本發明涉及一種金屬熔煉領域，尤其涉及一種降低黃銅回收材料中砷含量的精煉方法。
背景技術：
：黃銅合金中添加微量的砷具有良好的耐腐蝕性能，在國內外的耐蝕銅合金中應用非常廣泛。在黃銅管材中添加0.04～0.06wt％的砷，其耐蝕性能和使用壽命大幅度提高，而廣泛應用于海水淡化的熱交換管、船舶的主機空冷器、汽輪機、熱交換器、潤滑油冷卻器、給水加熱器等關鍵組件。隨著銅資源的緊缺，國內銅加工業大量使用從國外進口的廢棄電器電子產品和回收的廢舊黃銅材，再加工制造黃銅合金制品(如自來水閥門、管件接頭用的鑄造黃銅等)。由于再加工廢舊黃銅材中含有砷等元素，對人體和環境存在較大的危害，尤其在再加工制造過程中對人體易造成砷中毒。近年來，隨著人們對環境保護意識的不斷增強，銅合金制品中砷的含量受到了國內外多數國家的限制，尤其在發達國家受限制更為嚴格。針對含有砷等元素的廢舊黃銅材，目前處理方法是返回有色金屬冶煉企業，大多采用火法冶金工藝處理。火法處理工藝是利用含砷化合物易揮發的特點，通過高溫火法處理。火法處理具有工藝成熟、流程短、操作簡單特點，但對環境污染嚴重，其他元素損耗高，降砷率低，因此其應用受到了一定的限制。技術實現要素：有鑒于此，本發明的目的在于提供一種低能耗、低成本、短流程的降低黃銅中砷含量的方法。為了實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：本發明提供了一種降砷添加劑，包含以下重量百分比組分：銅硼中間合金、硅鈣中間合金、銅硅中間合金的一種或多種60～80％；銅鈰中間合金、銅釔中間合金、銅鑭中間合金的一種或多種10～20％；氟化鈉和/或氟化鈣10～20％。本發明提供了一種降砷添加劑，優選包含以下重量含量組分：銅硼中間合金、硅鈣中間合金、銅硅中間合金的一種或多種65～75％；銅鈰中間合金、銅釔中間合金、銅鑭中間合金的一種或多種10～15％；氟化鈉和/或氟化鈣15～20％。本發明中所述添加劑用于降低黃銅中砷含量的方法，包括以下步驟：(1)將含有砷的廢舊黃銅加熱熔化后，在黃銅熔體表面添加覆蓋劑；(2)將所述步驟(1)得到的黃銅熔體在溫度為1000～1150℃的條件下與降砷添加劑混合，精煉10～30min，保溫靜置。所述步驟(1)中廢舊黃銅中砷的重量百分比為0.0156～0.0198％。所述步驟(1)中的覆蓋劑為石墨和/或硼砂。所述覆蓋劑用量為覆蓋廢舊黃銅熔體表面2～5cm厚度的用量。所述降砷添加劑的重量百分比為廢舊黃銅重量的0.5～2.0％。所述保溫靜置的溫度為950～1050℃，所述保溫靜置的時間為10～30min。有益技術效果：向加熱熔化的含有砷的廢舊黃銅熔體中加入具有凝聚造雜功能的降砷添加劑進行銅熔體精煉，通過控制精煉溫度與時間，將銅熔體中的砷元素形成化合物(AsxMey)后，再通過控制保溫溫度與靜置時間(化合物凝聚溫度和靜置時間)，促進化合物(AsxMey)顆粒的有效凝聚，聚集后的化合物(AsxMey)上浮與銅熔體分離，達到降低銅熔體中的砷含量的目的。本發明所使用的降砷添加劑具有與砷在銅熔體精煉過程中可形成比黃銅熔體密度輕、熔點高的含砷化合物性能，同時還能除氣、除雜，改善黃銅的組織和加工性能。本發明降低黃銅合金中砷含量技術，不需通過高溫冶煉除砷過程，可直接在銅加工熔煉鑄造過程中采用精煉方法降低黃銅的砷，該方法具有降砷效果好、工藝簡單、處理成本低的特點。本發明可用于含砷黃銅廢舊料的回收處理和再生利用，是一種環境友好的循環經濟處理方法，可解決現有的含砷黃銅合金處理技術難題，經處理的黃銅可再應用于機械制造領域，具有較好的經濟效益和社會效益。附圖說明圖1本發明實施例提供的降低黃銅中砷含量的精煉流程圖。具體實施方式本發明提供了一種降砷添加劑，包含以下重量百分比組分：銅硼中間合金、硅鈣中間合金和銅硅中間合金的一種或多種組合60～80％，在本發明中可與砷形成化合物(AsxMey)；銅鈰中間合金、銅釔中間合金和銅鑭中間合金的一種或多種組合10～20％，在本發明中除氣、除雜，促進砷化合物(AsxMey)的形成；氟化鈉和/或氟化鈣10～20％，在本發明中促進砷化合物(AsxMey)的聚集、上浮。