專利名稱：從銅-鋼背雙金屬廢料中濕法回收銅的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種從銅-鋼背雙金屬廢料中回收金屬銅的新方法，利用氨浸法和銅 氨溶液直接電解提取回收金屬銅，屬于金屬二次資源回收技術領域。
背景技術：
銅-鋼背雙金屬材料是指在鋼的表面覆蓋一層銅合金的一種復合材料，它主要以 低碳冷軋鋼作為鋼基體，采用粉末冶金法、軋制法和澆注等方法將銅合金復合到鋼基上作 為減磨及耐磨合金表面層，它是以自潤滑材料的研究為背景開發(fā)的。銅-鋼背雙金屬作為 一種高新技術材料，其工作面是銅合金，非工作面是鋼，既有銅合金的性能，又具有鋼材的 性能，因此使零件的綜合性能大大提高。由于銅-鋼背雙金屬材料兼有鋼和銅合金的優(yōu)點， 因而被用來制造滑動軸承、滑塊、滑道等機械零件，廣泛應用于汽車、工程機械、船舶和農業(yè) 機械等領域。
由于銅-鋼背雙金屬機械零件通常在使用一定年限后必須更換以保證機器安全 可靠地運行，因此每年都會產生大量銅-鋼背雙金屬廢料，對這類廢料經濟、環(huán)保地進行再 生回收處理，可緩解資源和環(huán)境的壓力，符合國家倡導的大力開展循環(huán)經濟的政策，同時具 有明顯的經濟價值和社會效益。
對于銅含量相對較高的銅-鋼背雙金屬廢料，目前工業(yè)上大多根據(jù)銅熔點比鐵熔 點低的性質采用優(yōu)先熔化法來加以分離得到鋼和銅。但是熔化法對于鋼鐵材料的損耗十 分嚴重，并且熔煉過程對環(huán)境造成很大的污染。本發(fā)明通過濕法冶金方法首先對廢料進行 氨浸處理，將銅全部轉入溶液中，而鐵不會溶解從而實現(xiàn)銅-鋼分離，得到的廢鋼可作為鋼 鐵廠的生產原料。含銅浸出液通過電解參數(shù)的調節(jié)以及添加劑的控制，可以直接電解提取 得到電解銅，而且電解后的電解殘液經適當處理后可返回作為銅-鋼背雙金屬廢料的浸出 劑，整個回收利用過程無任何廢液和廢渣的排出，回收成本低，銅鋼分離回收工藝簡單。發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種從銅-鋼背雙金屬廢料中回收金屬銅的方法。本發(fā)明 采用浸出-電解法，將鋼和銅分離，并得到電解銅，簡化了回收工藝，提高了金屬回收率。
為達到上述目的，本發(fā)明采用下述技術方案本發(fā)明采用浸出-電解提取法，對銅-鋼背雙金屬廢料進行回收處理，分別得到再生鋼 和電解銅。其工藝是用銅氨溶液作為浸出劑浸出廢料，銅可全部轉入溶液，而鋼不溶解，取 出鋼清洗后可得到再生鋼；浸出液加入添加劑并調節(jié)PH值后進行電解提取，在陰極可得到 電解銅；電解提取后的電解液經處理后可返回作為開始工序的浸出液。
本發(fā)明是一種從銅-鋼背雙金屬廢料中濕法回收銅的方法，其特征在于該方法具 有以下的工藝過程和步驟a.金屬廢料的預處理將銅-鋼背雙金屬廢料用除油劑除去表面的殘存油漬；b.配制由硫酸四氨合銅-氨水-硫酸銨組成的浸出液將硫酸銅溶于水中，然后加入過量氨水配成銅氨溶液，銅氨的摩爾比為Cu2+ NH3=I 5-1 7，再加入一定量的 硫酸銨，得到用于浸出金屬廢料的浸出液，浸出液的組成為Cu2+濃度0. 8-1.2mol/L, (NH4)2SO4 濃度0· 5—1. Omol/L ；c.金屬廢料的浸出用前述的浸出液浸泡已經過除油處理過的金屬廢料，浸出溫度為 40 60°C，浸出時通入適量空氣；d.銅的電解提取待廢料中的銅全部轉入溶液后，取出廢鋼；在浸出液中加入添加 齊U，添加劑為明膠、硫脲和β-萘酚中的任一種，添加劑量為20— 50mg/L ；溶液的pH值控制 在9 11之間，以此作為電解液進行電解提取銅；陰極采用不銹鋼，陽極采用石墨，同名極 距6cm ；電解液溫度控制為30— 50°C，槽電壓為2. 5—3. 3V，電流密度為250— 350A/m2 ；e.浸出液的再生待電解液中Cu2+濃度還剩0.3—0. 5 mol/L左右時，停止電解，取 出陰極，將銅剝離陰極并在稀硫酸中清洗、晾干，得到回收的電解銅；此電解銅純度可達 99. 95%，電解殘液加入適量氨水后可作為下一批金屬廢料循環(huán)回收使用的浸出液。
