一種高純電鍍級氧化銅的生產(chǎn)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高純電鍍級氧化銅的生產(chǎn)方法，以質(zhì)量比8~10:1的強堿和強堿弱酸鹽作為預(yù)反應(yīng)溶液，將硫酸銅溶液與氫氧化鈉溶液按照一定的流量比連續(xù)打入反應(yīng)釜，控制pH為8~12、溫度90~100℃，進行攪拌反應(yīng)，再將反應(yīng)物通過洗滌、過濾、焙燒工序處理可得到電鍍級氧化銅。
【專利說明】一種高純電鍍級氧化銅的生產(chǎn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種氧化銅的生產(chǎn)方法，尤其涉及一種高純電鍍級氧化銅的生產(chǎn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]高純電鍍級氧化銅大量用于電子企業(yè)的高精度電子通信元器件的垂直連續(xù)填孔電鍍生產(chǎn)線，由于高純電鍍級氧化銅產(chǎn)品純度要求較高，目前電鍍級氧化銅的生產(chǎn)主要有以下幾種方法:一是以氧化銅粗品為原料，通過洗滌、干燥、焙燒等方法獲得電鍍級氧化銅； 二是用含銅溶液與堿類溶液反應(yīng)，先制得堿式碳酸銅，再經(jīng)焙燒得到電鍍級氧化銅；三是用含銅溶液與液體堿反應(yīng)，通過對反應(yīng)物的多次打漿洗滌、焙燒粉粹等工藝處理才能得到電鍍級氧化銅。
[0003]中國專利申請?zhí)枮?01110159948.8公開了一種采用液相分解法生產(chǎn)氧化銅粉的制備方法，采用可溶性碳酸鹽或碳酸氫鹽作為誘導(dǎo)劑，使氧化銅粒度和松比達到預(yù)定要求。該專利工藝較復(fù)雜，對物料的加入順序以及每個階段的PH值調(diào)節(jié)的要求嚴格，且該專利制備的氧化銅純度不高，只達到工業(yè)級別。
[0004]中國專利申請?zhí)枮?01110396253.1公開了一種利用酸性蝕刻廢液生產(chǎn)精制氧化銅的方法，采用氫氧化鈉或氫氧化鉀與強堿弱酸鹽混合得到的混合溶液與蝕刻廢液生產(chǎn)精制氧化銅，所制備的氧化銅含銅量大于98.5%以上，并未達到電鍍級別。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種工藝簡單、重金屬含量低、高純電鍍級氧化銅的生產(chǎn)方法。
[0006]本發(fā)明的上述目的通過如下技術(shù)方案予以實現(xiàn):
一種高純電鍍級氧化銅的生產(chǎn)方法，包括以下步驟:
51.原料配制:將電鍍級硫酸銅配制成含銅質(zhì)量分數(shù)為2~15%的溶液，壓濾后取上清液；將強堿與強堿弱酸鹽配制成質(zhì)量比為8~10:1，溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為10-50%的堿液，壓濾后取上清液；
所述強堿為氫氧化鈉或氫氧化鉀中的任意一種或其混合物；
所述強堿弱酸鹽為碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸氫鈉或碳酸氫鉀中的任意一種或幾種；
52.氧化銅制備:在反應(yīng)釜中加入SI中配制好的堿液，加熱堿液，然后將SI中配制好的硫酸銅溶液與質(zhì)量分數(shù)20-30%的氫氧化鈉溶液連續(xù)加入到反應(yīng)釜中，控制攪拌反應(yīng)的pH值在8~12，反應(yīng)溫度在9(Tl00°C，連續(xù)攪拌反應(yīng)，攪拌速度控制為2(T60r/min。
[0007]S3.氧化銅提純:將生成的氧化銅進行過濾、洗滌后，轉(zhuǎn)入焙燒爐進行焙燒，焙燒后可得到高純電鍍級氧化銅粉。
[0008]盡管本發(fā)明步驟SI中選用電鍍級硫酸銅為原料(一般電鍍級硫酸銅中，硫酸銅的含量高于98%)，雜質(zhì)較少，但如果不對工藝進行嚴格控制，電鍍級硫酸銅中所含的雜質(zhì)會在氧化銅產(chǎn)品中積累，導(dǎo)致無法獲得電鍍級氧化銅。
