废杂铜制备高品质黄铜合金技术及装备
成果类型:: 发明专利
发布时间: 2022-10-31 18:17:34
我国铜矿资源先天不足,而铜的生产和消费近些年来却日益增长,鉴于铜资源的现状,废杂铜回收在中国极受重视。废杂铜主要有生产过程中的碎电线、废的焊锡铜部件、废旧的轴承电机以及一些下脚料。
以废杂黄铜直接材料化生产高精度易切削黄铜材为目标,发明了废杂黄铜熔炼制备易切削黄铜用生产工艺,并开发了完善的熔体清渣剂和除杂精炼剂,实现了保锌除杂和黄铜制品成分精确控制;成功研发了再生黄铜用三体炉及机械捣料搅拌等熔铸成套装备,日均产量提升80%,单位能耗下降35%,设备自动化程度高、热能利用效果好;集成创新了铜线和铜棒连续自动化生产技术,并建成了生产线,提出了黄铜合金塑性变形的微区调整和控制技术,提升了铜合金产品的力学性能,实现了高精密近终形异型材的直接制备。该项目集成创新了废杂铜精细化预处理工艺和设备配置,大幅提升了废杂铜的处理工效,保障了产品质量和性能的稳定,并建成了12万吨年产能的生产线。
技术优势:废杂铜直接利用法相比间接利用法工艺简单、过程节能且对环境友好。本项目通过对熔铸过程及装备研究,开发出一条适应各种黄杂铜原料的生产工艺,对适应国内外原料结构改变具有重大意义;同时生产装备由传统的单体炉或者两体炉改进为三体炉,延长了合金化时间、稳定了产品质量、提高了生产效率。
性能指标:1. 炉灰比由原来的的3.8%降至2.0%;2. 后道加工综合成材率提高至95%以上;3. 废旧黄杂铜回收率98.6%;4. 平均熔铸出铜率97.4%等。
成果亮点:1. 具有自主知识产权,研究成果已授权13项,申请26项。2. 技术先进性:整体工艺技术达到国际领先水平。3. 获奖情况等:获得2016年中国循环经济协会科学技术奖一等奖;申报铜二次资源循环利用联合创新实验室得到认定。
目前国内相当比例的铜合金其原料均来源于废杂铜资源,而这些废杂铜大部分来源于国外进口。2018年4月20日,生态环境部将包括以回收铜为主的废电机等(包括废电机、电线、电缆、五金电器)等16个品种固体废物,从《限制进口类可用作原料的固体废物目录》调入《禁止进口固体废物目录》,自2018年12月31日起执行。上述规定将对我国废杂铜原料的进口产生较大影响,会加速我国内废杂铜原料需求的大幅增加。比较来看,我国废杂铜尚未制定较为详细的废杂铜分类标准,分类程度和水平较低,导致我国废杂铜原料成份波动较大,杂质元素含量较高,这将对废杂铜熔炼、熔体净化及铸造过程带来较大影响,所以亟需开发针对我国这类“多组元、高杂”废杂铜原料的熔炼、净化及铸造技术。
王成彦教授,长期从事多元复杂矿产资源高效综合利用和清洁生产的工程化研究,在多金属复杂矿的短流程冶金、多金属高效分离与提取、过程工程放大与关键装置研发等方面作出了突出贡献的研究。先后承担和参加国家自然科学基金重点/面上项目、国家重点研发计划、973计划项目、863计划项目、科技支撑计划项目、中国工程院重大/重点咨询项目及省部级科技项目30余项,企业委托技术开发/咨询项目150余项;发表论文260余篇,其中SCI、EI收录160余篇;已获授权发明专利80余项;出版专著5部;获国家技术发明奖二等奖1项,部级技术发明奖一等奖1项,部级科技进步奖一等奖2项、二等奖4项,部级优秀工程咨询成果奖一等奖5项、二等奖5项。
随着科技的逐步发展,我国对铜的需求也日渐增长。为了解决铜需求日益增大而铜产能不足的问题,再生铜产业迎来重视和发展。铜再生过程相比原生过程拥有更好的经济和环境效益,但仍然存在排放包括重金属在内的许多废弃物的现象,一方面对环境造成负担,另一方面也造成人体直接接触的风险。同时,重金属可能污染水源和土壤,造成作物产量下降、重金属含量超标等问题,对人体健康造成威胁。
2020年我国精铜产量1 003万t,占全球产量的37.40%。其中,矿产铜量723万t,废杂铜量280万t。随着国民经济的快速发展和人民生活水平的提高,废杂铜、含铜电子废弃物等以每年5%~10%的速度增加,成为了铜生产的主要原料之一
示范企业经济效益逐年大幅提升,近三年实现销售额新增近9亿元,新增利润8000余万元,共创利税近5025万元。
合作方式:合作开发
目前处于何种研发阶段:产业化。
已投入成本:3.0亿。
推广应用情况:建成了12万吨/年产能的高精密易切削黄铜材生产线,2020年实际生产达12万吨,技术重现性好、成熟度高。
交易金额:面议