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废铜回收之铜的发展历程以及未来趋势

2019-11-29 15:26:53      点击:
铜的发展历程以及未来趋势
 
1、开采和矿物处理:美国早期的铜业生产主要集中中美国西部(arizona,Utah,NewMexico,Montana,andalaska),当时的铜为生产仅限于开采丰富的含铜矿物。十九世纪末期浮选法的引进可以让人们从低质的斑状矿石中提取铜和其他金属(包括金和银)。在二十世纪八十年代中期,有一个采矿厂引进了一种巨大的、效率很高的运输系统。
 
2.闪速熔炼:不断改善的电镀和熔炼技术已经成功地进步了冶炼厂的生产力和生产率,同时还越来越适应比较苛刻的环境限制了。
 
3.电解精炼:在过往的十年里,很多精炼厂都利用电解精炼法用传统的铜代替了由不锈钢或钛制成的始极片。沉积铜通过用截切机或用气喷净法挠曲与不锈钢或钛始极片分离。由于在电解槽里引进了正、负极电的自动处理技术,因此也节约了大量的人力劳动。
 
4.溶剂提取:传统的硫化矿一般都需要经过研磨、熔炼和精炼。溶剂的提取需以较低的价格来加工低质的氧化物矿。在第一阶段(滤取阶段),酸性废物(稀硫酸)由摆动台、滴灌设备或洒水车(报雨鸟)被分布在六十英尺高的矿物堆层上,当它渗透时,它可以通过溶解的铜堆而过滤出往。这些含铜的水及充溢的过滤溶液都是从矿物堆底部流出,然后再注进一个综合水池里,从这个综合水池里,它又被抽到溶液提炼厂。这种充溢的过滤溶液然后再与专门用来提炼铜的、含有一种有机化学物的煤油溶液相混合。这种含有铜的有机物质,也叫有机负载物,然后再与一种叫做电解液或含水溶液的含铜硫酸相混合。在混合和沉淀的过程中,铜被从有机溶液转换到含水溶液中,经过过滤然后再抽到使用电解冶金法的电解室里。
 
5.电解冶金法:在电解冶金的过程中,就象在电精制的过程中一样,从电解液中提取的铜要储存七天,然后再放置到铜负极始极片或不锈钢母片。正电极是由铅制成的。十天以后,每个原来大约重达1.7bs(7.7克的铜始极片都变成了铜质的、重量达200bs(90.8克的负电极。所产生的电解铜负极符合aSTMB115的要求,关于电解负极铜以及电精铜的具体规格在世界金属交易市场上都有交易。
 
6.铜的活动:这儿展示了铜多铜矿厂或回收的金属碎屑堆一直到终端市场的整个活动过程。在轧铜厂的运作过程中,同时还引进了诸如锌、铅、锡和镍这样的合金属,它们都符合aSTM的规定,并遵守B-2委员会的法定程序。
 
7.不断的铸造:或许在过往的这一百年里铜行业中唯一重要的革新,从贸易和技术的角度讲,都是连续性钢丝棒技术的引进。用这种方法生产的棒是电线和电缆产业最基本的原料来源。在生产技术方面的变化是相当大的,从而导致世界范围内用连续性线锭产品来代替传统的250-1b(113.5-kg)的钢丝棒。连续性的铸造可使线圈的重量达到10,000-1b(4,540-kg).在线圈的尺寸由做它使用的250-1b线锭确定之前,线圈的尺寸只由处理设备的容量来限定。钢丝棒厂收到的负电极产品与不断铸造的那部分基本是相等的,其量由1987年的250万磅增加到1996年将近350万磅。连续铸造钢丝棒符合aSTMB49的规格要求,这是电力上所用的热卷铜回火棒的规格标准。连续性或半连续性铸造同时也用来生产铸造块,以便来将其再生产成盘状、片状、条状产品,或是将其生产成连续性铸造块,从而再将其锯成坯锭,成为生产管子、导管和钢棒的过渡产品。
 
8.技术革新的产品:越来越多的生产厂商已经将其多合金、多产品的生产线转化成为有合金数目限制的单一产品生产线。比如:管道产品、条状产品和棒状产品,这些产品的生产都是源于加工技术的改进。
 
9.分析控制:精炼厂和轧铜厂都从分析配置中获益,这种装置可以快速确定保温炉中融化金属的化学成分,并在铸造之前进杂物控制。
 
10、无缝钢管:在生产管道用、冷躲用、医用空气用、自然气用和液化石油汽用的无缝钢管方面的进步使得铜变成了住宅、贸易和产业建筑使用的首选材料。从历史的角度讲,无缝铜管生产首先是通过穿刺过程将一个固体坯锭变成一个空壳。具有薄墙厚度的挤压壳是在二十世纪50年代引进市场的,当时已有了大型的挤压机,这种挤压机具有更高的挤压速度。此外,这些外壳还适合于冷拉机上的冷拉以及比过往冷拉工作台上更大单位重量的辊箱式拉丝卷筒上的冷拉。在冷拉机设计中的一个主要的进展是旋转器或连续块在拨管上的广泛应用,这一原理是从线材产业上发展而来的。高速联合机根据一定的尺寸将管道清理、拉直、检测、标记以及切割,随后再将此产品转由捆扎设备依据严格的尺寸进行处理,或者是将产品重绕,其目的就是为了软线使用者能对其进行退火处理。在aSTMB88中的不规则管壁厚度以及无缝铜水管的规格在几年前都转变成了0%。人们现在正在深进的工程评估的基础之上对其进行重新研究。作为空调应用的无缝管越来越是通过Schumag程序生产的,期间,需要用一个碳化浮塞来进行一次直穿。这一程序用高度的留意力改善了对管壁厚度的控制。作为医用和自然气或LP汽应用的管道要求有很高的内表面清洁度。这一要求是通过以下过程来实现的:将管子浸进到含有适当的化学清洁机中,然后通过用B819规定中的程序来检测管状产品,这些规定是专门适用于医用空气无缝铜管,B837,自然气和液化石油汽燃料分配系统的无缝铜管.
 
