專(zhuān)利名稱(chēng)：重質(zhì)堿式碳酸銅的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種堿式碳酸銅的制備方法，具體涉及一種二次氧化除銅和空氣氣提工藝生產(chǎn)重質(zhì)堿式碳酸銅的方法。
背景技術(shù)：
重質(zhì)堿式碳酸銅屬于精細(xì)化工領(lǐng)域，主要用于有機(jī)催化劑，殺菌劑，電子陶瓷，原油貯存脫堿劑等?，F(xiàn)有技術(shù)提供一種以銅、氨、碳酸氫銨為原料，經(jīng)濃氨水制備、浸取合成反應(yīng)、過(guò)濾、熱分解、分離、烘干、粉碎、檢驗(yàn)包裝等工藝流程制備重質(zhì)堿式碳酸銅的方法，在化銅過(guò)程中不可避免地會(huì)生成一定量的銅粉，傳統(tǒng)化銅池在花板下方留有存銅粉的空間，定期清理，同時(shí)鼓空氣量小，以便銅粉的下沉；過(guò)濾用自然過(guò)濾，防止銅粉穿透，導(dǎo)致在熱分解時(shí)發(fā)生歧化反應(yīng)，進(jìn)而氧化生成黑色氧化銅，使產(chǎn)品發(fā)黑，質(zhì)量不合格。這一工藝存在化銅速度慢，清理銅粉勞動(dòng)量大，自然過(guò)濾速度慢和氨氣污染嚴(yán)重。在熱分解工藝中采用直接通入蒸汽加熱，其結(jié)果是蒸汽冷凝引起母液膨脹，母液不能全部返回系統(tǒng)，水污染嚴(yán)重、原料回收率低，不能達(dá)到水平衡，必須另行生產(chǎn)其他產(chǎn)品，使流程復(fù)雜化，同時(shí)有副產(chǎn)品，給銷(xiāo)售帶來(lái)一定難度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，提供一種二次氧化除銅和空氣氣提工藝生產(chǎn)重質(zhì)堿式碳酸銅的方法。該制備方法提高了分解反應(yīng)速度，且無(wú)副產(chǎn)品和廢料生成，原料利用率高，無(wú)環(huán)境污染，解決了生產(chǎn)過(guò)程中水平衡問(wèn)題，符合可持續(xù)發(fā)展方針，屬清潔生產(chǎn)工藝。本發(fā)明的具體工藝方法是
(1)浸取合成反應(yīng)將濃度為10 12%的氨水打入裝有銅絲或銅屑的化銅池，按 NH4HC03/NH3摩爾比彡2加入碳酸氫銨，用空壓機(jī)鼓入空氣，控制反應(yīng)溫度為60°C 70°C，反應(yīng)式為Cu+NH4HC03+NH3+1/202=CU (NH3) 2C03+H20 ；
(2)過(guò)濾用泵將步驟(1)的3/4銅氨液打入套筒式過(guò)濾器過(guò)濾后，銅氨液流入反應(yīng)
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(3)熱分解用空壓機(jī)向反應(yīng)釜中鼓入空氣，并升溫到80°C 100°C，進(jìn)行二次氧化和氣提，除去銅氨液中的銅粉，熱分解反應(yīng)2Cu (NH3) 2C03+H20 — CuCO3. Cu (OH) 2丨+4NH3+C02， 氣體送入冷凝器回收；
(4)分離、洗滌待步驟(3)的銅氨液PH值彡9.0后，用泵打入貯槽，然后進(jìn)行離心分離、洗滌；
(5)將步驟(4)得到的堿式碳酸銅濾餅經(jīng)烘干、粉碎、化驗(yàn)合格后包裝。本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)方案是，步驟(3)熱分解出來(lái)的氣體中含有水蒸汽、氨和二氧化碳隨空氣進(jìn)入冷凝器，冷凝時(shí)部分氨和二氧化碳進(jìn)入冷凝液生成碳化氨水，碳化氨水經(jīng)冷卻后打入吸收塔吸收冷凝器過(guò)來(lái)的余氣，吸收后的碳化氨水回收制濃氨水，吸收塔尾氣中微量氨燃燒排放；步驟(4)洗滌后的母液和濃洗液打入化銅池，淡洗液回收制濃氨水。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下明顯優(yōu)點(diǎn)