本發明提供的降砷添加劑優選包括65～75wt％的銅硼中間合金、硅鈣中間合金和銅硅中間合金的一種或多種組合；本發明提供的降砷添加劑優選包括10～15wt％銅鈰中間合金、銅釔中間合金和銅鑭中間合金的一種或多種組合。本發明提供的降砷添加劑優選包括15～20wt％的氟化鈉和/或氟化鈣的一種或多種組合。在本發明中所述的銅硼中間合金、硅鈣中間合金和銅硅中間合金的一種或多種組合可與砷形成化合物(AsxMey)；所述銅鈰中間合金、銅釔中間合金和銅鑭中間合金的一種或多種組合可促進砷化合物(AsxMey)的形成；所述氟化鈉和/或氟化鈣在本發明中促進砷化合物(AsxMey)的聚集、上浮。本發明提供了一種利用上述技術方案所述降砷添加劑降低黃銅中砷含量的方法，包括以下步驟：(1)將含有砷的廢舊黃銅加熱熔化后，在黃銅熔體表面添加覆蓋劑；(2)將所述步驟(1)得到的黃銅熔體在溫度為1000～1150℃的條件下與降砷添加劑混合，精煉10～30min，保溫靜置。本發明將含有砷的廢舊黃銅熔化后，與降砷添加劑混合精煉得到砷化合物(AsxMey)。本發明對所述廢舊黃銅的來源沒有特殊的限制，本發明優選為回收的含砷廢舊黃銅。具體的，本發明所述廢舊黃銅中砷的重量百分比優選為0.02％。本發明對熔化條件沒有特殊限制，選用本領域常規銅合金熔煉方法對所述廢舊黃銅進行加熱熔化。所述廢舊黃銅熔化后，本發明將在得到的熔體表面添加覆蓋劑。在本發明中，所述覆蓋劑優選為石墨和/或硼砂；所述覆蓋劑用量為覆蓋廢舊黃銅熔體液面上2～5cm厚度的用量。黃銅熔體添加覆蓋劑后，本發明將得到的黃銅熔體在溫度為1000～1150℃的條件下與降砷添加劑混合后進行精煉，精煉10～30min，保溫靜置。本發明優選將所述黃銅熔體加熱到1000～1150℃后，加入降砷添加劑，攪拌使其混合均勻。在本發明中所述精煉溫度優選為1000～1150℃，優選為1050～1100℃，所述精煉時間優選為15～25mim；在本發明中，所述降砷添加劑的用量優選為廢舊黃銅重量百分比的0.5～2.0％，更優選為0.8～1.5％。本發明優選在精煉過程中進行除氣、除雜，本發明對所述除氣、除雜方法沒有特殊限制，選用本領域常規的除氣、除雜方法；所述精煉后，本發明將得到的精煉黃銅熔體保溫靜置。在本發明中，所述保溫靜置溫度優選為950～1050℃，更優選為980～1020℃；所述保溫靜置時間優選為10～30min，更優選為15～25min。本發明在保溫靜置后優選將得到的砷化合物(AsxMey)進行扒雜處理，本發明對所述扒雜方法沒有特殊限制，選優本領域常規的扒雜方法；本發明在扒雜后對樣品進行取樣分析。在本發明中添加稀土銅中間合金(銅鈰中間合金、銅釔中間合金和銅鑭中間合金)可去除黃雜銅中的氣體和雜質，凈化黃銅熔體，促進降砷添加劑與砷元素形成化合物(AsxMey)，提高降砷效率；添加覆蓋劑(石墨或硼砂)可隔絕空氣中的氧氣進入高溫的黃銅熔體，造成黃銅熔體二次氧化；精煉后的黃銅熔體(950～1050℃，10～30min)保溫靜置，可促進黃銅熔體中的砷化合物(AsxMey)聚集、上浮；扒雜是將黃銅熔體表面的砷化合物(AsxMey)與黃銅熔體分離，促進黃銅熔體中砷化合物(AsxMey)進一步形成，提高降砷效率。下面結合實施例對本發明提供的降砷添加劑及利用降砷添加劑降低黃銅中砷含量的方法進行詳細的說明，但是不能把它們理解為對本發明保護范圍的限定。除有特別說明，本發明中所用到的各種試劑、原料均為市場上購買的商品或可以通過告知的方法制得的產品。實施例1在熔煉爐中加入含砷重量百分比為0.0198％的廢舊黃銅，加熱、熔化，加覆蓋劑石墨片，其添加量為廢舊黃銅熔化后液面上2cm厚度的用量，再加入重量百分比為0.5％的降砷添加劑，均勻攪拌，控制精煉溫度1000℃，時間10分鐘，除氣、除雜，950℃控溫，保溫、靜置10分鐘，扒雜、取樣分析，砷含量為0.0036％，計算降砷率為81.82％。