專利名稱：利用廢酸廢銅料生產(chǎn)氯化亞銅快速方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬環(huán)?；ゎI(lǐng)域，特別是一種利廢治廢快速生產(chǎn)氯化亞銅的方法。
目前工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生的廢酸(廢硫酸或廢硝酸或廢鹽酸)一般未經(jīng)處理就直接排放，只有少數(shù)經(jīng)處理后排放。這樣既浪費了資源，又嚴(yán)重地污染了環(huán)境。
對于廢銅料，目前大多用于生產(chǎn)硫酸銅或電解銅或海綿銅，但產(chǎn)品質(zhì)量差，雖有少數(shù)用于生產(chǎn)氯化亞銅，但生產(chǎn)周期長，產(chǎn)品質(zhì)量低。
現(xiàn)氯化亞銅的生產(chǎn)多采用先生成銅的絡(luò)合物，然后再加水稀釋(水解)而制得。這類方法因加大量水造成大體積過濾，操作麻煩，生產(chǎn)周期長，且不能分離金屬離子雜質(zhì)，產(chǎn)品質(zhì)量低，并有大量含銅廢液排放，造成環(huán)境污染。近年也有不采用生成銅的絡(luò)合物而制得氯化亞銅的方法，如日本專利JP018850是利用堿金屬的亞硫酸鹽等作還原劑與氯化銅的水溶液反應(yīng)而制得氯化亞銅。該方法雖然避免了生成銅的絡(luò)合物過程，但反應(yīng)要求調(diào)整PH值，尤其要在無空氣氧化的條件下進行，并要通入氮氣或氬氣，反應(yīng)要求條件高，生產(chǎn)難滿足，也不易控制，反應(yīng)時間為30分鐘至5小時，生產(chǎn)周期長，同時該方法要求必須制成氯化銅溶液才能制得氯化亞銅，限制了原料的來源。
本發(fā)明的目的在于提供一種快速簡便且能利廢生產(chǎn)氯化亞銅的方法。系用SO2-3·Cl-·OH-混合型快速還原沉淀劑、與工業(yè)生產(chǎn)排放的廢酸分解廢銅料制成的二價銅離子Cu2+液分別加熱、瞬時合并還原二價銅離子Cu2+直接快速制得氯化亞銅CuCl，并采用快速分液器不用過濾直接將母液與氯化亞銅CuCl分離、和強磁除鐵管直接去除二價銅離子Cu2+液中的離子鐵，生產(chǎn)周期短，操作簡便，原料來源廣，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。
本發(fā)明系將工業(yè)生產(chǎn)排放的廢酸經(jīng)石英砂過濾去除酸溶物后分解廢銅料制成二價銅離子Cu2+液(A液)。廢酸為廢硫酸或廢硝酸或廢鹽酸，廢銅料為廢紫銅或含銅廢渣或氧化型銅礦石或含銅廢液或次品銅鹽。當(dāng)廢銅料為次品銅鹽時，用純水代替廢酸。當(dāng)廢銅料為含銅廢液時，直接作為二價銅離子Cu2+液(A液)。三種廢酸可單獨使用。廢硝酸可分別與廢鹽酸或廢硫酸混合使用。
用20%堿金屬的或銨的亞硫酸鹽溶液、20%堿金屬的或銨的氯化物溶液、20%堿金屬的氫氧化物溶液分別澄清去渣后按體積5∶4∶0.2-0.6的比例配成SO2-3·Cl-·OH-混合型快速還原沉淀劑(B液)。
將經(jīng)過石英砂過濾和強磁除鐵的A液與B液分別加入加熱器(4、5)中，加熱至60-90℃，并按A液含銅量1公斤與B液18-19公升的比例，在同一時間內(nèi)將A液與B液以最高流速形成瞬時均勻的狀態(tài)流經(jīng)三通管(1)合并，此時氯化亞銅CuCl已生成，其反應(yīng)式為
