CN103106986B

CN103106986B - 从废旧电机绕组中回收铜的方法

Info

Publication number: CN103106986B
Application number: CN2013100621036A
Authority: CN
Inventors: 唐国平
Original assignee: XIANGTAN HUAXIA WIRE AND CABLE CO Ltd
Current assignee: XIANGTAN HUAXIA WIRE AND CABLE CO Ltd
Priority date: 2013-02-28
Filing date: 2013-02-28
Publication date: 2013-10-16
Anticipated expiration: 2033-02-28
Also published as: CN103106986A

Abstract

本发明涉及一种从废旧电机绕组中回收铜的方法，属于二次资源回收与再利用技术领域。其工艺包括①废旧的电动机解体；②整理加工有漆包线绕组的定子/转子；③从定子/转子上用分离液浸泡分离铁芯和漆包线绕组；④绕组用脱漆剂加机械力脱漆；⑤熔铸锭；⑥检验入库步骤。本发明通过几种物理和化学方法相结合，实现从废旧电机绕组中回收铜及资源化，克服了现有技术存在的资源化程度低、易造成环境污染、成本高等缺点，具有回收流程短，回收人工成本低，再生铜纯度高的优越性。

Description

从废旧电机绕组中回收铜的方法

技术领域

本发明属于二次资源回收与再利用技术领域：具体涉及从具有漆包膜的铜线即所谓的漆包线特别是卷绕状态的漆包线的回收；即所谓从废旧电机绕组中回收铜的方法。

背景技术

金属铜在电力、机械、电子、电器、兵器等工业中应用十分广泛。但我国一直是铜资源短缺的国家，铜矿山资源贫乏，开采难度大，新发现的资源少，后备储量不足，而且在开发的过程中不可避免地会严重污染环境破坏当地生态系统，因此无论是从保护我国有限的有色金属矿产资源的角度出发，还是从保护资源地的生态环境，实现区域的可持续发展，对中国这个缺铜的铜消费大国具有特别重要的意义。多年以来大量进口铜精矿、精铜、粗铜、铜材及其它铜制品，以弥补铜资源的不足，国产铜精矿占的比例已经很小。从我国资源、能源、环境、财力等多方面综合考虑，规范地回收废铜工业，是发展我国铜工业的一条捷径，完全符合国家可持续发展的战略。

废铜回收工业中，在现有技术中常有家庭电气产品和生产机械中使用废弃电动机，这些电动机是由定子、转子、转子的轴、轴承、作为电动机外壳的端架和机架等组成。定子包括漆包线以预定的电气形式绕制在铁芯上而形成的绕组。为了绕组的绝缘树脂强化和机械的增强的目的，定子通常要进行浸渍处理。而且，对于例如室内空调的风扇电动机等，常使用以提高小型化、静音化、可靠性为目的，把定子埋在树脂内的，所谓密封一体电动机。在此基础上，在吸尘器中使用整流子电动机作为驱动源，在该整流子电动机中，具有整流子的转子侧具有绕组，其也进行浸渍处理。这些废旧的电动机的由漆包线组成的绕组通过浸渍被固化或被埋设在树脂内，因此，难于从绕组的铁芯上实现分离和解体，因而，对作为废弃物回收的电动机的废品处置机构进行经济地资源回收是困难的。一般地，废品处置机构收购上述废弃的电动机卸在河道旁或在焚化炉中燃烧漆包线使绝缘树脂焚化只收集铜线。将收集起来的铜线作为铜材使用。在上述的常规处理方法中，所收集铜线的纯度经燃烧过程而被降低。特别是，在燃烧中，绝缘树脂产生许多C0、S0_x、N0_x、HCl、二恶英等等，危害健康，由此引起空气污染。

因此，考虑使用这样的方法：把树脂浇铸的转子浸渍在强碱分解液中，用强碱来分解树脂浇铸使之崩溃，至少分离绕组和铁芯等电磁部分的金属部件。比如：1998年3月4日中国发明专利申请公开号CN117511lA，公开了一种从绕组回收铜的方法。是把由具有聚酯类和／或聚氨酯类的绝缘膜的漆包线所构成的绕组浸渍在强碱溶液中，接着，除去附着在绕组上的强碱，然后，把绕组进行高频熔解。但是，在该方法中仅适用已经从铁芯上分离的绕组回收铜。而事实上从铁芯内拆解绕组是最困难的问题，因为绕组与铁芯的结合除有树脂浇铸外还有绝缘青稞纸、竹槽楔和扎绳固定，要取得分离的绕组，只有采用人工从铁芯线槽中一根一根挑出，因此回收人工成本高，资源化程度低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种从废旧电机绕组中回收铜的方法，利用该方法可以实现由漆包线构成的绕组上高效地回收纯度高的铜；并且回收流程短，回收人工成本低，资源化程度高。