所述降砷添加劑包含以下重量百分比的組分：銅硼中間合金、硅鈣中間合金和銅硅中間合金的一種或多種組合70％；銅鈰中間合金、銅釔中間合金和銅鑭中間合金的一種或多種組合10％；氟化鈉和/或氟化鈣20％。表1實施例1中的試驗方案降砷添加劑精煉溫度精煉時間保溫溫度靜置時間降砷率0.5％1000℃10min950℃10min81.82％實施例2在熔煉爐中加入含砷重量百分比為0.0198％的廢舊黃銅，加熱、熔化，添加重量百分比為0.8％的降砷添加劑，均勻攪拌，加覆蓋劑硼砂，其添加量為廢舊黃銅熔化后液面上5cm厚度的用量，1050℃控溫精煉，精煉時間15分鐘，除氣、除雜，1000℃控溫，保溫、靜置20分鐘，扒雜、取樣分析，砷含量為0.0025％，計算降砷率為87.37％。所述降砷添加劑包含以下重量百分比的組分：銅硼中間合金、硅鈣中間合金和銅硅中間合金的一種或多種組合80％；銅鈰中間合金、銅釔中間合金和銅鑭中間合金的一種或多種組合10％；氟化鈉和/或氟化鈣10％。表2實施例2中的試驗方案降砷添加劑精煉溫度精煉時間保溫溫度靜置時間降砷率0.8％1050℃15min1000℃20min87.37％實施例3在熔煉爐中加入含砷重量百分比為0.0156％的廢舊黃銅，加熱、熔化，添加重量百分比為1.0％的降砷添加劑，均勻攪拌，加覆蓋劑硼砂，其添加量為廢舊黃銅熔化后液面上3cm厚度的用量，1100℃控溫精煉，精煉時間20分鐘，除氣、除雜，960℃控溫，保溫、靜置30分鐘，扒雜、取樣分析，砷含量為0.002％，計算降砷率為87.18％。所述降砷添加劑包含以下重量百分比的組分：銅硼中間合金、硅鈣中間合金和銅硅中間合金的一種或多種組合75％；銅鈰中間合金、銅釔中間合金和銅鑭中間合金的一種或多種組合15％；氟化鈉和/或氟化鈣10％。表3實施例3中的試驗方案降砷添加劑精煉溫度精煉時間保溫溫度靜置時間降砷率1.0％1100℃20min960℃30min87.18％實施例4在熔煉爐中加入含砷重量百分比為0.0156％的廢舊黃銅、加熱，熔化后加覆蓋劑石墨片，其添加量為廢舊黃銅熔化后液面上4cm厚度的用量，升溫至1150℃控溫精煉，添加重量百分比為1.5％的降砷添加劑，均勻攪拌，精煉時間30分鐘，除氣、除雜，1000℃控溫，保溫、靜置30分鐘，扒雜、取樣分析，砷含量為0.0021％，計算降砷率為86.54％。所述降砷添加劑包含以下重量百分比的組分：銅硼中間合金、硅鈣中間合金和銅硅中間合金的一種或多種組合70％；銅鈰中間合金、銅釔中間合金和銅鑭中間合金的一種或多種組合20％；氟化鈉和/或氟化鈣10％。表4實施例4中的試驗方案降砷添加劑精煉溫度精煉時間保溫溫度靜置時間降砷率1.5％1150℃30min1000℃30min86.54％實施例5在熔煉爐中加入含砷重量百分比為0.0198％的廢舊黃銅、升溫熔化后，添加重量百分比為2.0％的降砷添加劑，均勻攪拌，加覆蓋劑(石墨片)，其添加量為廢舊黃銅熔化后液面上3.5cm厚度的用量，1100℃控溫精煉，精煉時間20分鐘，除氣、除雜，1050℃控溫，保溫靜置20分鐘，扒雜、取樣分析，砷含量為0.0045％，計算降砷率為77.27％。所述降砷添加劑包含以下重量百分比的組分：銅硼中間合金、硅鈣中間合金和銅硅中間合金的一種或多種組合60％；銅鈰中間合金、銅釔中間合金和銅鑭中間合金的一種或多種組合20％；氟化鈉和/或氟化鈣20％。表5實施例5中的試驗方案降砷添加劑精煉溫度精煉時間保溫溫度靜置時間降砷率2.0％1100℃30min1050℃20min77.27％以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本
技術領域：
的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。當前第1頁1 2 3