11.焊接管:在二十世纪60年代,用条铜而不用填充金属生产的焊接铜和铜合金变得相当地贸易化.支出卷中的条铜在接下来的几个步骤里被整成管子外形,然后再用几个可选方法之一来将其焊接.其主要的规格是:aSTM447,焊接铜管和aSTMB543以及铜和铜合金热交换管.主要的优点有:有机会来利用多余的轧铜条容量,可生产有选择的管道长度而不会有任何金属浪费,可生产适用于冷却和空调的长型的绕线线圈,在汽油和石油生产线里还有其他用途,较紧的管壁厚度也是另外一个优点.在住宅中,焊接黄铜管在展设管道,下水管道,建筑中以及在生产床头板,踏脚板和路灯柱中的应用呈现缓慢而稳定的增长.
 
增强的管道表面:经过修改的aSTMB359规格,即时对于带有集成散热片的铜和铜合金无缝冷凝器和热交换器管道的规格,是专门为高级表面式冷凝器和其他专业的空调设备设计生产的.一个关于应用焊接管道板的类似规格也在酝酿之中.这样的管道有它自己的内表面或外表面,或两都有,通过一种冷成形法生产一种整体得到增强的表面,从而改善与核酸盐相关的热转换.根据1995年的门罗协议,推动这一发展实际是对世界范围内象R11和R12这些特定的破坏嗅氧层制冷剂生产的否定.用来替换的制冷剂是R134和R123,固然没有显示出什么破坏性行为,但是从热力学的角度讲,并没不十分有效;因此我们需要具有更高热交换特征的管道.
 
13.盘状、片状和条状产品:这些产品最初是以直接的冷硬铸造块出现的,其大小从一开始的7,0001bs增加到了现在的55,0001bs(3,200kg到25,000kg)。由于生产了大型的线圈,因而金属质量和生产效率都得到了进步。关于条铜宽度限制的精密设定、毛边设定自由以及其他一些改善都已基本达到标准化。还有一种条状退火炉已经被引进到了生产运作过程中了,它可以提供高级的粒度控制、降低了需求、与过往罩式退火炉相比还节约了工厂的面积。在国内的生产厂中,轧制工序已经很大程度上替换了拉拨工序,从而进步了产品质量和生产效率。在二战期间,美国铜行业向曼哈顿项目做了一个一不太着名的贡献。在Tenn,OakRidge,对铀235的提炼设施中非常紧迫地需要一种铜母线。由于所有的铜都要用于战争,因此这就需要一种具有类似导电性的原料。(银的导电性是104%IaCS,而铜的寻电性则是100%IaCS,因此银就成了一个相当适合的替换原料。)大约有七亿金衡盎司的纯铜(相当于今天的aSTMB413,这是对精炼银的规定)都是从美国财政部借来,然后再运送到位于N.J.Carteret的美国金属精炼公司(USMR),在那儿经过再熔化,然后铸造成纯银线锭。这些线锭然后再运送到位于N.J.的PhelpsDodge;sElizabeth,将这些设备轧压成母线(相当于今天对于铜棒、母线、棒所做的aSTMB187规定)。在二十世纪70年代末,银制母线从服务项目上撤除掉,被转回到USMR来进行熔化、精炼,并铸造成有1000金衡盎司重的铸块,再返回到财政部。
 
14.铜棒:黄铜条和黄铜棒产业,在1996年生产了将近110万磅的黄铜条和黄铜棒,现在这一行业已经引进了一种大型质量挤压坏锭的半连续铸造法,同时还将挤压机的容量从2000吨进步到了6000吨。这就消除了挤压法中的缺陷,并使得能够以更高的生产效率生产出大型的线圈,而生产效率的进步,假如与得到改善的矫正设备相结合的话,就可以生产出供多轴螺丝机使用的更高级的产品。
 
15.铜线:用于拉模的自然钻石从很大程度上讲已经被多晶的人工钻石代替了。不断增强的拉模设计通过极大地减少表面的氧化物而改善表面状况的,同时还获得了较高的机械性能。多线拉丝机现在非常地普遍,同时还配有高级尽缘漆,因而适合于高温导电的应用范围。在磁线应用中,也由于它的温度能力已得到了进步,所以马达的尺寸可以缩小。
 
16.主要市场:现在各种各样的铜合金存在于无数的应用当中,在这些应用中,它们以其独特的特性成为商家的首选材料。下面就是一些主要的市场用途先容:
 
1)住宅线和其他线产品:住宅线在美国事最大的铜消费市场。在1997年,铜的使用量大约是14亿1bs,占所有运送的铜金属量的16.9%.在线缆业中第二大铜市场是磁线,约有7亿1bs。它主要用于马达、发电机和变压器,约占所有运送的铜线产品的