摘要:分别对铜的氧化皮、酸液中的铜离子、精刷水中的铜泥及铜粉进行取样分析，发现这3个工序有大量铜资源可回收利用弓对这些含铜的资源进行化学处理，使之转变为铜离子，继而进行电解处理，得到阴极铜弓分析结果表明，铜加工过程中的铜资源具有可回收性，且具有优异的经济效益。

                                                                                    再生资源回收,废金属回收,塑料回收,资源回收,废品回收,

    铜板带是铜加工行业中壁垒最高的领域之一。铜板带的应用主要集中在电子、电气、通信、仪器仪表、交通运输及机械制造等领域。铜及铜合金板带材生产工艺通常为大规格铸锭一热轧开坯一铣面一

冷粗轧一退火一清洗一冷精轧一退火一清洗一分条一包装。目前，大规格铸锭热轧开坯存在工序多、流程长以及生产成本高等问题。

    废旧铜资源回收再利用符合国家产业政策，对于节约自然资源、减少环境污染、推动循环经济发展具有重要意义，具有良好的经济效益和社会效益本文设计一套铜资源回收利用工艺，通过工艺试验，

论证铜加工过程中铜资源回收利用的可行性，并测算其经济效益。

工艺过程铜资源分析

1.1铜的氧化皮

    氧化皮主要为铜的氧化物及炭化物，呈典型黑灰色泽，表面呈现不均匀的片层状剥落特征。经热轧机械应力作用后，脱落物以0.1一3.0  mm粒径的脆性块状粉末形式存在，堆积体具有明显的棱角特征，

触感粗糙且存在磨蚀性。

1.2酸液中的铜离子

    随着酸液的持续使用，酸液中的铜离子含量呈指数型增长趋势。新配制酸液中的初始铜离子浓度低于50 mg/L，连续生产72 h后，铜离子浓度可攀升至800一 1 200 m到L，部分工况下甚至达到2 000 mg/L

1.3精刷水中的铜泥及铜粉

    双面铣、厚带洗精刷环节会研磨掉铜带表面的一层铜，形成大量铜粉、铜泥，因其大部分形态过于细微，利用常规方法不便收集与处理，基本都随精刷水排放出去[o-}}。目前，该工艺不仅会造成铜的直接损耗，还会增加处理费用。

    经测算，精刷水铜粉铜泥含量为1.2 g/L，精刷水体积约8 000 L，每天换水两次，每个月随精刷水排走的铜粉铜泥约为576 kg}

2铜资源回收工艺

2.1铜的氧化皮回收工艺

    含铜废料(氧化皮)中的铜氧化物(氧化铜、氧化亚铜)可与稀硫酸发生化学反应，其反应的方程式为

    CuO+HZSOQ一CuS04+HZO(1)

    CuZO+HZSOQ一Cu+CuS04+HZO(2)

    因此，可将含铜废料(氧化皮)中的含铜氧化物通过化学反应变成含铜酸液，做电解回收铜处理。含铜废料(氧化皮)中的金属铜在金属活动顺序表中排在氢后，无法置换出HZ，并且稀硫酸没有氧化性，

不能氧化铜，因此在反应结束后，可将固体不溶物(金属铜粉)压滤制成电解装置中的阳极板，纯铜制成薄片作为阴极，以硫酸和硫酸铜的混合液作为电解液。通电后，铜从阳极溶解成铜离子(CuZ+)向阴极移动，到达阴极后获得电子而在阴极析出纯铜(也称为电解铜)。粗铜中比铜活泼的铁、锌等杂质会随铜一起溶解为ZnZ+和Fe;+。这些杂质离子与铜离子相比不易析出，所以电解时只要适当调节电位差即可避免这些离子在阴极上析出。比铜不活泼的杂质沉积在电解槽的底部，如金和银等。

2.1.1工艺流程

    第一，含铜废料(氧化皮)预处理。收集热轧过程中产生的含铜废料(氧化皮)，通过物理方法除去氧化皮表面的灰尘及油污等杂质，将经过处理后的氧化皮粉末进行压滤，制成坯料。

    第二，硫酸浸取。将坯料、浸出剂与稀硫酸按照一定比例投人浸出器中，开启搅拌，含铜废料(氧化皮)料坯中的含铜氧化物与稀硫酸发生化学反应，转变为硫酸铜溶液。金属铜粉不与稀硫酸反应，变成

