專利名稱：低溫氧化濕法分解生產(chǎn)活性氧化銅的工藝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種活性氧化銅的工藝生產(chǎn)方法。
活性氧化銅粉是適應(yīng)電子工業(yè)和航空、航天工業(yè)的發(fā)展需要具有獨(dú)特性能的一種氧化銅粉，除了具有嚴(yán)格的化學(xué)成份要求外，還具有體現(xiàn)活性特征的酸溶速度要求，即將16ml濃度為98％的硫酸配成1000ml溶液，然后加入10g氧化銅粉，常溫下攪拌溶解，于60秒內(nèi)溶解完。
根據(jù)查新資料，目前多是用高溫法生產(chǎn)氧化銅粉。如用化學(xué)法先生產(chǎn)成還原銅，再擠壓成塊，于150℃蒸發(fā)干燥，再以700～800℃燒結(jié)成氧化銅，經(jīng)研磨成氧化銅粉。又如于850～980℃下直接焙燒含氧銅鹽(硫酸銅)，熱分解生成新生氧化銅粉。還有采用銅氨溶液微波加熱沸騰回流沉淀轉(zhuǎn)化法生產(chǎn)氧化銅粉等。
活性氧化銅粉的生產(chǎn)，我國(guó)還處于起步階段，至今尚未出臺(tái)產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。研制開發(fā)活性氧化銅粉產(chǎn)品是填補(bǔ)我國(guó)空白的一項(xiàng)新課題。
據(jù)有關(guān)資料介紹，在低溫下制得的氧化銅粉比重輕，易容于稀酸中，強(qiáng)烈灼燒而制得的氧化銅粉比重大，甚至在熱而濃的酸中溶解得也很慢。
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，經(jīng)過多種工藝路線的探索，本發(fā)明提供一種低溫氧化濕法分解生產(chǎn)活性氧化銅粉的工藝方法。
其具體地的工藝過程如下1、低溫氧化濕法分解生產(chǎn)活性氧化銅的工藝方法，其特征在于一、配制溶液(1)、取1000Kg純水，加入200～250Kg硫酸銅，攪拌溶解，配成比重為1.0～1.5的硫酸銅溶液，(2)、再向該溶液中加入濃度為98％的硫酸200Kg，配制成硫酸含量為150～200g/l的溶液；二、低溫氧化(1)、在銹鋼不反應(yīng)器中加入銅料，銅料的體積約占反應(yīng)器容積的三分之二，(2)、向反應(yīng)器中加入上述配制好的硫酸—硫酸銅溶液，且溶液全部將銅料復(fù)蓋，(3)、向應(yīng)器中鼓入壓縮空氣，且維持壓縮空氣的壓力為1～3Kg/cm2，(4)、再將反應(yīng)器加熱，維持溫度在80～85℃，(5)、反應(yīng)時(shí)間控制在10～24小時(shí)，當(dāng)料液比重升至1.38～1.40時(shí)即為反應(yīng)終點(diǎn)，(6)、停止鼓壓縮空氣，保溫沉降半小時(shí)后將上清液抽濾至結(jié)晶釜中，通冷卻水?dāng)嚢枥鋮s結(jié)晶至室溫后放料過濾，濾餅用純水淋洗后離心甩干；三、濕法分解(1)、配制溶液a、硫酸銅溶液的配制向1000L純水中加入300～350Kg硫酸銅，攪拌使其全部溶解；b、分解劑溶液的配制向1000L純水中加入200～250Kg分解劑攪拌溶解。
(2)、濕法分解a、向反應(yīng)釜中打入已配好的硫酸銅溶液至釜容積的二分之一，b、將釜加熱升溫，同時(shí)攪拌，c、當(dāng)液料溫度升至70℃時(shí)，開始緩慢地加入分解劑清液至料液的PH值為8～9時(shí)停止加入分解劑溶液，繼續(xù)升溫至80～90℃，攪拌反應(yīng)1～2小時(shí)，d、將上述反應(yīng)好的料槳放入濕球磨中進(jìn)行濕球磨，E、將球磨料槳打入板框壓濾機(jī)進(jìn)行壓濾，F(xiàn)、再將壓濾出的氧化銅濾餅和母液分離，G、將氧化銅濾餅先用洗液循環(huán)洗滌，最后用純水洗滌至無氯離子反應(yīng)為止，四、烘干、粉碎、篩分(1)、將氧化銅濾餅放入烘干器中烘干，燥干溫度為105～110℃，烘干時(shí)間為3～4小時(shí)，(2)、將烘干后的氧化銅進(jìn)一步粉碎研磨以提高產(chǎn)品的細(xì)度，(3)、將研磨后的氧化銅過篩即得到成品活性氧化銅粉。
