[發明專利]一種多級循環免蒸發硫酸銅精制方法

有效

• 申請號: 201210136136.6
• 申請日: 2012-05-04
• 公開（公告）號: CN102633293A
• 公開（公告）日: 2012-08-15
• 發明（設計）人: 張旭;施哲;沈慶峰
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: C01G3/10
• 分類號: C01G3/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種粗硫酸銅精制的方法，屬于化工、冶金技術領域。

背景技術

五水硫酸銅是一種常用的化工產品，特別是在電解液、顏料、農藥、防腐劑、添加劑、醫藥以及生產電子產品過程中需要高純度的硫酸銅。

生產硫酸銅的常規工藝是將含銅物料采用稀硫酸浸出、過濾、濾液凈化、蒸發濃縮、冷卻結晶、離心分離產出硫酸銅產品，但由于原料中含有較多雜質，所獲的硫酸銅產品質量不高，為獲高質量硫酸銅產品，常需精制，提出了一些制備硫酸銅的工藝。

重結晶方法是一種獲得高質量產品的公知技術，但由于傳統重結晶方法需蒸發濃縮，能耗高，排出大量高雜結晶廢液，銅回收率低，速度慢，故傳統重結晶技術僅為實驗室或特殊用途制備少量化合物時采用。

CN1072961A公開了一種利用氨水將硫酸銅溶液中的銅轉化為堿式硫酸銅從多雜硫酸銅溶液中沉淀分離出來，得到的堿式硫酸銅再經過重溶、脫雜、蒸發濃縮結晶析出硫酸銅晶體。

ZL03820029.5公開了一種將硫酸銅晶體（純度為95～99.9%）溶解到純凈水中，對其進行蒸發濃縮后冷卻至室溫，除去初始階段沉淀出來的晶體，將母液再進一步蒸發濃縮，然后冷卻至室溫結晶，過濾后得到高純度硫酸銅產品的方法。

ZL200480023147.7公開了一種將硫酸銅結晶（純度為95～99.9%）溶解于純水或酸中，然后經過溶劑萃取或活性炭處理除去雜質，最后再通過蒸發濃縮，冷卻結晶，過濾，結晶體重溶再結晶，得到高純硫酸銅。

現有公開技術為保證硫酸銅產品質量，常需加入各種試劑對硫酸銅溶液進行凈化，這將導致引入雜質離子和增加成本，產出含銅的凈化渣，降低銅的回收率；或采用含雜質較少的含銅原料，導致原料成本上升，經濟效益下降；或將部分結晶母液或初始結晶由系統中排出的方法，這又導致了回收率降低，生產效率下降。

以上方法雖可獲得高質量硫酸銅，但均存在蒸發濃縮結晶工序，該操作存在以下不足：（1）為了避免硫酸銅溶液濃度過高導致過濾困難，需要配置常溫非飽和硫酸銅溶液，需要大量新水溶解粗硫酸銅，水消耗量大；（2）濃縮過程中，為提高結晶率，常將溶液濃縮至高溫飽和狀態，導致此溶液無法過濾，且由于濃縮過程中水硫酸銅濃度上升，溶液沸點升高，高溫濃縮后液溫度常高于100℃，為了進一步蒸發水，則需要消耗更多的高壓蒸汽，并且產生大量乏汽難以利用，蒸汽利用率低，能耗高，同時也消耗大量水；（3）蒸發濃縮獲得高溫硫酸銅飽和液的同時，溶液中的雜質也被濃縮，在硫酸銅結晶的同時析出進而導致產品質量不高；為了獲得更高質量的硫酸銅產品，通常需要對硫酸銅溶液進行深度凈化或多次重結晶，最終導致產率低、金屬回收率低。同時蒸發大量水的過程速度慢，設備較多，致使硫酸銅生產成本高。

發明內容

本發明的目的旨在克服上述方法的缺陷，提供一種逆流多級重結晶，免蒸發濃縮、免溶液凈化的硫酸銅精制的方法。

本發明通過下列技術方案實現：一種多級循環免蒸發硫酸銅精制方法，經過下列各步驟：

（1）配制硫酸銅飽和溶液；

（2）在步驟（1）所得飽和溶液作為浸出劑中按固液比為1︰3～8加入欲精制的粗硫酸銅，在70～100℃下加熱、過濾，得到高溫高濃度的含銅溶液；

（3）將步驟（2）所得高溫高濃度的含銅溶液采用常規冷卻結晶，再經離心分離，即得到一級精制硫酸銅和一級結晶母液；

（4）將一級精制硫酸銅作為欲精制的粗硫酸銅，重復步驟（1）～（3），得到二級精制硫酸銅和二級結晶母液；如此反復，進行多級重結晶直至所得的精制硫酸銅符合硫酸銅產品的質量要求，經水洗滌后即為精制所得硫酸銅產品；

（5）步驟（3）～（4）所得各級結晶母液加水以補充結晶失水、自然蒸發失水以及浸出渣夾帶失水的總合，以維持溶液體積平衡，再返回當級作為浸出劑使用，直至產品雜質含量超過所要求的質量標準，則將此結晶母液排出或送入其它系統進行處理；或配制新的硫酸銅飽和溶液作為浸出劑在該級使用，然后將該級所得結晶母液作為該級和上一級的浸出劑使用，如此類推至第一級。

所述步驟（1）配制硫酸銅飽和溶液是在2～40℃下。

所述步驟（2）中欲精制的粗硫酸銅純度大于75%。

所述步驟（3）的冷卻結晶終點溫度為2～40℃。

所述步驟（4）洗滌后的洗液作為步驟（5）所加水使用。