本发明创造解决其技术问题所采用的技术方案是，一种从废旧电机绕组中回收铜的方法，其工艺包括如下步骤：

①废旧的电动机解体使用切割工具，切开电动机外壳取出绕制有漆包线绕组的定子/转子；

②整理加工有漆包线绕组的定子/转子根据定子/转子的结构形状，切除定子/转子其中一端所露出铁芯的绕组转弯部分，回收绕组转弯部分待处理；

③从定子/转子上分离铁芯和漆包线绕组将②步骤整理加工好的定子/转子浸泡在分离液中，加热保持分离液80-100℃；在盛装分离液容器中放入一至两根20KHz，功率100W的超声波振动棒，每隔1小时振动10分钟，72小时后取出；用机械力夹住定子/转子未切除端所露出铁芯的绕组转弯部分，抽出全部漆包线绕组；

所述的分离液是4M的NaOH溶液和乙醇按体积比4∶1的混合液；

④绕组脱漆将经③步骤分离的漆包线绕组用机械力切断成30—40mm短段，与②步骤回收绕组转弯部分混合，放入带螺旋搅拌桨的容器中，加入脱漆剂全部浸没短段绕组线；开动螺旋搅拌桨连续搅拌，使短段绕组线之间互相摩擦发热，升温，当脱漆剂温度达到70℃时，停止搅拌；待脱漆剂温度自然降到50℃，又开动螺旋搅拌桨连续搅拌；如此反复，直到脱漆剂呈粘土状，且短段绕组线全部露出铜本色，停止脱漆，加兑清水稀释脱漆剂，排放；再次开动螺旋搅拌桨，用清水冲洗残余脱漆剂，至pH值在8.5以下，排放；

所述的脱漆剂是3M的NaOH溶液和香蕉水按体积比3∶1的混合液；

⑤熔铸锭将脱漆后的短段绕组线用常规熔炼炉熔化成铜熔体，为了除去铜中的Fe杂质，往熔池中通风，强烈地搅拌熔池，使Fe高温氧化2至6小时，并同时加入0.005％～0.05％的石英制剂，使氧化铁与其形成硅酸盐炉渣，待炉内搅拌均匀后，静置除渣即可除去了铜中的杂质Fe，最后，铜熔体经浇铸成铜锭；

⑥检验入库。

在本发明中，为了分离铁芯和漆包线绕组，先切除了定子/转子其中一端所露出铁芯的绕组转弯部分，使得分离液很容易从切开的绕组处渗透进入铁芯线槽中，接着分离液借助超声波振动不断地作用具有聚酯类和／或聚氨酯类的绝缘膜的漆包线所构成的绕组，从而使绝缘膜浸透分解而进行劣化和软化。最终实现除去一部分劣化树脂后顺利的将全部漆包线绕组抽出。在得到本发明的漆包线绕组后，虽然漆包线其外侧非常薄，即在其外侧具有例如1-3μm的其它树脂如聚酰胺膜，该膜的致密性分离液也很难浸透分解而进行劣化。为此，本发明采用脱漆剂，加机械力摩擦，使聚酰胺膜化学力和机械力协同作用而擦去脱落。这样，由于经过处理的绕组混入漆包膜残渣较少，保证了在后续的铜熔炼时诱发产生C0、S0_x、N0_x、HCl、二恶英气体和／或产生废渣也较少，就能有效的减少污染，高回收率经济地再生纯度高的铜。经实际操作应用，本发明可以获得再生铜纯度高达98.7%。

综上所述。采用本发明上述方法后，有以下优点和效果：

本发明通过几种物理和化学方法相结合，实现从废旧电机绕组中回收铜及资源化，克服了现有技术存在的资源化程度低、易造成环境污染、成本高等缺点，具有回收流程短，回收人工成本低，再生铜纯度高的优越性。