固体不溶物。将硫酸铜溶液经过滤系统除去杂质，泵人储酸罐中待用，测定硫酸铜含量。

    第三，液固分离。含铜废料(氧化皮)经过稀硫酸浸取后，通过真空抽滤对硫酸铜溶液与固体不溶物进行固液分离，所得滤渣经过稀硫酸洗涤数次，将最终滤渣进行压滤制备阳极电解板。经过上述处理，

收集含铜废料(氧化皮)中的铜，回收率大于90oIo

    第四，电沉积处理。将储酸罐中的硫酸铜溶液泵人电解槽中，粗铜阳极板插人电解槽中，进行电解处理，最终硫酸铜溶液及粗铜阳极中的铜转变为电解铜在阴极析出。

    第五，后处理系统。将电解所得电解铜转人漂洗系统中，除去电解铜表面残留的酸液后，即得到阴极铜产品。将电解后的酸液排人酸液处理系统，经过酸液处理系统后，若电解后的酸液达标，回收利用;

若电解后酸液不达标，可以用来中和废脱脂液或排人污水处理系统。

2.1.2试验数据

    在现场不同位置进行含铜废料(氧化皮)取样，通过试验模拟含铜废料(氧化皮)回收工艺，铜的氧化物与稀硫酸完全反应。铜单质不溶于稀硫酸，另行处理。通过试验数据可知，铜氧化物中铜的回收率较高，且获得的铜能达到阴极铜标准。

2.2酸液中的铜离子回收工艺

    酸液中主要存在H+,  Cuz+,  Fez+,  Fe3+等阳离子和S0z4等阴离子，当电流通过电解质溶液时，阳离子向阴极迁移，并在阴极上产生还原反应，使金属沉积。阴离子向阳极迁移并在阳极上产生氧化反应，放出电子而氧化。在电解槽中，阳极一般采用铅板制成，阴极一般采用纯铜薄片制成。

2.2.1工艺流程

    第一，废酸储运。收集生产线中达到换液标准的废酸，集中放置于储酸槽或储酸罐中。

    第二，电沉积处理。将储酸罐中的硫酸铜溶液泵人电解槽中，进行电解处理，最终硫酸铜溶液及粗铜阳极中的铜转变为电解铜在阴极析出。

    第三，后处理系统。将电解所得电解铜转人电解铜漂洗系统，除去产品表面的残留酸液，即得阴极铜产品。将电解后的酸液排人酸液处理系统，经过酸液处理系统后若电解后的酸液达标，回收利用;若电

解后酸液不达标，可以用来中和废脱脂液或排人污水处理系统。

2.2.2试验数据

    对现场正常使用的含铜酸液进行电解处理，回收铜。铜离子在较低浓度情况下，依旧有良好的回收率和铜纯度。在整个含铜资源回收系统中，废酸液主要用来处理含铜氧化皮及双面铣、厚带洗精刷水中的

铜粉、铜泥。因此，在最终电解过程中，酸液中的铜离子含量远大于正常在用酸液中的铜离子含量，其电解效率会进一步提高。

2.3精刷水中的铜粉、铜泥回收工艺

2.3.1工艺原理

    在酸性溶液中，双氧水能氧化铜，故将离心所得铜粉加人酸洗水、双氧水，并且过滤除去杂质，变成含铜酸液，对含铜酸液进行电解处理回收铜。离心所得铜粉中的杂质，比铜活泼的铁和锌等会随铜一起

溶解为离子(ZnZ+和Fe3+Fe。这些离子与铜离子相比不易析出，会继续留着在溶液中，最后在污水处理环节处理掉。

2.3.2工艺设计

    双面铣、厚带洗精刷水中的铜粉先通过离心机和高精度过滤带进行在线收集，之后再通过废酸转化为铜离子，电解回收为高纯度阴极铜。

2.3.3试验数据

    精刷水中的铜粉也可以按照酸液电解试验进行处理，具有回收率高、铜纯度高的优点。

3效益分析

    按照月产30 t阴极铜计算，运行成本如表1所示。经计算，电解铜的收益远大于运行成本。

4结论

    本研究分析了铜加工过程中的各种工艺，并进行了效益分析。研究表明，铜加工过程中的铜资源可以有效回收，并且具有较高的经济价值。