氯化亚铜的制备工艺.pdf

第5卷第4期
材料研究与应用
2011年12月
MATERIALS RESEARCH AND APPLICATION
Dec.,2011
文章编号:1673-9981(2011〉04-029604
氯化亚铜的制备工艺
梁礼渭',曾清全',熊卫江',彭俊2
1.江西理工大学江西州341000;2.中南大学,湖南长沙41005
摘要:从生产原料的角度出发综述了氯化亚铜的生产工艺,指出为适应氯化亚铜不断增长的需求,在
提高产量的阿时还应重视高质量、高活性氯化亚铺的生产
关键词:氯化亚铜;含铜矿砂;含铜化工原料;含铜废物料
中图分类号:TG146.2;()326
文献标识码:A
氯化亚铜( Cuprous Chloride)为四面体白(灰)
谷万成]以硫化铜橢矿为原料,经250℃低温
色结晶,暴露在空气中会迅速被氧化成绿色.氯化焙烧后用硫酸浸出焙烧灰,将铜转入溶液,再用亚碗
亚不溶于硫酸、硝酸和醇,微溶于水,溶于浓盐酸酸钠还原、NaCI沉淀,得到夹带杂质Fe和SO的
和氨水并生成配合物.氯化亚铜的化学活性高,在有沉淀物.选用pH=1的IC!酸化水和乙醇先后洗
机合成工业中是应用广泛的催化剂,在治金、医药涤沉淀物,之后在100℃下烘于即得符合GB1619
化工、电镀及电池等工业领域中也有广泛的应用,目79的氯化亚铜,此外,文献[3]报道了一种从含铜锌
前,工业化生产氯化亚铜的原料有含铜矿砂、含铜化的硫化矿中分离铜锌,并分别制备氯化亚铜和氧化
工原料以及含锎废物料.本文从原料的角度出发,综锌的方法,采用硫酸化焙烧→酸浸.铜、锌混合硫酸
述了氯化亚铜的生产工艺
盐溶液→铜、锌分离的工艺制取氯化亚铜和氧化锌
此法技术可行而且经济效益可观,开辟了一条综合
1用含铜矿砂制备氯化亚铜
利用铜、锌矿制取氯化亚铜和氧化锌的途径
1.2低品位铜矿[り
1.1硫化铜矿
低品位铜矿的主要成分是CuS,Cu2S,CuO及
铜在硫化铜精矿中一般是以CuS的形式存在其他杂质,在酸性溶液中,它们与软锰矿间可发生氧
的.硫化铜精矿在焙烧时生成CuO并放出SO2,其化还原反应,主要的化学反应式为
反应式为
is+Mno2+2H2 SO -+Cuso
2cus+302 --*2cuo-+2SO2
Mnso, HO+S
用碗酸浸出焙烧灰,其化学反应为
在反应过程中,铁等杂质也被溶解到了溶液中
Cuoth, SO4 -CUSO, +H, O
Fe: 0; +2FEO+Mno +7H] Soe
铜以硫酸盐的形式被浸出到溶液中,在该浸出液中
2FE2 (SOA)3--MNSO, +7H. O
加入还原剂NaSO。或SO2将Cu+还原为Cu+,再
经过滤分离后,用氨水调节溶液的pH为2.5
加NaI沉定得CuC.其化学反应为
,溶液中的Fe+以Fe(OH)3的形式沉淀下来而被
2CuSO4+2Nal+Na2SO2+H2O一→
除去.向除铁后的溶液中加入NHx-NH。HCO并充
2CuCI+Na2SO+H2SO2(3)分搅拌,Mn2+以MnCO3的形式析出,而CuSO2则被
收稿日期:2011-09-
作者简允:梁扎渭(1986-),男,江西古安人,讲师,硕士
万方数据
第5卷第4期
梁礼渭、等:氯化亚铜的制备工艺
转化为Cu(NH3)4CO。.过滤MnCO3沉淀,将滤液酸的强氧化性,首先使金属铜与硝酸作用生成
加热,滤液中的Cu(NH3)4CO、分解为CuO和NHCu2+,硝酸被还原为NO.再于体系中通入纯氧,NO
