[发明专利]一种用染料废渣制备磷酸铜和磷酸亚铜的方法

说明书

技术领域

本发明属于有机化工染料行业三废综合利用的技术领域，特别是一种用染料废渣制备磷酸铜和磷酸亚铜的方法。

技术背景

染料工业中活性艳蓝K-NR、碱性紫、还原灰BG、愈创木酚等生产的过程产生大量废渣，其中含有大量的铜、有机物质和无机盐等，而这些废渣如果直接排放会对环境产生严重影响。

其中，活性艳蓝K-NA染料是以氯化铜、溴氨酸、间位酯化合物为原料，经过缩合、过滤、精制、结晶、分离、干燥等过程而制成产品；在缩合反应后过滤过程产生含铜废液，活性艳蓝K-NR生产规模为每年200吨，每年排放废渣量为250～300吨，废渣中含碳酸铜5.3％，有机物8.3％，水分55.4％，不容物等杂质。

其中，碱性紫染料是以二甲基苯胺、苯酚、硫酸铜为原料，经过氧化、碱化、酸化等化学反应及过滤、盐析、干燥等过程而制得产品；在过滤中产生含铜废渣，其废渣的组成：硫化亚铜23～30％，有机物20～23％，水为50％，每吨碱性紫产品可产生1.01吨含铜废渣。

目前，为了减轻废渣对环境的污染，染料工业所产生的废渣一般采用焙烧处理，在高温下废渣中含有铜化合物被氧化为亚铜，同时废渣中的有机物在高温下发生氧化分解反应，生成二氧化硫、氧化氮、二氧化碳、盐酸、水等气体。该方法虽然处理掉了废渣中的有机物，但是对废渣中所含有的有价值元素却没有能充分利用，目前也还没有用染料废渣制备磷酸铜和磷酸亚铜的方法的相关报道。

发明内容

本发明提供了一种不仅成本低廉、回收量高、易于实现，而且生产工艺及生产设备简单的、用染料废渣制备磷酸铜和磷酸亚铜的方法；该方法不仅减少了废渣对环境的污染，同时充分利用了废渣中有价值的元素，创造了可观的经济效益。

为了达到上述的目的，本发明的技术方案为：

一种用染料废渣制备磷酸铜和磷酸亚铜的方法，包括如下制备步骤：

步骤A、将染料废渣投入到焙烧炉进行焙烧，焙烧炉内炉温控制在600～700℃，焙烧得到焙烧混合物；焙烧后染料废渣中的有机物氧化成二氧化碳和水气，染料废渣中的碳酸铜转变成氧化铜，硫化亚铜转变成氧化亚铜；

步骤B、将步骤A中所得的焙烧混合物与盐酸按照纯物质的质量比1∶0.91投入到第一耐腐蚀反应器中进行反应，反应生成氯化铜和氯化亚铜混合溶液I；所述纯物质指能与盐酸进行反应的、焙烧混合物中的氧化铜和氧化亚铜(即实际投入到耐腐蚀反应器内的盐酸的量，为了计算方便，是分别按照纯氧化铜与盐酸质量比1∶0.91，氧化亚铜与盐酸质量比1∶0.91计算)；

步骤C、将步骤B中所得的混合溶液I用第一过滤器进行过滤；所得滤饼杂质送去深埋或者焚烧；

步骤D、将步骤C中所得滤液与磷酸按照纯物质的质量比1∶0.48～0.68投入到第二耐腐蚀反应器中进行反应，反应生成磷酸铜和磷酸亚铜混合溶液II；所述纯物质是指能与磷酸进行反应的、滤液中的氯化铜和氯化亚铜(即实际投入到耐腐蚀反应器内的磷酸的量，为了计算方便，是分别按照纯氯化铜与磷酸质量比1∶0.48～0.68，氯化亚铜与磷酸质量比1∶0.48～0.68计算)。

步骤E、将步骤D中所得的混合溶液II用第二过滤器进行过滤；所得滤饼杂质送去深埋或者焚烧；

步骤F、将步骤E中所得滤液用分级蒸馏器进行分级减压蒸馏，得到蒸馏液I和蒸馏液II，剩下的盐酸溶液返回第一耐腐蚀的反应器循环利用；

步骤G、将步骤F中所得蒸馏液I依次用第一冷却器、第一洗涤器、第一粉碎机进行冷却结晶、洗涤包装得到磷酸铜产品；所得蒸馏液II依次用第二冷却器、第二洗涤器、第二粉碎机进行冷却结晶、洗涤包装得到磷酸亚铜晶体产品；

其中，步骤A中所述染料废渣为活性艳蓝K-NA染料的废渣和碱性紫染料废渣按照1∶1混合均匀的混合物。

本发明属于有机化工染料行业三废综合利用的技术领域，特别是一种用染料废渣制备磷酸铜和磷酸亚铜的方法；本发明主要是利用生产染料过程中所产生的废渣，先经过焙烧后再用盐酸进行处理，制得氯化铜和氯化亚铜后再用磷酸进行处理，最终制得磷酸铜和磷酸亚铜；该方法不仅生产工艺及其设备简单、成本低廉，有效治理了染料过程中所产生的废渣制对环境的污染，而且能生产出有经济价值的、比较纯净的磷酸铜和磷酸亚铜产品，创造了可观的经济效益。

其化学反应方程式为：

CuO+2HCl＝＝＝＝CuCl₂+H₂O

Cu₂O+2HCl＝＝＝＝2CuCl+H₂O