本發(fā)明的特點和優(yōu)點如下所述1、采用氨浸法將金屬銅轉入溶液，而鐵不會溶解從而實現(xiàn)銅鐵分離，直接得到再生鋼；2、對含銅浸出液直接進行電解提取，得到電解銅，省略了復雜的萃取過程；3、提銅后的電解殘液經適當處理后，可返回繼續(xù)作為廢料的浸出劑，因此整個再生利 用過程無任何廢液和廢渣的排出。
因此，采用本發(fā)明進行銅-鋼背雙金屬廢料的再生回收處理，具有對環(huán)境友好、操 作成本低和流程短的優(yōu)點。
具體實施方式
現(xiàn)將本發(fā)明的具體實施例敘述于后。
實施例1(1)將銅-鋼背雙金屬廢料用除油劑除去表面的殘存油漬；(2)將一定量硫酸銅溶于水中，然后按照Cu2+ NH3=I 7的比例加入氨水配成銅氨溶 液，再加入一定量的硫酸銨，得到Cu2+濃度為1. 2mol/L, (NH4)2SO4濃度為1. Omol/L的浸出 液；(3)將除油后的金屬廢料置于浸出液中，浸出過程中通入適量空氣，浸出溫度為40°C， 浸出結束后取出剩下的廢鋼，浸出液適當處理后作為下道工序的電解液；(4)在上述浸出液中按照20mg/L的濃度加入明膠，混合充分后作為電解液置于電解槽 中，調節(jié)溶液PH值為9 11之間，陰極采用不銹鋼，陽極采用石墨，同名極距6cm，電解液溫 度控制為50°C，槽電壓2. 5V以及電流密度250A/m2左右進行電解；(5)待電解液中Cu2+濃度還剩0.5 mol/L左右時，停止電解，取出陰極，將銅剝離陰極 并在稀硫酸中清洗再晾干；(6)電解殘液補充一定量的氨水后即可作為下一批金屬廢料的浸出劑，進行浸出一電 解提取一電解殘液再生為浸出劑的循環(huán)過程。
經上述回收處理工藝后，可將鋼和銅完全分離，分別得到再生鋼和純度為99. 95% 的電解銅，電解提取時電耗為每噸電解銅3500度左右。
實施例2(1)將金屬廢料用除油劑除去表面的殘存油漬；(2)按照Cu2+ NH3=I 6的比例將氨水加入到硫酸銅溶液中，再加入一定量的硫酸 銨，得到Cu2+濃度為1. Omol/L, (NH4)2SO4濃度為0. 8mol/L的浸出液；(3)將除油后的金屬廢料置于浸出液中，浸出過程中通入適量空氣，浸出溫度為50°C， 浸出結束后取出剩下的廢鋼，浸出液適當處理后作為下道工序的電解液；(4)在上述浸出液中加入含量為50mg/L的硫脲，混合充分后作為電解液置于電解槽 中，調節(jié)溶液PH值為9 11之間，陰極采用不銹鋼，陽極采用石墨，同名極距6cm，電解液溫 度控制為40°C，槽電壓3. OV以及電流密度300A/m2左右進行電解；(5)待電解液中Cu2+濃度還剩0.4 mol/L左右時，停止電解，取出陰極，將銅剝離陰極 并在稀硫酸中清洗再晾干；(6)電解殘液補充一定量的氨水后可作為下一批金屬廢料的浸出劑，進行浸出一電解 提取一電解殘液再生為浸出劑的循環(huán)過程。
經上述回收處理工藝后，可將鋼和銅完全分離，分別得到再生鋼和純度為99. 95% 的電解銅，電解提取時電耗為每噸電解銅4000度左右。