1、本發(fā)明過(guò)濾步驟由于采用套筒套過(guò)濾器有兩大優(yōu)勢(shì)，一是過(guò)濾速度很快，二是物料在套筒內(nèi)走不與空氣接觸，從而沒(méi)有氨的逸出，解決了空氣污染問(wèn)題。2、二次氧化除銅和空氣氣提工藝，除去了從套筒式過(guò)濾器穿透過(guò)來(lái)的銅粉，在 NH4HCO3和NH3存在的條件下，生成氨式碳酸銅，阻止了歧化反應(yīng)的進(jìn)行，從而解決了產(chǎn)品發(fā)黑問(wèn)題。3、熱空氣氣提趕氨，縮短了熱分解反應(yīng)所需時(shí)間，在同樣條件IOm3反應(yīng)釜中，不用空氣氣提所需時(shí)間為70小時(shí)，用空氣氣提時(shí)間只需20小時(shí)，分解速度提高了三倍多，從而提高了設(shè)備利用率。4、空氣氣提加熱解決了母液膨脹的問(wèn)題，使全部母液和大部分洗液返回系統(tǒng)，循環(huán)使用，從而達(dá)到水平衡。5、實(shí)踐證明，加大空氣用量，去除游離氨速度快，從而使原本PH >9的銅氨液很快達(dá)到PH彡9的重質(zhì)堿式碳酸銅的最佳結(jié)晶條件，使產(chǎn)品比重增大；
6、空氣氣提起到柔性攪拌作用，可不用剛性攪拌器，即節(jié)省了電耗，又使產(chǎn)品顆粒變粗，有利于分離和洗滌。7、熱空氣氣提直接加熱物料，節(jié)省了蒸汽用量，節(jié)約了能源。8、吸收塔的碳化氨水回收利用，尾氣含有微量氨燃燒排放(氨爆炸極限16 27%， 尾氣中氨遠(yuǎn)低于此極限，故不可能爆炸)，解決了空氣污染問(wèn)題。


圖1為本發(fā)明的重質(zhì)堿式碳酸銅生產(chǎn)工藝流程示意圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述 實(shí)施例1 參看附圖，本發(fā)明的工藝流程如下
(1)濃氨水制備用去離子水和液氨(或回收吸收塔的稀碳化氨水和分離淡洗液)制備濃度為11%的氨水，
(2)浸取合成反應(yīng)將步驟(1)的濃氨水打入裝有銅絲的化銅池，按NH4HC03/NH3摩爾比=2加入碳酸氫銨，用空壓機(jī)鼓入空氣，然后用蒸氣控制反應(yīng)溫度為60°C，致反應(yīng)液符合硫酸試驗(yàn)(即反應(yīng)好)。硫酸試驗(yàn)是取清液約5ml，加入硫酸試劑不得產(chǎn)生紅色沉淀。檢測(cè)原理Cu (NH3) 2C03+H2S04 — CuSO4蘭色溶液，說(shuō)明反應(yīng)好， Cu (OH) 2C03+H2S04 — CuS04+Cu 丨紅未反應(yīng)好
合成反應(yīng)式為Cu+NH4HC03+NH3+1/2O2=Cu (NH3) 2C03+H20
(3)過(guò)濾用泵將步驟(2)中3/4銅氨液打入套筒式過(guò)濾器過(guò)濾后，流入反應(yīng)釜，化銅池中留1/4銅氨液作下批歧化反應(yīng)加速化銅速度。(4)熱分解用空壓機(jī)向反應(yīng)釜中鼓入空氣(出口空氣溫度大致在40°C -50°C，空壓機(jī)的壓力為6-8公斤)，并升溫到80°C(可用蒸汽間接加熱)，進(jìn)行二次氧化和氣提，除去過(guò)濾穿透過(guò)來(lái)的銅粉，此時(shí)進(jìn)行熱分解反應(yīng)2Cu (NH3) 2C03+H20 — CuCO3. Cu (OH)2丨+4NH3+0)2 熱分解出來(lái)的氣體中含有水蒸汽、氨和二氧化碳隨空氣進(jìn)入冷凝器，冷凝時(shí)部分氨和二氧化碳進(jìn)入冷凝液生成碳化氨水，碳化氨水經(jīng)冷卻后打入吸收塔吸收冷凝器過(guò)來(lái)的余氣，吸收后的碳化氨水送回濃氨水制備槽，吸收塔尾氣中微量氨用鼓風(fēng)機(jī)送入鍋爐燃燒排放。