并連續(xù)流入快速分液器(2)中，此時已達反應(yīng)終點，其PH值為1.5-4.0，靜置片刻，氯化亞銅CuCl即完全沉淀，由上至下逐一打開快速分液器(2)的分液閥(13)，迅速將上層清液(即母液)全部排入快速分液器(3)中?？焖俜忠浩?2)中的沉淀(CuCl)經(jīng)排料閥(15)排入甩干機(6)中，先后以鹽酸和工業(yè)酒精洗滌甩干，經(jīng)烘干即得氯化亞銅產(chǎn)品。
快速分液器(3)中的母液含有微量的一價銅離子Cu+和二價銅離子Cu2+，以20%燒堿溶液中和至黃色的氫氧化物沉淀回收，用于制備二價銅離子Cu2+液(A液)，以循環(huán)補充氯化亞銅回收率。其廢液排入循環(huán)水池(7)中，供制備B液或排放。經(jīng)化學(xué)分析測得，廢液含Cu 0.08mg/l，PH值＝6.5，氯化亞銅總回收率85.78-99.998%，純度98.1-98.5%。
快速分液器(2、3)由筒體(14)、分液閥(13)、排液管(16)、排料閥(15)構(gòu)成(圖3)。筒體(14)由耐腐蝕的硬質(zhì)塑料或不銹鋼板制成。上部為圓筒形，下部為錐形。圓筒形部位上以階梯式裝有數(shù)個與筒體(14)的垂直線向下傾斜60度的直管式分液閥(13)，分液閥(13)的垂直間距由上至下逐漸減小。每個分液閥(13)旁裝有一監(jiān)視窗(17)以便觀察液層高度。監(jiān)視窗(17)的位置略高于分液閥(13)。監(jiān)視窗(17)的透視板為85＃料玻璃。分液閥(13)的出口端與排液管(16)相連。排液管(16)為耐腐蝕的硬質(zhì)塑料管以將分液閥(13)放出的液體排出，其單位時間的排放能力為三個分液閥(13)排出能力之和。排料閥(15)裝在筒體(14)錐形部位的錐頂端供排出沉淀物用。分液閥(13)和排料閥(15)的材質(zhì)與筒體(14)同。該快速分液器(2、3)除本發(fā)明使用外，還可用于其它工業(yè)生產(chǎn)，必要時可裝攪拌器。
強磁除鐵管(9、10)由中心管(23)、蜂窩網(wǎng)(24)、線圈(25)、固網(wǎng)座(26)構(gòu)成(圖4)。中心管(23)為85＃料玻璃或不銹鋼制成的園型空心管，管的一端較細，以套膠管用;另一端裝有與管的內(nèi)壁緊密接觸的固網(wǎng)座(26)。固網(wǎng)座(26)的一端較細，以套膠管用;另一端裝有與中心管(23)內(nèi)壁平形接觸的蜂窩網(wǎng)(24)。蜂窩網(wǎng)(24)由2＃鐵絲制成。固網(wǎng)座(26)為開口空心塞狀，由耐腐蝕的塑料制成。中心管(23)外撓有線圈(25);線圈(25)接通電源可產(chǎn)生磁場。當(dāng)含有鐵質(zhì)的溶液經(jīng)過中心管(23)時，溶液中的鐵質(zhì)因磁場作用附著在蜂窩網(wǎng)(24)和中心管(23)管內(nèi)壁上，從而達到除鐵的目的。蜂窩網(wǎng)(24)可隨固網(wǎng)座(26)一起從中心管(23)中取出清洗，中心管(23)可從線圈(25)中取出清洗。該強磁除鐵管(9、10)除本發(fā)明使用外，還可用于其它工業(yè)生產(chǎn)除鐵。
