[發(fā)明專利]一種用染料廢渣制備五水硫酸銅和硫酸亞銅的方法

無效

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• 申請日: 2011-07-01
• 公開（公告）號: CN102344161A
• 公開（公告）日: 2012-02-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王嘉興
• 申請（專利權(quán)）人: 馮若愚
• 主分類號: C01G3/10
• 分類號: C01G3/10
• 代理公司: 廣州三環(huán)專利代理有限公司 44202
• 代理人: 張艷美;郝傳鑫

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于有機(jī)化工染料行業(yè)三廢綜合利用的技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種用染料廢渣制備五水硫酸銅和硫酸亞銅的方法。

技術(shù)背景

染料工業(yè)中活性艷藍(lán)K-NR、堿性紫、還原灰BG、愈創(chuàng)木酚等生產(chǎn)的過程產(chǎn)生大量廢渣，其中含有大量的銅、有機(jī)物質(zhì)和無機(jī)鹽等，而這些廢渣如果直接排放會對環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重影響。

其中，活性艷藍(lán)K-NA染料是以氯化銅、溴氨酸、間位酯化合物為原料，經(jīng)過縮合、過濾、精制、結(jié)晶、分離、干燥等過程而制成產(chǎn)品；在縮合反應(yīng)后過濾過程中產(chǎn)生含銅廢液。活性艷藍(lán)K-NR生產(chǎn)規(guī)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(jī)物8.3％，水分55.4％，不容物等雜質(zhì)。

其中，堿性紫染料是以二甲基苯胺、苯酚、硫酸銅為原料，經(jīng)過氧化、堿化、酸化等化學(xué)反應(yīng)及過濾、鹽析、干燥等過程而制得產(chǎn)品，在過濾中會產(chǎn)生含銅廢渣。其廢渣的組成：硫化亞銅23～30％，有機(jī)物20～23％，水為50％，每噸堿性紫產(chǎn)品可產(chǎn)生1.01噸含銅廢渣。

目前，為了減輕廢渣對環(huán)境的污染，染料工業(yè)所產(chǎn)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(jī)物在高溫下發(fā)生氧化分解反應(yīng)，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(jī)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五水硫酸銅和硫酸亞銅的方法的相關(guān)報道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種不僅成本低廉、回收量高、易于實(shí)現(xiàn)，而且生產(chǎn)工藝及生產(chǎn)設(shè)備簡單的、用染料廢渣制備五水硫酸銅和硫酸亞銅的方法；該方法不僅減少了廢渣對環(huán)境的污染，同時充分利用了廢渣中有價值的元素，創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

為了達(dá)到上述的目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種用染料廢渣制備五水硫酸銅和硫酸亞銅的方法，包括如下制備步驟：

步驟A、將染料廢渣投入到焙燒爐進(jìn)行焙燒，焙燒爐內(nèi)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(jī)物氧化成二氧化碳和水氣，染料廢渣中的碳酸銅轉(zhuǎn)變成氧化銅，硫化亞銅轉(zhuǎn)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(zhì)的質(zhì)量比1∶0.91投入到第一耐腐蝕反應(yīng)器中進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)生成氯化銅和氯化亞銅混合溶液I；所述純物質(zhì)指能與鹽酸進(jìn)行反應(yīng)的、焙燒混合物中的氧化銅和氧化亞銅(即實(shí)際投入到耐腐蝕反應(yīng)器內(nèi)的鹽酸的量，為了計算方便，是分別按照純氧化銅與鹽酸質(zhì)量比1∶0.91，氧化亞銅與鹽酸質(zhì)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(jìn)行過濾；所得濾餅雜質(zhì)送去深埋或者焚燒；

步驟D、將步驟C中所得濾液與稀硫酸按照純物質(zhì)的質(zhì)量比1∶0.52～0.92投入到第二耐腐蝕反應(yīng)器中進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)生成五水硫酸銅和硫酸亞銅混合溶液II；所述純物質(zhì)是指能與稀硫酸進(jìn)行反應(yīng)的、濾液中的氯化銅和氯化亞銅(即實(shí)際投入到耐腐蝕反應(yīng)器內(nèi)的稀硫酸的量，為了計算方便，是分別按照純氯化銅與稀硫酸質(zhì)量比1∶0.52～0.92，氯化亞銅與稀硫酸質(zhì)量比1∶0.52～0.92計算)，其中稀硫酸是指體積濃度為18％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(jìn)行過濾；所得濾餅雜質(zhì)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(jìn)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(yīng)器循環(huán)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(jī)進(jìn)行冷卻結(jié)晶、洗滌包裝得到五水硫酸銅產(chǎn)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(jī)進(jìn)行冷卻結(jié)晶、洗滌包裝得到硫酸亞銅晶體產(chǎn)品；

其中，步驟A中所述染料廢渣為活性艷藍(lán)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(fā)明主要是利用生產(chǎn)染料過程中所產(chǎn)生的廢渣，先經(jīng)過焙燒后再用鹽酸進(jìn)行處理，制得氯化銅和氯化亞銅后再用稀硫酸進(jìn)行處理，最終制得五水硫酸銅和硫酸亞銅；該方法不僅生產(chǎn)工藝及其設(shè)備簡單、成本低廉，有效治理了染料過程中所產(chǎn)生的廢渣制對環(huán)境的污染，而且能生產(chǎn)出有經(jīng)濟(jì)價值的、比較純凈的五水硫酸銅和硫酸亞銅產(chǎn)品，創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

其化學(xué)反應(yīng)方程式為：

CuO+2HCl＝＝＝＝CuCl₂+H₂O

Cu₂O+2HCl＝＝＝＝2CuCl+H₂O