为杂质从熔体中去除，从而达到降低黄铜中铋的目的。CN107058777A公开了一种去除废旧铋黄铜中Bi、Pb的精炼剂，所述的精炼剂含有La(镧)、Ce(铈)、Ti(钛)、Zr(锆)、Y(钇)、Ca(钙)、Mg(镁)或Nd(钕)中的任意一种或数种。

发明内容

本发明是为了克服现有技术中的黄铜再生原料中铋含量高，给再生黄铜的回收利用带来极大地困难的缺陷，提供了一种去除再生黄铜中杂质元素铋的除铋添加剂以及通过该添加剂除去再生黄铜中铋的方法。

为实现上述发明目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种去除再生黄铜中杂质元素铋的除铋添加剂，所述除铋添加剂按照重量百分数计由钙锌合金60～80％、氟化钠10～20％以及氟化钙10～20％组成。

本发明的化学原理，Ca在高温下能够与Bi发生反应，生成Ca₃Bi₂化合物，由于其密度低于黄铜密度(8.5g/cm³)，因此利用密度差可实现轻的金属化合物上浮；而加入氟化钠、氟化钙原因在于其两者能够将生成的Ca₃Bi₂化合物凝渣聚渣，从而有助于打捞。同时氟化钠、氟化钙还能够降低渣的粘度，其具有以下两个效果：(1)有助于渣上浮，使得渣料尽可能的除尽；(2)粘度降低后，渣料表面所能粘附的黄铜熔体的量有效下降，防止了黄铜的浪费。