[發(fā)明專利]電鍍級硫酸銅的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210553171.8
• 申請日: 2012-12-19
• 公開（公告）號: CN102963921A
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 刁偉華;胡春林;余雅旋;李雙春
• 申請（專利權(quán)）人: 東江環(huán)保股份有限公司
• 主分類號: C01G3/10
• 分類號: C01G3/10
• 代理公司: 深圳市銘粵知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44304
• 代理人: 楊林;李友佳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及銅鹽生產(chǎn)工藝，尤其是一種電鍍級硫酸銅生產(chǎn)的新工藝。

背景技術(shù)

在我國，硫酸銅的生產(chǎn)方法很多，來源也比較廣泛，但大多數(shù)生產(chǎn)仍以副產(chǎn)物回收，或利用廢銅酸化處理而得。因此，就目前而言，硫酸銅產(chǎn)品的生產(chǎn)仍以粗加工方式為主，主要生產(chǎn)農(nóng)用級和工業(yè)級硫酸銅。

目前，硫酸銅制取原料主要有銅電解精煉產(chǎn)生的廢電解液、廢品銅、印制線路板蝕刻廢液、銅礦石、煉銅煙灰及廢渣。硫酸銅生產(chǎn)的大致方法主要有氨浸法、催化氧化法、酸堿中和法和萃取法。

（1）氨浸法

氨浸法主要是利用Cu與NH₃·H₂O在加熱的條件下反應(yīng)生成銅氨絡(luò)合物，銅氨絡(luò)合物經(jīng)過蒸氨系統(tǒng)蒸氨處理生成堿式碳酸銅，然后堿式碳酸銅用稀硫酸酸化處理即可產(chǎn)生硫酸銅。如專利CN97115802.9提到使用這種方法，CN97115802.9專利特征是用氨及碳酸氫銨制成的溶液將銅包鋼絲浸溶，溶液中氨濃度為1.5~10mol/L，原料摩爾比為Cu:NH₃:NH₄HCO₃=1:2~4:1~2,過濾加熱結(jié)晶得堿式碳酸銅；再用其制氧化銅或硫酸銅。

本方法的特點一是廢料利用取材方便，母液循環(huán)使用，成本低廉；二是產(chǎn)品純度高，減少環(huán)境污染；三是應(yīng)用價值高。缺點就是需要消耗大量的氨水以及對設(shè)備易腐蝕。

（2）催化氧化法

催化氧化法主要是指在稀硫酸的介質(zhì)下，利用空氣中的氧氣氧化金屬銅生成氧化銅，氧化銅然后在稀硫酸的作用下生成硫酸銅。催化氧化法包括常溫催化氧化法和高溫催化氧化法，專利CN89104857.X提到使用這種方法，提到目前該方法已有硫酸銅生產(chǎn)工藝有兩種，一種是在加熱的稀硫酸中用空氣將銅氧化生成硫酸銅，另一種是用氯化銅法生產(chǎn)硫酸銅，前者能源耗大，設(shè)備易腐蝕；后者是原料成本高。本專利為有硫酸銅的存在下，用鹽酸做催化劑，在常溫下將銅氧化生產(chǎn)硫酸銅，克服上述缺點，投資少，操作簡單，經(jīng)濟效率和社會效益顯著。缺點就是使用鹽酸做催化劑，生產(chǎn)時將引入大量的氯離子，影響硫酸銅產(chǎn)品的質(zhì)量。

（3）萃取法

萃取法主要是粗硫酸銅結(jié)晶或銅合金溶解，將其進行溶劑萃取處理，使硫酸銅溶液在進行重結(jié)晶，從而生產(chǎn)出高品質(zhì)、純度的硫酸銅產(chǎn)品。如專利CN200480023147.7提到了該方法，此方法生產(chǎn)的硫酸銅品質(zhì)高，但是需要使用粗硫酸銅作為生產(chǎn)原料，其生產(chǎn)成本比較大。

（4）酸堿中和法

酸堿中和法主要是指酸與堿進行中和產(chǎn)生大量銅泥，銅泥經(jīng)硫酸酸化處理、結(jié)晶反應(yīng)生成硫酸銅產(chǎn)品。本發(fā)明投資少，見效快，操作簡單，無二次污染，完全徹底處理廢液，有利于環(huán)境保護。但是生產(chǎn)得到的硫酸銅雜質(zhì)含量較高，直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于目前技術(shù)產(chǎn)出的硫酸銅產(chǎn)品純度不高、工藝復(fù)雜、成本高等缺陷，因此開發(fā)一種高品質(zhì)的電鍍級硫酸銅產(chǎn)品的生產(chǎn)方法是十分必要的。

本發(fā)明提供一種電鍍級硫酸銅的制備方法，包括如下步驟：

步驟Ⅰ：將水與工業(yè)級氧化銅按照質(zhì)量比為3.4~3.7:1混合打漿，形成混合漿料；

步驟Ⅱ：向混合漿料中加入酸液進行酸化；并調(diào)節(jié)混合漿料的pH為1~2，攪拌反應(yīng)1.5~3h形成混合體系；

步驟Ⅲ：加入酸液調(diào)節(jié)所述混合體系pH小于1，并使所述混合體系在冷卻循環(huán)系統(tǒng)中冷卻結(jié)晶；

步驟Ⅳ：對所述混合體系進行固液分離后獲得硫酸銅母液及硫酸銅晶體，烘干后獲得電鍍級硫酸銅（CuSO₄·5H₂O）產(chǎn)品。

優(yōu)選地，為了獲得較好的酸化效果，進一步控制所述步驟Ⅱ中混合漿料的pH為1.4~1.8。

優(yōu)選地，所述步驟Ⅱ中還包括尾氣吸收步驟，通過尾氣吸收系統(tǒng)吸收揮發(fā)出的酸性物質(zhì)。由于濃硫酸與氧化銅、水混合反應(yīng)，會產(chǎn)生大量的熱，甚至?xí)屓芤壕植糠序v，生產(chǎn)大量酸霧或酸性蒸汽。

優(yōu)選地，所述酸液為工業(yè)級濃硫酸，一般質(zhì)量百分比為98%。

優(yōu)選地，為了獲得較佳的結(jié)晶效果，有效節(jié)約酸用量，控制成本，所述步驟Ⅲ中控制混合體系的pH值0.3~0.5。

優(yōu)選地，待所述步驟Ⅲ的混合體系溫度降至40℃以下，再進行固液分離。

優(yōu)選地，所述步驟Ⅳ還包括對所述硫酸銅晶體進行洗滌，并獲得洗滌液。

優(yōu)選地，所述步驟Ⅳ中硫酸銅母液連同所述洗滌液循環(huán)至步驟Ⅱ中代替部分酸液對所述混合漿料進行酸化。