[发明专利]一种生产氯化亚铜的工艺

说明书

本发明涉及一种生产氯化亚铜的新工艺。

目前氯化亚铜的工业生产主要有两种方法，即水析法和直接还原法。水析法主要是以紫铜为原料，以食盐、盐酸为氯化剂，氯酸钠为氧化剂，在高氯溶液中将紫铜溶解为一价铜氯络合物，然后加水稀释，水析出氯化亚铜。该工艺的主要缺点是：(1)氯酸钠用量大、价格贵，且不安全；(2)氯化亚铜的直收率低，一般为50％左右，最好时达60％；(3)产出大量含铁海绵铜；(4)采用酒精作为抗氧化剂，容易引起火灾；(5)真空干燥后所得产物需经球磨方能得到粉状灰色氯化亚铜，环境十分恶劣，氯化亚铜损失大；(6)铁屑置换后液中含中1～2g/l铜，后液中的氯离子未得到有效利用；(7)水析后得到的氯化亚铜结晶细小，过滤困难易氧化；(8)成本高。

直接还原法是以二价铜盐或铜的氧化物为原料，以氯化钠为氯化剂，利用SO₂为还原剂将二价铜还原成氯化亚铜。该工艺的主要缺点是：(1)还原剂SO₂的消耗大，因为溶液中全部Cu²⁺均要用SO₂来还原，也有用铜粉作还原剂，但铜粉价贯、用量大；(2)氯化亚铜的直收率低一般为50～60％；(3)其他缺点同水析法。由于该方法成本偏高，因此，目前多用于实验室中。如：澳大利亚大学化工系的P.B.LINRSON等人曾利用二氧化硫作还原剂，进行从二价铜的硫酸盐或氯盐溶液中回收铜的实验室研究；我国中南工业大学傅崇说教授及其合作者也从事过类似的研究工作，但将该方法直接应用于工业生产，国内外至今未见报道。

本发明是在直接还原法和水析法的基础上创新得到的，它是一种能够提高产品的直收率和产品质量，降低成本，适应性广泛的生产氯化亚铜的新工艺方法。

本发明的技术方案是这样实现的：

以含铜的硫酸盐或氯盐溶液、紫杂铜、氧化铜为原料，氯化钠为氯化剂，以SO₂气体为还原剂，具体操作工艺过程如下(可参照流程图)：

(1)配液：硫酸铜或硫酸铜溶液按8∶1的氯铜摩尔比与氯化钠混合配液，要求铜浓度达到30～50g/l；

(2)溶铜：往紫杂铜中加入配液，以配液中的二价铜离子为氧化剂，氯离子为络合剂，控制温度60～90℃，时间为2～5小时，产生出一价铜氯络合物溶液；

(3)还原：将溶铜过程中产生的高的氯铜摩尔溶液与不含氯的硫酸铜溶液按1∶1铜摩尔比进行混合，在温度30～80℃条件下加入SO₂气体进行还原，使混合液中的二价铜转化为一价铜，产生出含氯化亚铜的还原浆料；

(4)水析：将还原料浆与清水混合进行水析，静置1～2小时，经固液分离后，产生湿的氯化亚铜；滤饼经洗涤、脱水、抗氧化处理、干燥，得到纯白的成品氯化亚铜；

(5)固液分离后的水析滤液，部分返回溶铜配液，其余液用碳酸钙中和至pH＝2～3，分离出硫酸钙后再用液碱或纯碱中和至pH＝7～8沉铜，沉铜渣返回溶铜配液。

本发明在工艺上主要具有以下创新特征：

1.本发明不用水析法的氯酸钠作氧化剂，改用硫酸铜为氧化剂，而且选择最佳氯铜摩尔比进行配液，既便宜又安全。

2.本发明溶液按8∶1氯铜摩尔比进行配液，使溶铜的终点溶液中Cu⁺、Cu²⁺、SO₄^2-、Cl^-有一定的比例，获得了溶铜后液中最大的Cu⁺氯络合物浓度。在还原过程中，加入铜摩尔比为1∶1的硫酸铜溶液，这对于降低SO₂还原剂的消耗，维持还原后液中SO₄^2-浓度达一定值，获得高的氯化亚铜直收率和提高抗氧化性至关重要。

直接还原法用SO₂作还原剂的目的则纯粹是将CuSO₄溶液的Cu²⁺还原为Cu⁺，以便获得氯化亚铜的络合物。因此该法的直收率较低，氯化亚铜抗氧化性差，SO₂用量大。

3.本发明中不同于水析法与直接还原法的另一个技术特征是水析液部分循环使用，水析液中的硫酸取代了水析法中有强刺激性的盐酸，使原料的综合利用率提高，节约了食盐、铜、酸的用量，降低了成本。

本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：

1.本发明使氯化亚铜生产有一个高的直收率，与水析法相比，直收率可提高20％以上；