及CO2用碱吸收CO2和NH:混合气体,慕氨后得又转化NO2,被水吸收重新生成HNO2在HCl和
到高化学活性的黑色CuO,把CuO加人到饱和食NHC的作用下,生成的Cu计与过量Cu反应生成
盐盐酸水溶液中,再加入新鲜铜粉,使C2还原成Cu+,Cu+与NH.CI络合而溶解生成CuCL.将溶解
Cu',进而生成氯化亚銅氯化钠络合物?络合物水了过量CuC1的反应液加水稀释,即印刻产生大量白
解后生成氯化亚铜?经酸洗、醇洗、干燥即得产品,反色CC沉淀.将此沉淀过滤、洗潦、烘干即得高纯
应如下
CuCL.反应式为:
Cuo+2NACL-+2HCL+CU--2NAICUCL, ]+H
3CU-+8HNO
3CU(NO,)2+2N0-+-4H2 O
(8)
NAICUCL -CUCI Y+Nacl
(7)
Cu(NO: )2+Cu+2HC1-+2NH, Cl
3含铜矿渣
2NHA Ecucle ]+2HNO
文献[5]报道了以含铜矿渣为原料制备活性氯
NH, [Cucl]-+CUCI+NH Cl
化亚铜的工艺.由于铜矿渣中的铜主要是以CuO的
采用此方法制备CuCl具有速度快,产量大的
形式存在,此外还含有大量的铁等杂质,若用酸浸特点.反应开始后能利用反应热维持反应速度,不需
出,其中的铁也被溶解形成杂质,对产品质量的影响另外加热.但反应容器不能是金属的,以免被硝酸腐
很大.采用碳铵氮混合溶液作为浸取剂溶解含铜矿蚀
渣,使转化为铜氨络合物而进入液相,铁等杂质不
厉明蓉?以氯气为氧化剂将铜氧化为Cu+,同
被络合而留在固相:从而实现了铜与其它杂质的分时Cr被过量的铜还原为C+,Cut与氯气结合产
离将没出液过滤除去不溶性朵质,再将滤液加热生氧化亚铜沉淀,这些沉淀物马上又与氯气生成络
分解蒸氨(逸出的氨,用水吸收可循环使用),与此同合物而溶解,达到分离杂质的目的,过滤后,将濾液
时,在液相中析出大量黑色或棕色细小的氧化铜颗加水稀释即可得到白色氯化亚铜
粒,将其过滤、干燥后可得到氧化铜粉末,用硫酸溶
用硝酸或氯气作氧化剂对设备的要求都很高,
解,得到纯净硫鵔溶液,以硫酸铜制取氯化亚铜为此,李国庭等人将经过预处理除去漆皮及铁等
时,首先,用还原剂亚硫酸钠在pH=3的条件下将杂质的废紫铜,以自制催化剂催化,使铜在空气存在
碗酸铜还原为氧化亚铜,然后将工业盐酸与氧化亚的条件下直接同含有催化剂的盐酸溶液反应,迅速
铜反应,在不断揽拌的条件下生成活性氯化亚铜
生成氯化亚钢沉淀,其反应机理为
2用含铜化工原料制备氯化亚铜
Cu十催化剂(氧化态)→Cu2t十催化剂(还原态
催化剂(还原态)+O02催化剂(氧化态)
2.1铜灰
Cut+Cu+2C1
铜治炼厂每年在生产阳极铜的过程中可产出數此法流程简单、对设备的要求低,缺点是反应缓慢且
百吨的铜灰.马普利等人研究了以铜灰为原料直需要贔贵的铜还原
接生产氯化亚铜的方法.其具体的方法是:把铜灰加2.3铜泥
人到饱和的食盐-盐酸水溶液中,再加人新鲜海绵
铜泥系合成氨丿的气体精炼工段在使用醋酸铜
铜,使Cu+还原成Cut,进而生成氯化亚氯化钠对氨液进行脱除CO和CO2时所产生的油性泥状
络合物,该络合物水解后生成氯化亚铜,经酸洗、醇物,其主要成分是被溶铜渣、铜的硫化物、碳酸盐或
洗、真空干燥即得产品.其化学反应式见式(6)和式复式盐类,其中铜的质量分数高达50%~70%,以
7).在年产100t氯化亚铜的工业生产装登上的运绳泥为原料制备氯化亚铜首先需要将铜泥转化为纯
行结果表明,此T艺无废气、废渣,只有少量废水?投净的硫酸铜,再用还原剂亚硫酸钠或二氧化