(5)分離、洗滌待步驟(4)中的銅氨液PH值=9.0時(shí)，用泵打入貯槽，然后進(jìn)行離心分離、洗滌，分離出堿式碳酸銅濾餅、母液、濃洗液、淡洗液。母液和濃洗液打入化銅池，淡洗液打入濃氨水制備槽制。(6)烘干
(7)粉碎
(8)化驗(yàn)合格后包裝。獲得產(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo)
權(quán)利要求
1.一種重質(zhì)堿式碳酸銅的制備方法，其特征在于包括以下步驟，(1)浸取合成反應(yīng)將濃度為10 12%的氨水打入裝有銅絲或銅屑的化銅池，按 NH4HC03/NH3摩爾比彡2加入碳酸氫銨，用空壓機(jī)鼓入空氣，控制反應(yīng)溫度為60°C 70°C，反應(yīng)式為Cu+NH4HC03+NH3+1/202=CU (NH3) 2C03+H20 ；(2)過(guò)濾用泵將步驟(1)的3/4銅氨液打入套筒式過(guò)濾器過(guò)濾后，銅氨液流入反應(yīng)^fe (3)熱分解用空壓機(jī)向反應(yīng)釜中鼓入空氣，并升溫到80°C 100°C，進(jìn)行二次氧化和氣提，除去銅氨液中的銅粉，熱分解反應(yīng)2Cu (NH3) 2C03+H20 — CuCO3. Cu (OH) 2丨+4NH3+C02， 氣體送入冷凝器回收；(4)分離、洗滌待步驟(3)的銅氨液PH值彡9.0后，用泵打入貯槽，然后進(jìn)行離心分離、洗滌；(5)將步驟(4)得到的堿式碳酸銅濾餅經(jīng)烘干、粉碎、化驗(yàn)合格后包裝。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種重質(zhì)堿式碳酸銅的制備方法，其特征在于步驟(3)熱分解出來(lái)的氣體中含有水蒸汽、氨和二氧化碳隨空氣進(jìn)入冷凝器，冷凝時(shí)部分氨和二氧化碳生成碳化氨水，碳化氨水經(jīng)冷卻后打入吸收塔吸收冷凝器過(guò)來(lái)的余氣，吸收后的碳化氨水回收制濃氨水，吸收塔尾氣中微量氨燃燒排放。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種重質(zhì)堿式碳酸銅的制備方法，其特征在于步驟(4) 洗滌后的母液和濃洗液打入化銅池，淡洗液回收制濃氨水。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用銅、氨、碳酸氫銨為原料，通過(guò)浸取合成反應(yīng)、過(guò)濾、熱分解、分離、洗滌、烘干、粉碎、檢驗(yàn)合格后包裝等工藝過(guò)程，采用二次氧化除銅和空氣氣提新工藝生產(chǎn)重質(zhì)堿式碳酸銅的方法。該制備方法提高了分解反應(yīng)速度，且無(wú)副產(chǎn)品和廢料生成，原料利用率高，無(wú)環(huán)境污染，解決了生產(chǎn)過(guò)程中水平衡問(wèn)題，符合可持續(xù)發(fā)展方針，屬清潔生產(chǎn)工藝。
文檔編號(hào)C01G3/00GK102531027SQ20121002607
公開(kāi)日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2012年2月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月7日
發(fā)明者樊余杰 申請(qǐng)人:樊余杰