[0009]步驟S1.中配好的混合堿液作為反應(yīng)底液，一方面能確保反應(yīng)初期整個反應(yīng)體系處于堿性狀態(tài)，確保氧化銅轉(zhuǎn)化完全，如果以清水作為反應(yīng)底液，在反應(yīng)初期整個反應(yīng)體系的PH波動較大，容易造成生成的氧化銅顆粒較細，顆粒細小的氧化銅容易團聚并夾雜大量雜質(zhì)離子，不僅不利于后期的抽濾、洗滌，而且生成的氧化銅產(chǎn)品也難以達到電鍍級指標；另一方面由于反應(yīng)底液中加入了強堿弱酸鹽，其在反應(yīng)初期可作為氧化銅生成的誘導(dǎo)劑，促進氧化銅晶核的形成及生長。強堿與強堿弱酸鹽配制的質(zhì)量比為8~10:1，如果強堿與強堿弱酸鹽配制的質(zhì)量比小于8:1，混合溶液中的強堿弱酸鹽含量過高，強堿弱酸鹽除了作為誘導(dǎo)成核劑起作用之外， 過量的強堿弱酸鹽則容易在反應(yīng)過程中生成碳酸銅，影響氧化銅的品質(zhì)。如果強堿與強堿弱酸鹽配制的質(zhì)量比大于10:1，混合溶液中強堿弱酸鹽的含量過低，誘導(dǎo)成核作用降低，反應(yīng)過程中生成的氧化銅產(chǎn)品顆粒較小，不利于氧化銅產(chǎn)品的后續(xù)抽濾、洗滌，使得產(chǎn)品中夾雜的雜質(zhì)含量升高，影響氧化銅的產(chǎn)品品質(zhì)。
[0010]進一步地,步驟S2中所述的堿液加熱到4(Tl00°C。
[0011]發(fā)明人經(jīng)過多次試驗證明，在氧化銅的合成過程中，攪拌速度對產(chǎn)品性能有重要的影響。當攪拌速度大于60r/min時，過快的攪拌速度使反應(yīng)過程中的熱量散失過多，在反應(yīng)過程中需要補充更多的熱量來維持反應(yīng)需要的溫度，并且過快的攪拌速度使反應(yīng)初期形成的晶核生長較慢，不利于氧化銅顆粒尺寸的增長，也不利于產(chǎn)品的抽濾、洗滌。當攪拌速度小于20 r/min時，過慢的攪拌在原料流量較大時不能及時的完全反應(yīng)，導(dǎo)致反應(yīng)體系的pH值難以維持穩(wěn)定，不利于反應(yīng)的持續(xù)穩(wěn)定進行。作為一種更優(yōu)選方案，所述攪拌速度更優(yōu)選為30~50r/min。在這個范圍內(nèi)，更有利于反應(yīng)的穩(wěn)定、連續(xù)進行，并且獲得顆粒尺寸合適，純度高的氧化銅。
[0012]優(yōu)選地，步驟SI中所述電鍍級硫酸銅溶液含銅質(zhì)量分數(shù)為8~10%。步驟SI中所述堿液的質(zhì)量分數(shù)為25~30%。
[0013]步驟S2中，若pH值小于8，其反應(yīng)不完全，若pH值大于12，則生成的氧化銅中因夾雜較多的堿液容易粘結(jié)團聚，使抽濾、洗滌難以進行，進而使得后續(xù)干燥后的產(chǎn)品需要粉碎后才能進行焙燒，使整個電鍍級氧化銅生產(chǎn)過程程序繁雜。而PH值在8~12范圍內(nèi)，不僅反應(yīng)能更徹底，而且生成的氧化銅產(chǎn)品顆粒尺寸均勻，雜質(zhì)含量低，利于步驟S3中的過濾、洗滌，優(yōu)選地，步驟S3中，所述過濾為抽濾。
[0014]步驟S3中，焙燒是提高生成的氧化銅的純度，使得氧化銅達到電鍍級別，所述的焙燒溫度為40(T700°C。所述方法制備得到的高純電鍍級氧化銅含量大于99%。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果:
本發(fā)明通過對生產(chǎn)工藝的嚴格控制，提供了一種獲得高純電鍍級氧化銅的新方法。所述方法的工藝較現(xiàn)有的電鍍級氧化銅生產(chǎn)方法更簡單，生產(chǎn)效率高，并且生產(chǎn)過程產(chǎn)生的廢水中重金屬等污染物含量低，易于處理。
【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作出進一步地詳細闡述，但實施例并不對本發(fā)明做任何形式的限定。
[0017]本發(fā)明中，所述的含銅質(zhì)量分數(shù)是指銅元素在溶液中的質(zhì)量分數(shù)。[0018]實施例1
一種高純電鍍級氧化銅的生產(chǎn)方法，包括以下步驟:
S1.原料配制:將硫酸銅溶液配制成含銅質(zhì)量分數(shù)為9%的溶液，壓濾后取上清液；將氫氧化鈉與碳酸鈉配制成質(zhì)量比為9:1,溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為30%的溶液,壓濾后取上清液。
[0019]S2.氧化銅制備:壓濾后的混合堿液打入反應(yīng)釜中，加熱到70°C，將壓濾后的硫酸銅溶液與30%的氫氧化鈉溶液連續(xù)打入反應(yīng)釜中，控制反應(yīng)的pH值為10，反應(yīng)溫度為950C，攪拌速度為30r/min，連續(xù)攪拌反應(yīng)，將反應(yīng)物從反應(yīng)釜底部放出。
[0020]S3.氧化銅提純: 反應(yīng)產(chǎn)物進行抽濾、洗滌，于550°C下焙燒后，得到電鍍級氧化銅。
[0021]實施例2