實施例3(1)將金屬廢料用除油劑除去表面的殘存油漬；(2)按照Cu2+ NH3=I 5的比例將氨水加入到硫酸銅溶液中，再加入一定量的硫酸 銨，得到Cu2+濃度為0. 8mol/L, (NH4)2SO4濃度為0. 5mol/L的浸出液；(3)將除油后的金屬廢料置于浸出液中，浸出過程中通入適量空氣，浸出溫度為60°C， 浸出結束后取出剩下的廢鋼，浸出液適當處理后作為下道工序的電解液；(4)在上述浸出液中加入含量為30mg/L的β-萘酚，混合充分后作為電解液置于電解 槽中，調節(jié)溶液PH值為9 11之間，陰極采用不銹鋼，陽極采用石墨，同名極距6cm，電解液 溫度控制為30°C，槽電壓3. . 3V以及電流密度350A/m2左右進行電解；(5)待電解液中Cu2+濃度還剩0.3 mol/L左右時，停止電解，取出陰極，將銅剝離陰極 并在稀硫酸中清洗再晾干；(6)電解殘液補充一定量的氨水后可作為下一批金屬廢料的浸出劑，進行浸出一電解 提取一電解殘液再生為浸出劑的循環(huán)過程。
經上述回收處理工藝后，可將鋼和銅完全分離，分別得到再生鋼和純度為99. 95% 的電解銅，電解提取時電耗為每噸電解銅4200度左右。
權利要求
1. 一種從銅-鋼背雙金屬廢料中濕法回收銅的方法，其特征在于該方法具有以下的工 藝過程和步驟a.金屬廢料的預處理將銅-鋼背雙金屬廢料用除油劑除去表面的殘存油漬；b.配制由硫酸四氨合銅-氨水-硫酸銨組成的浸出液將硫酸銅溶于水中，然后加 入過量氨水配成銅氨溶液，銅氨的摩爾比為Cu2+ NH3=I 5-1 7，再加入一定量的 硫酸銨，得到用于浸出金屬廢料的浸出液，浸出液的組成為Cu2+濃度0. 8-1.2mol/L, (NH4)2SO4 濃度0· 5—1. Omol/L ；c.金屬廢料的浸出用前述的浸出液浸泡已經過除油處理過的金屬廢料，浸出溫度為 40 60°C，浸出時通入適量空氣；d.銅的電解提取待廢料中的銅全部轉入溶液后，取出廢鋼；在浸出液中加入添加 齊U，添加劑為明膠、硫脲和β-萘酚中的任一種，添加劑量為20— 50mg/L ；溶液的pH值控制 在9 11之間，以此作為電解液進行電解提取銅；陰極采用不銹鋼，陽極采用石墨，同名極 距6cm ；電解液溫度控制為30— 50°C，槽電壓為2. 5—3. 3V，電流密度為250— 350A/m2 ；e.浸出液的再生待電解液中Cu2+濃度還剩0.3—0. 5 mol/L左右時，停止電解，取 出陰極，將銅剝離陰極并在稀硫酸中清洗、晾干，得到回收的電解銅；此電解銅純度可達 99. 95%，電解殘液加入適量氨水后可作為下一批金屬廢料循環(huán)回收使用的浸出液。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種從銅-鋼背雙金屬廢料中濕法回收金屬銅的方法，屬于金屬二次資源回收技術領域。其方法是配制Cu2+濃度為0.8—1.2mol/L、(NH4)2SO4濃度為0.5—1.0mol/L、Cu2+∶NH3的摩爾比為1∶5—1∶7的浸出液浸泡廢料，浸出溫度為40～60℃，浸出時通入適量空氣；當廢料中的銅全部轉入溶液后，取出廢鋼，得到再生鋼。在浸出液中加入適當?shù)奶砑觿┎⒊浞只旌?，調節(jié)溶液的pH值配制成電解液進行電解提取銅，電解液的pH值控制在9～11之間，電解溫度控制為30—50℃，槽電壓為2.5—3.3V，電流密度為250—350A/m2，在此條件下電解可得到純度為99.95%的電解銅。本發(fā)明方法與火法回收相比，具有金屬收率高，污染少，工藝簡單的優(yōu)點。
文檔編號C25C1/12GK102041392SQ20101061707
公開日2011年5月4日 申請日期2010年12月31日 優(yōu)先權日2010年12月31日
發(fā)明者劉國永, 畢鵬飛, 談定生 申請人:上海大學