專利名稱：低溫空氣氧化溶解法制備硫酸銅新工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于無(wú)機(jī)化工領(lǐng)域，具體涉及一種新的硫酸銅制備工藝。
硫酸銅是一種重要的無(wú)機(jī)化工產(chǎn)品，在石油、化工、印染、電鍍、制革，尤其是農(nóng)藥等行業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。
目前，國(guó)內(nèi)外以紫銅為主要原料制備硫酸銅的工藝基本上有三類1、高溫焙燒氧化溶解工藝。該工藝是將紫銅經(jīng)高溫焙燒氧化生成氧化銅，然后與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸銅。該工藝缺點(diǎn)是能耗高，勞動(dòng)強(qiáng)度大，設(shè)備投資和運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用多;
2、氧化劑氧化溶解工藝。該工藝是將紫銅經(jīng)氧化劑如濃硝酸、雙氧水等氧化生成氧化銅，然后與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸銅。該工藝缺點(diǎn)是制備硫酸銅過(guò)程中，常伴有大量有害氣體逸出如SO2、NOx等，造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，增加原料消耗，提高了生產(chǎn)成本;
3、催化氧化法生產(chǎn)硫酸銅工藝中國(guó)發(fā)明專利公開(kāi)號(hào)CN1046145A提出一種以鐵離子為催化劑，加熱并鼓入空氣進(jìn)行催化反應(yīng)制得硫酸銅。該工藝原理是利用三價(jià)鐵離子的氧化性，將銅氧化生成硫酸銅。該工藝的缺點(diǎn)一是反應(yīng)速度慢，這是因?yàn)镕e2+在酸性條件下靠空氣氧化成Fe3+速度很慢，是反應(yīng)過(guò)程的控制步驟，故生成硫酸銅速度慢;二是濾液循環(huán)次數(shù)少，原材料消耗高，其原因是由于原料和設(shè)備被腐蝕，不斷將鐵雜質(zhì)帶入反應(yīng)溶液中，當(dāng)FeSO4含量達(dá)到40g/l時(shí)，鐵銅硫酸鹽形成混晶一并析出，嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量，因此濾液不能再繼續(xù)循環(huán)，中國(guó)發(fā)明專利公開(kāi)號(hào)CN1048688A提出以鹽酸做催化劑，在常溫下將銅氧化生產(chǎn)硫酸銅。該工藝原理是在有硫酸銅存在下，用鹽酸做催化劑，反應(yīng)液中引入1-6%的氯離子，在常溫下即可用空氣將銅氧化，生成羥基氯化銅，然后用濃硫酸中和至終點(diǎn)，以其濃硫酸中和熱溶解羥基氯化銅沉淀，以制備硫酸銅，其缺點(diǎn)是氯離子引入反應(yīng)系統(tǒng)造成一是對(duì)設(shè)備腐蝕嚴(yán)重;二是產(chǎn)品夾帶氯離子量增加，影響產(chǎn)品質(zhì)量;三是工藝流程長(zhǎng)，不易操作，原料成本高。
為了克服上述技術(shù)中不足，進(jìn)一步節(jié)能降耗，充分利用廢舊紫銅及銅精礦，特設(shè)計(jì)本發(fā)明。
本發(fā)明是在銅蝕助劑的作用下，向反應(yīng)液中鼓入空氣，將紫銅或銅精礦在稀硫酸中直接氧化溶解生成硫酸銅。最佳工藝條件范圍是反應(yīng)溫度40-100℃;反應(yīng)溶液中硫酸含量2-30%;銅蝕助劑含量0.001-5%;空氣流速0.005-0.05m/s。隨著反應(yīng)的進(jìn)行，溶液中硫酸銅含量不斷增加，當(dāng)在反應(yīng)溫度下，硫酸銅達(dá)到飽和時(shí)，將反應(yīng)溶液冷卻降溫，即可析出硫酸銅結(jié)晶，通過(guò)離心分離、洗滌制備出符合GB437-80標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)硫酸銅產(chǎn)品。母液及洗液循環(huán)利用，該工藝過(guò)程無(wú)三廢排放?；瘜W(xué)反應(yīng)式如下
(固)(2－30％溶液)(空氣)
銅蝕助劑是由一種或幾種對(duì)苯二酚及銅、釩化合物制造而成，銅化合物包括銅鹽及銅的氧化物;釩化合物包括釩鹽及釩的氧化物。
本發(fā)明具有反應(yīng)溫度低、反應(yīng)速度快母液全部循環(huán)利用，原料利用率高;工藝流程短，設(shè)備投資少，操作簡(jiǎn)單，能耗低，無(wú)環(huán)境污染等特點(diǎn)。生產(chǎn)成本明顯低于其它工藝，具有很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
實(shí)施例將經(jīng)過(guò)予處理的干凈廢紫銅放入反應(yīng)塔中，然后加入含10%的硫酸，0.01%的銅蝕助劑的溶液，加熱升溫，使反應(yīng)液達(dá)70°±2℃，以0.02m/s流速通入空氣進(jìn)行反應(yīng)，當(dāng)反應(yīng)液比重達(dá)34-35°Be″時(shí)，即將此液放入結(jié)晶槽中降溫結(jié)晶，待結(jié)晶完畢，用離心機(jī)分離出硫酸銅晶體，濾液返回反應(yīng)塔，繼續(xù)反應(yīng)生成硫酸銅產(chǎn)品。
權(quán)利要求
1.一種低溫空氣氧化溶解法制備硫酸銅新工藝，其特征是以紫銅或銅精礦及硫酸為原料，使用一種銅蝕助劑，在加熱和鼓入空氣條件下，使紫銅或銅精礦中銅在稀硫酸中迅速被空氣氧化直接生成硫酸銅。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫空氣氧化溶解法制備硫酸銅新工藝，其特征在于銅蝕助劑由一種或幾種對(duì)苯二酚、銅及釩化合物制造而成，所述銅化合物包括銅鹽及銅的氧化物，釩化合物包括釩鹽及釩的氧化物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的制備硫酸銅新工藝，最佳工藝條件范圍反應(yīng)液中銅蝕助劑的含量為0.001-5%;反應(yīng)溫度40-100℃;反應(yīng)液硫酸含量2-30%;空氣流速0.005-0.05m/s。
全文摘要
本發(fā)明是一種制備硫酸銅的新工藝。該工藝是使用一種新型銅蝕助劑，使紫銅或銅精礦中的銅在稀硫酸溶液中迅速被空氣氧化而制備工業(yè)硫酸銅。該工藝具有反應(yīng)溫度低，速度快；母液全部循環(huán)利用，原料利用率高；工藝流程短，設(shè)備投資少；操作簡(jiǎn)單，能耗低，無(wú)環(huán)境污染等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)C01G3/10GK1068798SQ92102259
公開(kāi)日1993年2月10日 申請(qǐng)日期1992年4月7日 優(yōu)先權(quán)日1992年4月7日
發(fā)明者胡慶福, 李國(guó)庭, 李保林, 楊久義 申請(qǐng)人:河北輕化工學(xué)院