本發(fā)明的優(yōu)點在于以廢治廢、以治廢利廢，將工業(yè)生產(chǎn)排放的廢酸、與廢銅料用于氯化亞銅的生產(chǎn)，不僅有較好的經(jīng)濟價值，而且可減少環(huán)境污染。系采用了SO2-3·Cl-·OH-混合型快速還原沉淀劑與二價銅離子Cu2+反應(yīng)、瞬時產(chǎn)生氯化亞銅CuCl沉淀，并采用了強磁除鐵管直接去除二價銅離子Cu2+液中的離子鐵、和快速分液器不用過濾直接分離母液，縮短了生產(chǎn)周期，加快了生產(chǎn)速度，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。
下面結(jié)合


實施例。
圖1為用廢酸廢銅料制備二價銅溶液(A液)工藝方塊圖。
圖2為氯化亞銅生產(chǎn)工藝方塊圖。
圖3為快速分液器(2、3)結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4為強磁除鐵管(9、10)結(jié)構(gòu)示意圖。
實施例1將含銅3%、含鐵5%、總氧化率(均值)85%的泥砂狀(其中有少量塊狀)的銅礦石碎成直徑小于3毫米的碎塊，置于浸出池(12)中，加入經(jīng)過石英砂過濾的濃度為12%的廢硫酸和濃度為3%的廢硝酸(兩種酸按含量比HNO3∶H2SO4＝1∶5)浸泡，每30-60分鐘用高壓泵將本池的浸出液抽取沖擊一次，至浸出液的PH值≥2時放出浸出池(12)，流經(jīng)強磁除鐵管(9)、砂濾池(11)、強磁除鐵管(10)、進儲液池(18)，得含銅濃度為2.5%的二價銅離子Cu2+液(A液)。浸出池(12)中的殘渣以滲液稀釋，用泥砂泵打入沉渣池(19)中供制泡沫磚用。
將濃度均為20%并經(jīng)澄清去渣的無水亞硫酸鈉溶液、食鹽溶液、燒堿溶液按體積5∶4∶0.6的比例在混合器(8)中配成SO2-3·Cl-·OH-混合型快速還原沉淀劑(B液)。
將A液與B液分別加入加熱器(4)和(5)中，同時加熱到90℃，將加熱器(4)和(5)的排液閥打開，并按A液含銅量1公斤與B液18公升比例，全部以最高流速均勻地流經(jīng)三通管(1)、入快速分液器(2)中，靜置片刻，使白色氯化亞銅沉淀，按由上至下的順序逐一打開快速分液器(2)的分液閥(13)，迅速將上層清液(即母液)排入快速分液器(3)中。在上層清液基本排完時，打開快速分液器(8)底部的排料閥(15)，將白色沉淀排入甩干機(6)中甩干，并用3%的鹽酸以沉淀物的2.5倍體積分兩次洗滌甩干，立即用95%的工業(yè)酒精以沉淀物相等的體積一次加入甩至松疏狀取出，在80-90℃的衡溫條件下烘干，置于室溫冷卻、包裝，即得白色粉末狀氯化亞銅產(chǎn)品。
從甩干機(6)中排出的酒精洗滌液回收待用，排出的鹽酸洗滌液進快速分液器(3)中與母液合并，趁熱用20%燒堿溶液將母液中和至黃色氫氧化物沉淀，靜置，待沉淀完全時，按由上至下的順序逐一打開快速分液器(3)的分液閥(13)，將上層清液(即廢液)一部分排入循環(huán)水池(7)中待制備B液和制泡沫磚用，剩余的全部排放?？焖俜忠浩?3)底部的沉淀物用于制備二價銅離子Cu2+液(A液)。經(jīng)化學(xué)分析測得，廢液含Cu 0.08mg/l，PH值＝6.5，氯化亞銅總回收率99.987%，純度98.48%。
實施例2將經(jīng)石英砂過濾后濃度為20%的廢硝酸和濃度為25%的廢鹽酸按(含量)HNO3∶HCl＝1∶5的比例加入溶銅器(20)中微微加熱，在緩緩?fù)ㄍ諝獾臈l件下逐漸加入米粒狀廢紫銅，直至反應(yīng)液的PH值＞0.5時，迅速將反應(yīng)液放出(留下殘渣)，流入稀釋池(21)以純水稀釋，經(jīng)砂濾池(11)和強磁除鐵管(10)進儲液池(18)，得含銅濃度為6.62%的二價銅離子Cu2+液(A液)。
