[发明专利]一种电子行业纯镍金属带材废料循环回收再利用的方法

说明书

本发明公开了一种电子行业纯镍金属带材废料循环回收再利用的方法，先将超声波清洗后的金属带材废料与纯镍板原材料混合后压块，再将压块好的金属带材废料与纯镍板原材料进行真空感应熔炼，待金属带材废料与纯镍板原材料完全熔化后，再在高真空下进行精炼；所述金属带材废料与纯镍板原材料的质量比为30％～70％：70％～30％。本发明提高了金属熔炼的效率，熔炼过程中延长精炼时间，提高熔炼的真空度，避免了添加返回料后镍金属中的氮元素含量增高，同时保证金属镍熔炼过程中形成的非金属夹杂物能够充分上浮并去除，解决了返回料的合金中气体含量的升高导致合金力学性能下降的技术问题，降低了金属镍带的生产成本，提高材料的利用率，节约矿产资源。

技术领域

本发明涉及电子行业用的高品质纯镍金属带材制备技术领域，更具体地，涉及一种电子行业纯镍金属带材废料循环回收再利用的方法。

背景技术

金属镍及其合金带材广泛用于航空、航天、电子、核电等领域。镍(Ni)属于不可再生的战略资源，具有较高的强度、优异的耐腐蚀性和良好的加工塑性。随着航空、航天及电子领域的快速发展，镍原材料的需求与供给的矛盾日益突出。近年来，随着需求增大，金属镍产品的产量不断提高，废料和返回料的积累量也越来越多，然而产生的废料多降级使用，浪费严重。由于金属镍原材料的价格成本相对较高，并且镍产品通常含有稀贵金属元素，因此，降低生产成本一直是镍及其合金生产中追求的目标，而循环回收再利用废料是降低镍金属原材料成本的一个重要途径。镍及镍合金废料也常称为返回料，通过循环回收再利用镍返回料，不但能够提高经济效益，而且节能环保，社会效益显著。

据统计，我国镍及镍合金生产量的70％以上都是以料头、冒口、浇道、车屑、切末、边角料和报废零件等废料形式存在，造成资源的很大浪费。镍与镍合金返回料的循环回收再使用对返回料的纯净度、杂质元素的含量、冶炼工艺等要求较高，如果出现混料或者有害元素的含量超过标准成分的控制范围，不仅不能降低生产成本，反而会引起整炉镍合金报废，带来严重的经济损失，因此对镍及其合金材料的循环回收再利用技术提出了很高的要求。在镍金属废料回收再利用过程中，存在着氧(O)、氮(N)、硫(S)、铅(Pb)、氯(Cl)等有害元素的污染问题，其中最典型的是氮元素的增加，如何控制氮等有害气体元素的增加也是一项技术难题。研究表明，随着返回料添加比例增加(30％→50％→80％→100％，重量百分比)，导致高温合金K444中的氮含量升高，铸件产品中的疏松增多，共晶聚集成团，碳化物由长条状变为多分布于枝晶间的块状，同时产品的室温拉伸塑形降低，并且在900℃/274MPa下的持久性能稍下降。而针对返回料添加比例对K4169合金力学性能的影响研究结果表明，当添加返回料的比例小于30％时，对合金制品的整体性能影响不大，但随着返回料添加比例进一步提高，力学性能大幅下降，因此添加返回料的合金中气体含量的升高是导致合金力学性能下降的主要因素之一，其中氮元素的影响最明显。

电子行业用的纯金属镍带废料(又称返回料)是在熔炼、轧制、打磨、切边、分条等生产过程中产生的。目前，纯镍合金熔炼制备中，非真空感应熔炼容易导致金属中氧含量增加；电渣重熔是高品质金属或合金材料熔炼的一个重要方法，虽然能够降低合金中的陶瓷夹杂物、有害元素硫的含量，减少铸锭中疏松、孔洞等缺陷，但是通过电渣重熔后，增加了生产成本，同时也降低了镍金属材料的收得率。

发明内容

本发明的目的是针对上述不足，提出一种电子行业纯镍金属带材废料循环回收再利用的方法。本发明在特定的声波频率范围内进行超声波清洗，减少了外部夹杂物的带入，防止了熔炼过程中的喷溅，降低了合金中H、N等有害元素的增加，本发明将裁剪后的金属镍板和返回料合到一起进行压块，压制后的镍块体积密度为3.5g/cm³～4g/cm³，提高了金属熔炼的效率，熔炼过程中延长精炼时间，提高熔炼的真空度，避免了添加返回料后镍金属中的氮(N)元素含量增高，同时保证金属镍熔炼过程中形成的非金属夹杂物能够充分上浮并去除。本发明有效的控制氮等有害气体元素的增加，解决了返回料的合金中气体含量的升高导致合金力学性能下降的技术问题，降低了金属镍带的生产成本，提高材料的利用率，节约矿产资源。

本发明的技术方案是：