废铜生产电解铜粉工艺流程
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电解法制取的铜粉纯度高、物理规格好、活性高,广泛应用于电碳制品、摩擦材料、含油轴承和粉末冶金零件等方面,在我国得到了迅速的发展。用电解法制取铜粉的方法,前苏联于1934年即已研究成功。我国起步较晚,到1970年才兴建了第一条电解铜粉的生产线。目前,我国生产规模超过lO00t/a的厂家主要有重冶集团、北京有研粉末、天津瑞尔普以及上海901。江铜集团新材料公司(以下简称新材料公司)于2002年开发了电解铜粉产品,现每年的产量为200t。2电解法制粉工艺流程电解法制取铜粉的经典流程是:铜原料一熔铸—电解一铜粉一洗涤--干燥---筛分一成品。
电解出来的铜粉经洗涤后,进入还原炉,在氢气氛下进行干燥、还原处理,再经筛分得到产品。在原有生产工艺的基础上。开发出生产电解铜粉的新工艺,其流程如下:阳极、阴极、电解液一电解一铜粉一洗涤—离心甩干—筛分一成品。
新工艺具有以下特点:其一,阳极不需要进行熔铸处理,简化了操作;其二,由于新工艺省略了熔铸工序,从而大幅度降低了电解铜粉的生产成本,在市场上具有较强的竞争优势。阳极:采用废铜作为阳极,随着电解的进行而被溶解。阴极:电解铜粉生产用的阴极可以采用铅合金板,可以生产出松比低于1.Og/cm。的电解铜粉。
电解法制取金属铜粉:
1铜离子浓度电解实验证实:只有金属离子的浓度迅速降低到一定值时,才能析出松散的粉末。在能析出粉末的浓度范围内,铜离子浓度越低,粉末颗粒愈细。电流效率随着铜离子浓度增大而提高,松装密度也随着铜离子浓度增大而增高。
2酸度提高酸度有利于氢的析出,得到松散的粉末沉积物,但酸浓度太高,会导致钝化,影响电流效率。酸度的影响较复杂,要针对不同的电解条件进行适当调整。
3电流密度据资料介绍采用铜离子浓度为13L的电解液时,要得到粉末,则电流密度至少在1000A/m以上。电流密度愈高,在阴极上单位时间内放电的离子数目愈多,金属离子的沉积速度远大于晶粒长大的速度,从而形成的晶核数也愈多,故粉末愈细。
4电解液温度提高电解液温度,扩散速度增加,晶粒长大速度也增大,所以粉末变粗。高温作业可提高电流效率和降低槽电压,但温度高于60',酸雾蒸发量增大,作业环境恶化。
5刷粉周期刷粉时间延长时,松装密度增大,粉末变粗。因为长时间不刷粉,阴极表面积增大,相对降低了电流密度。通常,粉末是用刷子机械刷下来的,另一种方法是采用硫酸十二烷基钠自动从阴极上除粉。
6添加剂在电解液中添加胶体材料,例如,骨胶或葡萄糖可生成细粉状沉积物。这可能是由于胶体阻碍在阴极上析出氢所致。电解液中加入少量氯化铜,可增强粉末颗粒的枝晶特征;同时由于氯化物离子的极化效应,细粉的获得率增高。