Спосіб одержання порошку міді

Винахід відноситься до порошкової металургії, а саме, до одержання порошку міді і може бути використаний у переробці брухту міді. Відомо спосіб одержання мідного порошку електролізом, завдяки якому порошок одержують з водних розчинів сірчанокислої міді під дією постійного електричного струму. Процес складається з виплавляння мідних анодів з первинної або вторинної сировини, електролітичної дисоціації, у результаті чого на катодах осаджується мідний порошок. Катоди періодично витягають, і шкребками очищають порошок. Потім порошок промивають гарячою водою для видалення залишків електроліту, промивають розчином господарського мила для захисту від корозії і сушать, після чого подрібнюють у млинах і розсіюють на фракції. Процес тривалий, трудомісткий, енергоємний і багатоопераційний. Відомо також спосіб одержання порошку міді з брухту мідних провідників струму [див. деклараційний пат. України, №47841А, МПК7 B22 F9/02, Η01 Β15/00, опубл. Бюл. №7 2002р.], який полягає в тому, що бр ухт мідних провідників струму відпалюють у водневомісткому середовищі 30хв. при температурі 700-750°С, у результаті чого мідь стає крихкою, оксиди відновлюються до чистої міді, а ізоляція розкладається і легко відокремлюється від поверхні провідників. Провідники подрібнюють на волокна довжиною від 1 до 20мм, аеросепарацією видаляють залишки ізоляції, а отриману чисту мідь розмелюють у порошок. Цей спосіб обраний за прототип. Недоліком відомого способу є те, що при відпалюванні у водневомісткому середовищі частина міді охрупчуєтся в меншому ступені, ніж основна маса. Обсяг цієї частина в різних партіях брухту, складає від 0 до 20%. Така мідь при обробці в дробарці кульовій або ножовій, руйнується на волокна довжиною від 1 до 20мм, але погано піддається подальшому порібнюванню в порошок. Збільшується час порібнювання, а частина волокон збивається в безформні грудки і взагалі не подрібнюється. Причина більш високої пластичності частини міді полягає в наступному. Природа крихкості міді після відпалювання у водневомісткому середовищі є результатом розвитку так званої «водневої хвороби». Вона полягає в тім що водень дифундує в мідь і взаємодіє з киснем, що утримується в ній, при цьому утворюються пари води, що створюють усередині металу тиск, що приводить до утворення мікротріщин. Мікротріщини порушують суцільність металу, є концентраторами напруг і така мідь руйнується під дією зовнішньої сили. Однак «воднева хвороба» виявляється при вмісті в міді більш 0,05% кисню і збільшується з підвищенням його концентрації. Брухт, що надходить на переробку, містить різноманітні сорти міді, як з високим так і з низьким вмістом кисню, що після відпалювання у водневомісткому середовищі, має більш високу пластичність. В основу винаходу поставлено задачу удосконалення способу одержання порошку міді з брухту провідників струму шля хом попереднього відпалювання брухту в кисневмісному середовищі, при температурі 500-800°С, у результаті чого ізоляція згоряє, поверхня мідних провідників очищається й активно взаємодіє з киснем, що дифундує вглиб металу й окислює його. При наступному відпалюванні у водневомісткому середовищі оксиди міді відновлюються, а в насиченій киснем міді розвивається «воднева хвороба», чому сприяє висока температура процесу і тривала витримка. Крім того, підвищення температури і часу витримки відпалювання ведуть до зростання зерен міді, що також підвищує її схильність до крихкого руйнування. Зазначена задача досягається тим, що в способі одержання порошку міді який полягає в тім, що брухт мідних провідників струму відпалюється у водневомісткому середовищі при температурі 700-750°С, 30хв., аеросепарацією видаляють обвуглену ізоляцію, дроблять у кульовому млині на волокна і розмелюють у порошок, відповідно до винаходу, бр ухт мідних провідників струму спочатку обпалюють у безкиснемісткому середовищі при температурі 500-800°С з наступним відпалюванням у водневомісткому середовищі при температурі не нижче 800850°С и витримкою не менш 90хв., а потім подрібнюють і розмелюють у порошок. Спосіб реалізують наступним чином. Брухт мідних провідників струму піддають візуальному контролю, і видаляють прироблення і паяні ділянки, завантажують у контейнер, що герметизують за допомогою піщаного затвора. Контейнер поміщають у піч нагріту до температури 600-800°С і продувають кисневмісним газом, наприклад повітрям 30-60хв. Після цього контейнер продувають інертним газом, наприклад, азотом, а потім подають водневомісткий газ. Після витримки при температурі 800-850°С 60-90хв. контейнер дістають з печі і прохолоджують на повітрі до температури 30-40°С, після чого відключають подачу газу і відкривають контейнер. Отримана мідь легко розмелюється в порошок. Приклад: Брухт мідних провідників струму, у тому числі з електродвигунів, що вийшли з ладу, трансформаторів, приладів, обрізки телефонних проводів і кабелів, відпалювали по режиму: Завантаження контейнера з брухтом у піч при температурі 600°С, нагрів до 800°С продуванням повітрям на протязі 60хв., продування азотом - 15хв., продування водневомістким генераторним газом 90хв. при температурі 800-850°С, охолодження контейнера на повітрі до 40°С. Після віджимання провідники струму подрібнювали па ножовій дробарці на волокна довжиною 3-17мм, продували повітрям для видалення залишків згорілої ізоляції і розмелювали в порошок на молотковому млині. У таблицях 1, 2 наведено властивості мідного порошку, отриманого з брухту, а також електролітичних порошків за ДСТ 4960-75. Дані таблиці свідчать, що порошок, отриманий із брухту міді, має не гірші властивості, порівняно з властивостями електролітичних порошків. Порошок використовували для виготовлення антифрикційних порошкових деталей. Таблиця 1 Насипна Вміст міді, щільність, % г/см 3 Отриманий із брухту 99,7-99,9 2,3-2,7 Електролітичний ПМС-1 99,5 1,25-1,9 Марка порошку