紫杂铜紫杂铜中的杂质及危害

紫杂铜作为含铜量较高的废杂铜，可直接用于生产铜合金和低氧、无氧铜杆。一般利用紫杂铜生产低氧或无氧铜杆时，由于原料中存在氧、硫、锡、碲、铋、铅、铝、铁、锌等杂质元素，易使产品出现晶粒粗大、组织疏松、气孔和夹杂等铸造缺陷，从而降低 了铜的导热性、导电性和抗拉强度，严重时会造成上 引过程中铸杆的断裂。因此，在生产低氧及无氧铜杆 时，常采取向铜液中添加精炼剂的方法，有效降低紫杂铜中的杂质含量，从而提高产品的综合性能。

我国紫杂铜原料的来源非常广泛，主要包括折旧的电机、变压器和电线电缆等，这些原料中铜的纯度较高，其杂质主要是表面的夹杂物；另外，还包括加工铜件，如油管、换热器铜管、铜板带边角料、铸件以及高铜合金等，这些材料在外观上与纯铜接近，其杂质种类相对复杂且含量较高。紫杂铜中的杂质元素主要有O、S、P、Bi、Fe、Pb、Sn、Ni、Zn等，其中 Fe、Ni、Pb去除困难较大。通常，可将紫杂铜熔体中的杂质分为可溶解的气体、金属、非金属及不熔的固体夹杂物。其中，不熔的固体夹杂物可通过熔炼时撇渣除去，但可溶解的气体、金属和非金属夹杂必须通过使用精炼剂才能加以去除。当利用紫杂铜再生技术生产低氧、无氧铜杆时，关键是要解决脱氧和去除其他杂质的问题。

1、特种紫杂铜（简称紫杂铜）的规格要求。直径在1毫米或以上，不酸有或附有其他金属和油漆等杂质的电铜线、界形线（不分长短）和废弹带铜及未使用过的电解铜（包括整块或剪成小方块的电解铜和阴极板上掉下来的大铜粒）等。

2、一般紫杂铜（简称紫杂铜）的规格要求。直径在0.3毫米或以上的铜线和异形线，允许镀有铜和油漆及焊接头，但不允许有布、纱、橡胶、塑料、玻璃纤维等绝缘物资；废旧紫铜板、管、棒、皮和紫铜器皿、用具、机体、锭块、紫铜币、丝布（单根直径在0.3毫米或以上）以及使用过的电解铜。

随着国民经济的迅速发展，我国对铜及铜合金产品的需求日益增加。目前，我国已成为全球最大的铜消费国，铜消费量为全球的40%。但是，我国的铜矿资源十分稀缺，铜资源储量只占全球的5%，必须依靠进口铜精矿和电解铜、铜材和废铜等途径获取金属铜， 其成本相对较高。其实，铜是一种再生性能较好的金 属材料，改进和提高废铜的再生利用技术是缓解铜资源匮乏的有效途径。

紫杂铜的主要杂质是铅和锡，其含量一般都为0.5%左右，此外还含有少量锌和铝。这些杂质主要是以镀层，焊接和连接的金属形态混入。其精炼过程也是由装料、熔化、氧化、还原和浇铸五个阶段组成。氧化时需要加石英熔剂造渣1~2次才能将铅和锡除去到要求程度。

铜粉的生产方法有电解法、喷雾法、氧化还原法及其它方法。针对铜粉的应用特性和要求，选择不同的生产方法，原料可以选用电解铜或特紫铜或紫杂铜1#或紫杂铜2#，直接利用紫杂铜生产铜粉利润空间相对大些。

电解法生产铜粉，该法可以生产性能极佳的高纯粉末，其中包括铜、铁、银以及锡、铬、铍、锑、镉和铅。它的生产涉及许多变量的控制和处理。该法生产的铜粉得到了最广泛的应用，电解法生产铜的流程如下图《工艺流程》所示。

电解法生产铜粉是按照电解精炼铜的同一电化学原理进行的，可是要改变沉积条件以生成粉末或海绵状的沉积物时，要求电解液的铜离子浓度低和酸含量高以及阴极电流密度大。虽然以上条件下可生成海绵状的沉积物，但要生产符合工业需要的粉末仍需控制其它变量。其它的变量因素有添加剂的数量和种类，电解液的温度和循环速率，阴极的尺寸和形式、电极间距以及刷下沉积物的时间间隔等。 2100433B

1号紫杂铜包括干净的、无合金、无涂层的加工下脚料、导电板以及直径大于1。6毫米的铜线，材料中允许带有洁净的铜管和其它纯铜块状料，含铜量为98%（最小含铜量大于96%）。不得有焚烧过的脆质铜线。

2号紫杂铜包括混杂纯铜废料，不含铜合金，含铜量为96%（最小含量94%）。不得含有过多的铅和锡、焊接过的废铜、过多的油、钢铁、非金属废料、带非铜接头的铜管或带有残渣的铜管、烧过的或有绝缘性的铜线、毛丝、焚烧后的脆质铜线、泥土等。

紫杂铜精炼剂主要包括单一组分精炼剂与复合精炼剂。目前，国内使用的单一组分精炼剂主要包括锂、镁、硼、磷、稀土等，产品的含氧量可达30×10^-6以下，电导率可达99%IACS。为了提高精炼剂的脱氧作用，一般以中间合金的形式加入到紫杂铜中。锂是一种很强的脱氧剂，并且多余的锂不会影响铜的导电性，但锂的价格昂贵，且化学性质太活泼，不易储存和使用。镁也是一种很强的脱氧剂，对铜的导电和导热性能影响较小，但其脱氧产物为黏性夹杂，在铜液中难以去除。硼是一种较强的脱氧剂，脱氧能力仅次于镁和锂，在铜液中会和Cu2O发生反应，生成熔点较低、密度较小的2Cu₂O·B₂O₃，浮于熔体表面而被除去，且残余的硼对铜的导电性能影响很小，因此硼是生产高质量低氧或无氧铜杆时常用的脱氧剂。铜磷中间合金是工厂中应用最多、成本较低的脱氧剂，使用时一般是以Cu-P合金（含磷8%～15%）加入，反应后将生成气态的P₂O₅直接从铜液中溢出；此外，P₂O₅还能与铜液中的Cu₂O作用生成偏磷酸铜进入熔渣。但报道指出磷的脱氧能力一般，使用时需要加入过量的磷才能起到较好的脱氧效果，多余的磷残留在铜液中，会严重降低铜的导电率。稀土元素有很强的化学活性，在铜熔体中加入的稀土可以与氧、硫等杂质反应，有效地起到脱氧、脱硫、脱氢以及去除其他杂质的作用，能显著提高铜产品的质量。另外，欧美日等发达国家常用的脱氧剂有锂、磷和硼化钙等，其产品含氧量可以降到10×10^-6以下，导电率可以达到100%IACS。

鼓励自主创新研发紫杂铜再生精炼技术和设备，积极引进和消化吸收国外先进技术，形成具有我国特色的紫杂铜再生精炼技术体系并进行产业化推广，建设若干重点示范工程，逐步在全行业推广示范工程的成果及经验，提升行业整体技术水平。以示范工程推动紫杂铜再生精炼产业节能减排发展和循环产业链建设，促进产业结构优化升级。 2100433B