[發明專利]一種用染料廢渣制備硝酸銅和硝酸亞銅的方法

無效

• 申請號: 201110182736.1
• 申請日: 2011-07-01
• 公開（公告）號: CN102344159A
• 公開（公告）日: 2012-02-08
• 發明（設計）人: 王嘉興
• 申請（專利權）人: 馮若愚
• 主分類號: C01G3/08
• 分類號: C01G3/08;B09B3/00
• 代理公司: 廣州三環專利代理有限公司 44202
• 代理人: 張艷美;郝傳鑫

技術領域

本發明屬于有機化工染料行業三廢綜合利用的技術領域，特別是一種用染料廢渣制備硝酸銅和硝酸亞銅的方法。

技術背景

染料工業中活性艷藍K-NR、堿性紫、還原灰BG、愈創木酚等生產的過程產生大量廢渣，其中含有大量的銅、有機物質和無機鹽等，而這些廢渣如果直接排放會對環境產生嚴重影響。

其中，活性艷藍K-NA染料是以氯化銅、溴氨酸、間位酯化合物為原料，經過縮合、過濾、精制、結晶、分離、干燥等過程而制成產品；在縮合反應后過濾過程產生含銅廢液，活性艷藍K-NR生產規模為每年200噸，每年排放廢渣量為250～300噸，廢渣中含碳酸銅5.3％，有機物8.3％，水分55.4％，不容物等雜質。

其中，堿性紫染料是以二甲基苯胺、苯酚、硫酸銅為原料，經過氧化、堿化、酸化等化學反應及過濾、鹽析、干燥等過程而制得產品；在過濾中產生含銅廢渣，其廢渣的組成：硫化亞銅23～30％，有機物20～23％，水為50％，每噸堿性紫產品可產生1.01噸含銅廢渣。

目前，為了減輕廢渣對環境的污染，染料工業所產生的廢渣一般采用焙燒處理，在高溫下廢渣中含有銅化合物被氧化為亞銅，同時廢渣中的有機物在高溫下發生氧化分解反應，生成二氧化硫、氧化氮、二氧化碳、鹽酸、水等氣體。該方法雖然處理掉了廢渣中的有機物，但是對廢渣中所含有的有價值元素卻沒有能充分利用，目前也還沒有用染料廢渣制備硝酸銅和硝酸亞銅的方法的相關報道。

發明內容

本發明提供了一種不僅成本低廉、回收量高、易于實現，而且生產工藝及生產設備簡單的、用染料廢渣制備硝酸銅和硝酸亞銅的方法；該方法不僅減少了廢渣對環境的污染，同時充分利用了廢渣中有價值的元素，創造了可觀的經濟效益。

為了達到上述的目的，本發明的技術方案為：

一種用染料廢渣制備硝酸銅和硝酸亞銅的方法，包括如下制備步驟：

步驟A、將染料廢渣投入到焙燒爐進行焙燒，焙燒爐內爐溫控制在600～700℃，焙燒得到焙燒混合物；焙燒后染料廢渣中的有機物氧化成二氧化碳和水氣，染料廢渣中的碳酸銅變轉成氧化銅，硫化亞銅轉變成氧化亞銅；

步驟B、將步驟A中所得的焙燒混合物與鹽酸按照純物質的質量比1∶0.91投入到第一耐腐蝕反應器中進行反應，反應生成氯化銅和氯化亞銅混合溶液I；所述純物質指能與鹽酸進行反應的、焙燒混合物中的氧化銅和氧化亞銅(即實際投入到耐腐蝕反應器內的鹽酸的量，為了計算方便，是分別按照純氧化銅與鹽酸質量比1∶0.91，氧化亞銅與鹽酸質量比1∶0.91計算)；

步驟C、將步驟B中所得的混合溶液I用第一過濾器進行過濾；所得濾餅雜質送去深埋或者焚燒；

步驟D、將步驟C中所得濾液與稀硝酸按照純物質的質量比1∶0.73～1.13投入到第二耐腐蝕反應器中進行反應，反應生成硝酸銅和硝酸亞銅混合溶液II；所述純物質是指能與硝酸進行反應的、濾液中的氯化銅和氯化亞銅(即實際投入到耐腐蝕反應器內的稀硝酸的量，為了計算方便，是分別按照純氯化銅與稀硝酸質量比1∶0.73～1.13，氯化亞銅與稀硝酸質量比1∶0.73～1.13計算)，其中稀硝酸是指體積濃度為21％的硫酸。

步驟E、將步驟D中所得的混合溶液II用第二過濾器進行過濾；所得濾餅雜質送去深埋或者焚燒；

步驟F、將步驟E中所得濾液用分級蒸餾器進行分級減壓蒸餾，得到蒸餾液I和蒸餾液II，剩下的鹽酸溶液返回第一耐腐蝕的反應器循環利用；

步驟G、將步驟F中所得蒸餾液I依次用第一冷卻器、第一洗滌器、第一粉碎機進行冷卻結晶、洗滌包裝得到硝酸銅產品；所得蒸餾液II依次用第二冷卻器、第二洗滌器、第二粉碎機進行冷卻結晶、洗滌包裝得到硝酸亞銅晶體產品；

其中，步驟A中所述染料廢渣為活性艷藍K-NA染料的廢渣和堿性紫染料廢渣按照1∶1混合均勻的混合物。

本發明主要是利用生產染料過程中所產生的廢渣，先經過焙燒后再用鹽酸進行處理，制得氯化銅和氯化亞銅后再用硝酸進行處理，最終制得硝酸銅和硝酸亞銅；該方法不僅生產工藝及其設備簡單、成本低廉，有效治理了染料過程中所產生的廢渣制對環境的污染，而且能生產出有經濟價值的、比較純凈的硝酸銅和硝酸亞銅產品，創造了可觀的經濟效益。

其化學反應方程式為：

CuO+2HCl＝＝＝＝CuCl₂+H₂O

Cu₂O+2HCl＝＝＝＝2CuCl+H₂O