所述的分解劑或?yàn)闅溲趸?、或?yàn)闅溲趸c。
當(dāng)所用分解劑為氫氧化鉀時(shí)，將壓濾出的母液蒸發(fā)結(jié)晶，得到副產(chǎn)品硫酸鉀。
當(dāng)所用分解劑為氫氧化鈉時(shí)，(1)、向壓濾出的母液中加入碳酸氫銨，使之生成碳酸氫鈉，經(jīng)沉淀過濾分離得到副產(chǎn)品碳酸氫鈉；(2)、再向過濾出的濾液中加入硫酸鋁，經(jīng)蒸發(fā)結(jié)晶制得副產(chǎn)品鋁銨礬。
本發(fā)明的工藝方法具有幾方面的優(yōu)點(diǎn)一、高溫法生產(chǎn)氧化銅粉，不但操作環(huán)境差，更容易造成環(huán)境污染。本發(fā)明的低溫氧化法，最高溫度是80～90℃，而且是以空氣中的氧氣為氧化劑，價(jià)廉易得，容易操作，不產(chǎn)生環(huán)境污染。
二、采用濕法分解，由于選用合適的分解劑，整個(gè)操作過程是在溶液中進(jìn)行，分解劑與銅離子反應(yīng)生成新的化合物，并進(jìn)一步分解生成氧化銅，由于是在低溫下溶液中生成氧化銅，此氧化銅的酸溶速度很快，一般只要40秒左右，最快時(shí)30秒就能溶完。
三、采用閉路循環(huán)工藝方法，不污染環(huán)境。在低溫氧化工序中分離出硫酸銅后的母液返回配制硫酸——硫酸銅溶液循環(huán)使用。
板框壓濾洗滌時(shí)的洗液除了用于循環(huán)洗滌外還返回濕法分解工序，用于配制溶液，整個(gè)操作過程中母液和洗液不向外排放，實(shí)行閉路循環(huán)使用。
四、綜合利用母液和洗液。板框壓濾時(shí)母液和洗液分路使用，母液用于生產(chǎn)副產(chǎn)品，變廢為寶。不但不給環(huán)境帶來污染，而且提高了經(jīng)濟(jì)效益，降低了生產(chǎn)成本。
五、本工藝適應(yīng)性強(qiáng)。適用于多種銅料，如電解銅、廢紫銅、銅泥、粗氧化銅，也可直接采用硫酸銅、硝酸銅等。其濕法分解用的分解劑可以是氫氧化鉀，也可以是氫氧化鈉。
六、本發(fā)明易實(shí)行連續(xù)化和自動(dòng)化生產(chǎn)。由于主要工序都是在溶液中進(jìn)行，可以實(shí)行管道化反應(yīng)，連續(xù)化生產(chǎn)，電腦控制，自動(dòng)化操作，大大改善操作環(huán)境，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。


圖1為以氫氧化鉀為分解劑的工藝流程圖，圖2為以氫氧化鈉為分解劑的工藝流程圖。
下面通過實(shí)例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地描述。
實(shí)施例1以金屬銅為原料，以氫氧化鉀為分解劑的工藝流程如下一、配制溶液(1)、取1000Kg純水，加入200Kg硫酸銅，攪拌溶解，配成比重為1.2的硫酸銅溶液，(2)、再向該溶液中加入濃度為98％的硫酸200Kg。
見圖1，當(dāng)用母液I循環(huán)使用時(shí)，就不需要再補(bǔ)充加硫酸銅，而只要將母液I中酸含量分析檢測(cè)，按硫酸含量為150g/l補(bǔ)足差額即可。
二、低溫氧化(1)、向不銹鋼反應(yīng)器中加入銅料，銅料的體積約占反應(yīng)器容積的三分之二，(2)、向反應(yīng)器中加入上述配制好的硫酸—硫酸銅溶液，且讓溶液全部將銅料復(fù)蓋，(3)、向反應(yīng)器中鼓入壓縮空氣，且維持壓縮空氣的壓力為2Kg/cm2，(4)、再將反應(yīng)器加熱，維持溫度在80℃，(5)、反應(yīng)時(shí)間首次用純水配液時(shí)反應(yīng)時(shí)間在20～24小時(shí)。閉路循環(huán)采用母液I配液后，反應(yīng)時(shí)間控制在10～12小時(shí)。反應(yīng)終點(diǎn)是以料液的比重升至1.38時(shí)即為反應(yīng)終點(diǎn)，(6)、到達(dá)反應(yīng)終點(diǎn)，停止鼓壓縮空氣，保溫沉降半小時(shí)后將上清液抽濾至結(jié)晶釜中，通冷卻水?dāng)嚢枥鋮s結(jié)晶至室溫后放料過濾，濾餅用純水淋洗后離心甩干；母液I和洗液合并返回配液。