除了 SI配制的堿液為將氫氧化鈉與碳酸鈉配制成質(zhì)量比為8:1的堿液，攪拌速度為20r/min外,其他條件同實施例1。
[0022]實施例3
除了 SI配制的堿液為將氫氧化鈉與碳酸鈉配制成質(zhì)量比為10:1的堿液，攪拌速度為40r/min外,其他條件同實施例1。
[0023]實施例4
除了 S2.的反應(yīng)體系pH值控制為8，攪拌速度為50r/min之外，其他條件同實施例1。
[0024]實施例5
除了 S2.的反應(yīng)體系pH值控制為12，攪拌速度為60r/min之外，其他條件同實施例1。
[0025]對比例I
除了 SI配制的堿液為將氫氧化鈉與碳酸鈉配制成質(zhì)量比為7:1的堿液外，其他條件同實施例1。
[0026]對比例2
除了 SI配制的堿液為將氫氧化鈉與碳酸鈉配制成質(zhì)量比為11:1的堿液外，其他條件同實施例1。
[0027]對比例3
除了 S2.的反應(yīng)體系pH值控制為7，攪拌速度為15r/min之外，其他條件同實施例1。
[0028]對比例4
除了 S2.的反應(yīng)體系pH值控制為13，攪拌速度為65r/min之外，其他條件同實施例1。
[0029]實施例1飛和對比例1~4所述方法制備條件以及得到的高純電鍍級氧化銅的指標如表1所示:
表1
【權(quán)利要求】
1.一種高純電鍍級氧化銅的生產(chǎn)方法，其特征在于，包括以下步驟: 51.原料配制:將高純硫酸銅配制成含銅質(zhì)量分數(shù)為2~15%的溶液，壓濾后取上清液； 將強堿與強堿弱酸鹽配制成質(zhì)量比為8~10:1，溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為10-50%的堿液，壓濾后取上清液； 所述強堿為氫氧化鈉或氫氧化鉀中的任意一種或其混合物； 所述強堿弱酸鹽為碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸氫鈉或碳酸氫鉀中的任意一種或幾種； 52.氧化銅制備:在反應(yīng)釜中加入SI中配制好的堿液，加熱堿液，然后將SI中配制好的硫酸銅溶液與質(zhì)量分數(shù)為20-30%的氫氧化鈉溶液連續(xù)加入到反應(yīng)釜中，控制攪拌反應(yīng)的PH值在8~12，反應(yīng)溫度在9(Tl00°C，連續(xù)攪拌反應(yīng)，攪拌速度控制為2(T60r/min ； 53.氧化銅提純:將生成的氧化銅進行過濾、洗滌后，轉(zhuǎn)入焙燒爐進行焙燒，焙燒后可得到高純電鍍級氧化銅粉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高純電鍍級氧化銅的生產(chǎn)方法，其特征在于，步驟SI中所述高純硫酸銅含銅質(zhì)量分數(shù)為8~10%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高純電鍍級氧化銅的生產(chǎn)方法，其特征在于，步驟SI中所述堿液的質(zhì)量分數(shù)為25~30%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高純電鍍級氧化銅的生產(chǎn)方法，其特征在于，步驟S2中，所述的堿液加熱到4(Tl00°C。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高純電鍍級氧化銅的生產(chǎn)方法，其特征在于，步驟S2中，所述攪拌的速度為30~ 50r/min。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高純電鍍級氧化銅的生產(chǎn)方法，其特征在于，步驟S3中，所述過濾為抽濾。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高純電鍍級氧化銅的生產(chǎn)方法，其特征在于，步驟S3中，所述的焙燒溫度為40(T700°C。
8.根據(jù)權(quán)利要求f3所述方法制備得到的高純電鍍級氧化銅，其特征在于，所述高純電鍍級氧化銅含量大于99%。
【文檔編號】C01G3/02GK103739000SQ201310725541
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2013年12月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月25日
【發(fā)明者】王永成, 吳陽東, 劉楊, 韓福勇, 廖悅鑒, 熊建民 申請人:廣州科城環(huán)保科技有限公司