具体实施方式

下面用具体实施例详细描述本发明1

一种从废旧4极250W电动机绕组中回收铜的方法，该漆包线线芯直径0.51mm；其工艺包括如下步骤：

②整理加工有漆包线绕组的定子/转子根据定子/转子的结构形状，切除定子/转子其中一端所露出铁芯的绕组转弯部分，回收绕组转弯部分85g待处理；

③从定子/转子上分离铁芯和漆包线绕组将②步骤整理加工好的定子/转子浸泡在2000ml分离液中，加热保持分离液80-100℃；在盛装分离液容器中放入一至20KHz，功率100W的超声波振动棒，每隔1小时振动10分钟，72小时后取出；用机械力夹住定子/转子未切除端所露出铁芯的绕组转弯部分，抽出全部漆包线绕组；从该定子上可以取得880g的漆包线绕组

所述的分离液是4M的NaOH溶液和乙醇按体积比4∶1的混合液；

④绕组脱漆将经③步骤分离的漆包线绕组用机械力切断成30—40mm短段，与②步骤回收绕组转弯部分混合，放入带螺旋搅拌桨的容器中，加入500ml脱漆剂全部浸没短段绕组线；开动螺旋搅拌桨连续搅拌，使短段绕组线之间互相摩擦发热，升温，当脱漆剂温度达到70℃时，停止搅拌；待脱漆剂温度自然降到50℃，又开动螺旋搅拌桨连续搅拌；如此反复，直到脱漆剂呈粘土状，且短段绕组线全部露出铜本色，停止脱漆，加兑清水稀释脱漆剂，排放；再次开动螺旋搅拌桨，用清水冲洗残余脱漆剂，至pH值在8.5以下，排放；

⑤熔铸锭将脱漆后的短段绕组线用常规熔炼炉熔化成铜熔体，为了除去铜中的Fe杂质，往熔池中通风，强烈地搅拌熔池，使Fe高温氧化2至6小时，并同时加入0.005％～0.05％的石英制剂，使氧化铁与其形成硅酸盐炉渣，待炉内搅拌均匀后，静置除渣即可除去了铜中的杂质Fe共12g，最后，铜熔体经浇铸成960g铜锭；

⑥检验入库，铜纯度高达98.7%。

Claims

1.一种从废旧电机绕组中回收铜的方法，其特征在于：工艺包括如下步骤：

①废旧的电动机解体：使用切割工具，切开电动机外壳取出绕制有漆包线绕组的定子或转子；

②整理加工有漆包线绕组的定子或转子：根据定子或转子的结构形状，切除定子或转子其中一端所露出铁芯的绕组转弯部分，回收绕组转弯部分待处理；

③从定子或转子上分离铁芯和漆包线绕组：将②步骤整理加工好的定子或转子浸泡在分离液中，加热保持分离液80-100℃；在盛装分离液容器中放入一至两根20KHz，功率100W的超声波振动棒，每隔1小时振动10分钟，72小时后取出；用机械力夹住定子或转子未切除端所露出铁芯的绕组转弯部分，抽出全部漆包线绕组；

所述的分离液是4 mol/L NaOH溶液和乙醇按体积比4∶1的混合液；

④绕组脱漆：将经③步骤分离的漆包线绕组用机械力切断成30—40mm短段，与②步骤回收绕组转弯部分混合，放入带螺旋搅拌桨的容器中，加入脱漆剂全部浸没短段绕组线；开动螺旋搅拌桨连续搅拌，使短段绕组线之间互相摩擦发热，升温，当脱漆剂温度达到70℃时，停止搅拌；待脱漆剂温度自然降到50℃，又开动螺旋搅拌桨连续搅拌；如此反复，直到脱漆剂呈粘土状，且短段绕组线全部露出铜本色，停止脱漆，加兑清水稀释脱漆剂，排放；再次开动螺旋搅拌桨，用清水冲洗残余脱漆剂，至pH值在8.5以下，排放；

所述的脱漆剂是3 mol/L NaOH溶液和香蕉水按体积比3∶1的混合液；

⑤熔铸锭：将脱漆后的短段绕组线用常规熔炼炉熔化成铜熔体，为了除去铜中的Fe杂质，往熔池中通风，强烈地搅拌熔池，使Fe高温氧化2至6小时，并同时加入0.005％～0.05％的石英制剂，使氧化铁与其形成硅酸盐炉渣，待炉内搅拌均匀后，静置除渣即可除去了铜中的杂质Fe，最后，铜熔体经浇铸成铜锭；

⑥检验入库。