其低溫氧化反應(yīng)的基本原理是
由于Cu2SO4的不穩(wěn)定性，很容易與壓縮空氣中氧氣進(jìn)行氧化反應(yīng)；
CuO+H2SO4——CuSO4+H2O這樣周而復(fù)始的反應(yīng)使金屬銅不斷溶解進(jìn)入溶液。
三、濕法分解(1)、配制溶液a、硫酸銅溶液的配制向1000L純水中加入300Kg粉狀硫酸銅，攪拌使其全部溶解；b、分解劑溶液的配制向1000L純水中加入200Kg氫氧化鉀分解劑攪拌溶解。
(2)、濕法分解a、向反應(yīng)釜中打入已配好的硫酸銅溶液至釜容積的二分之一，b、將釜夾套中通蒸汽加熱升溫，同時(shí)攪拌，c、當(dāng)液料溫度升至70℃時(shí)，開始緩慢地加入氫氧化鉀分解劑清液至料液的pH值為8時(shí)停止加入氫氧化鉀分解劑溶液，繼續(xù)升溫至80℃，攪拌反應(yīng)1小時(shí)，d、將上述反應(yīng)好的料槳放入濕球磨中進(jìn)行濕球磨，濕球磨機(jī)采用剛玉板襯里，各種大小不一的剛玉球研磨約1小時(shí)，E、將球磨料槳打入板框壓濾機(jī)進(jìn)行壓濾，F(xiàn)、壓濾出的母液II蒸發(fā)結(jié)晶，生產(chǎn)副產(chǎn)品硫酸鉀，G、將氧化銅濾餅先用洗液循環(huán)洗滌，最后用純水洗滌至無氯離子反應(yīng)為止，洗液返回本工序配制硫酸銅溶液，合格的濾餅送去烘干。
濕法分解的基本原理是
四、烘干、粉碎、篩分(1)、將氧化銅濾餅放入烘干器中烘干，燥干溫度為105℃，烘干時(shí)間為3～4小時(shí)，(2)、將烘干后的氧化銅進(jìn)一步粉碎研磨以提高產(chǎn)品的細(xì)度，(3)、將研磨后的氧化銅過篩即得到成品活性氧化銅粉。
實(shí)施例2以金屬銅為原料，以氫氧化鈉為分解劑的工藝流程如下其中第一道工序，配制溶液；第二道工序，低溫氧化均和實(shí)施例1相同。
第三道工序、濕法分解(1)、配制溶液a、硫酸銅溶液的配制向1000L純水或本工序的洗液中加入300Kg粉狀硫酸銅，攪拌使其全部溶解；b、分解劑溶液的配制向1000L純水中加入200Kg氫氧化鈉分解劑，攪拌溶解。
(2)、濕法分解a、將配制好的硫酸銅溶液打入搪瓷反應(yīng)釜中，體積以不超過反應(yīng)釜容積的二分之一，b、向反應(yīng)釜夾套中通入蒸汽加熱升溫，同時(shí)攪拌，c、當(dāng)料液升溫至70℃時(shí)，開始緩慢地加入氫氧化鈉清液，至料液的pH值達(dá)到8時(shí)停止加入氫氧化鈉溶液，繼續(xù)升溫至80℃，攪拌反應(yīng)1小時(shí)，d、將反應(yīng)好的料漿放入濕球磨機(jī)中進(jìn)行濕球磨，濕球磨時(shí)間為1小時(shí)，e、將濕球磨好的料漿打入板框壓濾機(jī)壓濾，f、壓濾出的母液II經(jīng)蒸發(fā)結(jié)晶，得到副產(chǎn)品硫酸鈉，因硫酸鈉的經(jīng)濟(jì)效益差，本工藝采用向母液II中加入碳酸氫銨，使之生成碳酸氫鈉(小蘇打)，沉淀過濾分離得到副產(chǎn)品碳酸氫鈉，分離出的母液III加入硫酸鋁，經(jīng)蒸發(fā)結(jié)晶制得副產(chǎn)品鋁銨礬，g、板框壓濾機(jī)中的濾餅，先用洗液牡循環(huán)洗滌，最后用純水洗滌至無氯離子反應(yīng)為止，h、洗液返回本工序配制硫酸銅溶液，I、合格的濾餅送去烘干，j、濕法分解的基本原理是
其后的烘干、粉碎、篩分工藝同實(shí)施例1。
權(quán)利要求