將濃度均為20%并經(jīng)澄清去渣的無水亞硫酸鈉溶液、氯化銨溶液、氫氧化鉀溶液按體積5∶4∶0.4的比例在混合器(8)中配成SO2-3·Cl-·OH-混合型快速還原沉淀劑(B液)。氯化亞銅的生產(chǎn)工藝同實施例1。得灰色粉末狀氯化亞銅產(chǎn)品。經(jīng)化學(xué)分析測得，廢液含Cu 0.08mg/l，其PH值＝6.5，氯化亞銅總回收率99.998%，純度98.5%。
實施例3將含銅7.6%的次品硫酸銅置于溶解池(22)中，加純水溶解后放出(留下殘渣)，流經(jīng)強磁除鐵管(9)、砂濾池(11)、強磁除鐵管(10)、進儲液池(18)，得含銅濃度為1.5%的二價銅離子Cu2+液(A液)。
將濃度均為20%并經(jīng)澄清去渣的無水亞硫酸鉀溶液、氯化鉀溶液、氫氧化鉀溶液按體積5∶4∶0.2的比例在混合器(8)中配成SO2-3·Cl-·OH-混合型快速還原沉淀劑(B液)。氯化亞銅的生產(chǎn)工藝同實施例1。得白色粉末狀氯化亞銅產(chǎn)品。經(jīng)化學(xué)分析測得，廢液含Cu 0.08mg/l，其PH值＝6.5，氯化亞銅總回收99.964%，純度98.5%。
實施例4將含銅濃度0.075%的蝕刻廢水與電鍍廢水的混合液，經(jīng)強磁除鐵管(9)、砂濾池(11)、強磁除鐵管(10)、放入儲液池(18)，得含銅濃度為0.075%的二價銅離子Cu2+液(A液)。
將濃度均為20%并經(jīng)澄清去渣的無水亞硫酸銨溶液、氯化鉀溶液、氫氧化鈉溶液按體積5∶4∶0.6的比例在混合器(8)中配成SO2-3·Cl-·OH-混合型快速還原沉淀劑(B液)。氯化亞銅的生產(chǎn)工藝同實施例1。得灰色粉末狀氯化亞銅產(chǎn)品。經(jīng)化學(xué)分析測得，廢液含Cu 0.08mg/l，其PH值＝6，5、氯化亞銅總回收率85.78%，純度98.1%。
權(quán)利要求
1.一種利用廢酸廢銅料生產(chǎn)氯化亞銅快速方法，其特征在于①以廢酸分解廢銅料制成二價銅離子Cu2+液(A液)，②利用SO2-3·Cl-·OH-混合型快速還原沉淀劑(B液)、與二價銅離子Cu2+液(A液)分別加熱、瞬時合并還原二價銅離子Cu2+為氯化亞銅CuCl沉淀，③采用快速分液器(2、3)不用過濾、直接將母液與氯化亞銅沉淀分離，④采用強磁除鐵管(9、10)直接去除二價銅離子Cu2+液(A液)中的離子鐵。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述利用廢酸廢銅料生產(chǎn)氯化亞銅快速方法，其特征在于廢酸為工業(yè)生產(chǎn)排放的廢硫酸或廢硝酸或廢鹽酸，廢銅料為廢紫銅或含銅廢渣或含銅廢液或氧化型銅礦石或次品銅鹽。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述利用廢酸廢銅料生產(chǎn)氯化亞銅快速方法，其特征在于SO2-3·Cl-·OH-混合型快速還原沉淀劑(B液)由20%堿金屬的或銨的亞硫酸鹽溶液、20%堿金屬的或銨的氯化物溶液、20%堿金屬的氫氧化物溶液按體積5∶4∶0.2-0.6的比例配制而成。
全文摘要
一種利用廢酸廢銅料生產(chǎn)氯化亞銅快速方法，以廢酸分解廢銅料制成二價銅離子Cu
文檔編號C01G3/05GK1085524SQ9310899
公開日1994年4月20日 申請日期1993年7月19日 優(yōu)先權(quán)日1993年7月19日
發(fā)明者董才華 申請人:董才華