[发明专利]一种电子级高纯五水合硫酸铜的制备方法

说明书

技术领域

    本发明涉及一种铜盐的制备方法，尤其涉及一种适合于电子工业使用的高纯度铜盐的制备方法，更具体是涉及一种以工业级五水合硫酸铜为原料提纯制得电子级高纯五水合硫酸铜的方法。

背景技术

      硫酸铜一般以含五个结晶水的形式存在，五水合硫酸铜又名胆矾、蓝矾、铜矾，在传统工业领域，硫酸铜主要用作棉及丝织品印染的媒染剂、杀虫剂、水的杀菌剂、木材的防腐剂，同时还大量用于配制波尔多液、铜电镀液，也大量用于有色金属选矿(浮选)工业、船舶油漆工业及其它化工原料的制造。随着高科技电子元器件、集成电路、印制线路板及相关企业在国内的飞速发展，硫酸铜的市场需求以前所未有的速度大幅度提高，与此同时也对硫酸铜的质量提出了更高的要求。由于工业级硫酸铜不可避免地含有不同程度的有机杂质、各种金属和非金属杂质，这些杂质不经去除将直接影响电子产品的质量。例如印制电路板等电子元器件进行化学镀时，镀液对杂质就非常敏感；有机和非金属杂质会降低镀液的活性，导致化学镀速度降低并漏镀，严重时还会导致化学镀工艺完全停止；而各种金属杂质也会导致化学镀速度降低和漏镀等现象的出现，而且会导致镀层发暗，金属杂质在镀层上的沉积，还会造成镀层不稳定，使镀层变粗糙；因此，硫酸铜的纯度和洁净度对IC产品的成品率、电性能及可靠性有着十分重要的影响。

目前适用于IC产品化学镀的高纯硫酸铜，主要还是依靠进口，价格昂贵。制约高纯硫酸铜国产化的主要因素是原料中的铁、镍、铅、锌等杂质含量太高，而传统的提纯方法是通过调节溶液的pH值来水解沉淀去除杂质，铁离子水解沉淀的pH值较铜离子小，但在去除铁离子的同时铜离子也会有部分沉淀，而锌，镍和铅水解的pH值均大于铜，因此很难去除；如果采用常规萃取法除去杂质，反萃液中铜离子浓度不够高，则需要后续浓缩工序才能制备较理想的硫酸铜结晶，因此存在工艺复杂、能耗大的问题。

发明内容

本发明的目的是克服以上存在的问题而提供一种以工业级五水合硫酸铜为原料提纯制得电子级高纯五水合硫酸铜的方法。

为实现以上目的，本发明的电子级高纯五水合硫酸铜的制备方法，依次包括如下步骤：

（1）将工业级五水合硫酸铜溶解配制成Cu²⁺浓度为30-60 g/l、pH值为1.5-2.5的溶液，加入适量活性炭，过滤；

（2）将步骤（1）得到的滤液用萃取剂M5640萃取铜离子，使铜离子与镍、锌、铁等其它杂质离子分离；

（3）将步骤（2）中萃取剂M5640负载铜有机相在温度为50－60℃下采用反萃取剂进行反萃取，再将反萃液除油净化；

（4）将步骤（3）中净化后得到的硫酸铜溶液直接冷却结晶，离心并用纯水淋洗，干燥制得产品；

其中步骤（3）中的反萃剂为硫酸溶液或硫酸溶液与步骤（4）冷却结晶过程中产生的母液的混合液。

萃取剂M5640是由醛肟萃取剂P50加入酯类改性剂组成，比重为0.97-0.99(25℃)，实验测得1%(V)萃取剂浓度的M5640最大负载铜离子的量为0.58-0.65 g/l。萃取剂M5640一般采用煤油作为溶剂，为了提高萃取的效率，同时又易于不同相之间进行分离，上述萃取剂M5640在煤油中的质量浓度优选40%-50%。

为了使铜离子能更好进入有机相，上述方法中，步骤（2）的萃取时间为2min，萃取级数优选4－5级。

为了获得更高浓度的铜离子，从而得到更好的结晶析出率，上述反萃取剂的H₂SO₄的浓度优选210-240 g/l，Cu²⁺离子浓度优选30-50 g/l。

为了使铜离子能更好地进入水相，上述方法中，步骤（3）的反萃取级数优选4－5级。

上述方法中，步骤（4）的冷却结晶温度优选20-25℃，离心淋洗用纯水量为结晶质量的5%～10%。

上述方法中，步骤（4）的真空干燥温度为45－55℃，干燥时间为2－3小时。