1.低溫氧化濕法分解生產(chǎn)活性氧化銅的工藝方法，其特征在于一、配制溶液(1)、取1000Kg純水，加入200～250Kg硫酸銅，攪拌溶解，配成比重為1.0～1.5的硫酸銅溶液，(2)、再向該溶液中加入濃度為98％的硫酸200Kg，配制成硫酸含量為150～200g/l的溶液；二、低溫氧化(1)、在銹鋼不反應(yīng)器中加入銅料，銅料的體積約占反應(yīng)器容積的三分之二，(2)、向反應(yīng)器中加入上述配制好的硫酸—硫酸銅溶液，且溶液全部將銅料復(fù)蓋，(3)、向應(yīng)器中鼓入壓縮空氣，且維持壓縮空氣的壓力為1～3Kg/cm2，(4)、再將反應(yīng)器加熱，維持溫度在80～85℃，(5)、反應(yīng)時(shí)間控制在10～24小時(shí)，當(dāng)料液比重升至1.38～1.40時(shí)即為反應(yīng)終點(diǎn)，(6)、停止鼓壓縮空氣，保溫沉降半小時(shí)后將上清液抽濾至結(jié)晶釜中，通冷卻水?dāng)嚢枥鋮s結(jié)晶至室溫后放料過濾，濾餅用純水淋洗后離心甩干；三、濕法分解(1)、配制溶液a、硫酸銅溶液的配制向1000L純水中加入300～350Kg硫酸銅，攪拌使其全部溶解；b、分解劑溶液的配制向1000L純水中加入200～250Kg分解劑攪拌溶解。(2)、濕法分解a、向反應(yīng)釜中打入已配好的硫酸銅溶液至釜容積的二分之一，b、將釜加熱升溫，同時(shí)攪拌，c、當(dāng)液料溫度升至70℃時(shí)，開始緩慢地加入分解劑清液至料液的PH值為8～9時(shí)停止加入分解劑溶液，繼續(xù)升溫至80～90℃，攪拌反應(yīng)1～2小時(shí)，d、將上述反應(yīng)好的料槳放入濕球磨中進(jìn)行濕球磨，E、將料槳打入板框壓濾機(jī)進(jìn)行壓濾，F(xiàn)、再將壓濾出的氧化銅濾餅和母液分離，G、將氧化銅濾餅先用洗液循環(huán)洗滌，最后用純水洗滌至無氯離子反應(yīng)為止，四、烘干、粉碎、篩分(1)、將氧化銅濾餅放入烘干器中烘干，燥干溫度為105～110℃，烘干時(shí)間為3～4小時(shí)，(2)、將烘干后的氧化銅進(jìn)一步粉碎研磨以提高產(chǎn)品的細(xì)度，(3)、將研磨后的氧化銅過篩即得到成品活性氧化銅粉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫氧化濕法分解生產(chǎn)活性氧化銅的工藝方法，其特征在于所述的分解劑或?yàn)闅溲趸?、或?yàn)闅溲趸c。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫氧化濕法分解生產(chǎn)活性氧化銅的工藝方法，其特征在于當(dāng)所用分解劑為氫氧化鉀時(shí)，將壓濾出的母液蒸發(fā)結(jié)晶，得到副產(chǎn)品硫酸鉀。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫氧化濕法分解生產(chǎn)活性氧化銅的工藝方法，其特征在于當(dāng)所用分解劑為氫氧化鈉時(shí)，(1)、向壓濾出的母液中加入碳酸氫銨，使之生成碳酸氫鈉，經(jīng)沉淀過濾分離得到副產(chǎn)品碳酸氫鈉；(2)、再向過濾出的濾液中加入硫酸鋁，經(jīng)蒸發(fā)結(jié)晶制得副產(chǎn)品鋁銨礬。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)活性氧化銅的工藝方法。其特征在于:一、采用低溫氧化法,二、采用濕法分解。本發(fā)明的低溫氧化法,最高溫度是80～90℃,而且是以空氣中的氧氣為氧化劑,價(jià)廉易得,容易操作,不產(chǎn)生環(huán)境污染。由于是在低溫下溶液中生成氧化銅,故氧化銅產(chǎn)品的酸溶速度很快,一般只要40秒左右,最快時(shí)30秒就能溶完。采用閉路循環(huán)工藝方法,不污染環(huán)境。本發(fā)明易實(shí)行連續(xù)化和自動(dòng)化生產(chǎn)。
文檔編號(hào)C01G3/02GK1335264SQ0112717
公開日2002年2月13日 申請(qǐng)日期2001年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月3日
發(fā)明者賈榮寶 申請(qǐng)人:賈榮寶