[发明专利]一种多级循环免蒸发硫酸铜精制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种粗硫酸铜精制的方法，属于化工、冶金技术领域。

背景技术

五水硫酸铜是一种常用的化工产品，特别是在电解液、颜料、农药、防腐剂、添加剂、医药以及生产电子产品过程中需要高纯度的硫酸铜。

生产硫酸铜的常规工艺是将含铜物料采用稀硫酸浸出、过滤、滤液净化、蒸发浓缩、冷却结晶、离心分离产出硫酸铜产品，但由于原料中含有较多杂质，所获的硫酸铜产品质量不高，为获高质量硫酸铜产品，常需精制，提出了一些制备硫酸铜的工艺。

重结晶方法是一种获得高质量产品的公知技术，但由于传统重结晶方法需蒸发浓缩，能耗高，排出大量高杂结晶废液，铜回收率低，速度慢，故传统重结晶技术仅为实验室或特殊用途制备少量化合物时采用。

CN1072961A公开了一种利用氨水将硫酸铜溶液中的铜转化为碱式硫酸铜从多杂硫酸铜溶液中沉淀分离出来，得到的碱式硫酸铜再经过重溶、脱杂、蒸发浓缩结晶析出硫酸铜晶体。

ZL03820029.5公开了一种将硫酸铜晶体（纯度为95～99.9%）溶解到纯净水中，对其进行蒸发浓缩后冷却至室温，除去初始阶段沉淀出来的晶体，将母液再进一步蒸发浓缩，然后冷却至室温结晶，过滤后得到高纯度硫酸铜产品的方法。

ZL200480023147.7公开了一种将硫酸铜结晶（纯度为95～99.9%）溶解于纯水或酸中，然后经过溶剂萃取或活性炭处理除去杂质，最后再通过蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，结晶体重溶再结晶，得到高纯硫酸铜。

现有公开技术为保证硫酸铜产品质量，常需加入各种试剂对硫酸铜溶液进行净化，这将导致引入杂质离子和增加成本，产出含铜的净化渣，降低铜的回收率；或采用含杂质较少的含铜原料，导致原料成本上升，经济效益下降；或将部分结晶母液或初始结晶由系统中排出的方法，这又导致了回收率降低，生产效率下降。

以上方法虽可获得高质量硫酸铜，但均存在蒸发浓缩结晶工序，该操作存在以下不足：（1）为了避免硫酸铜溶液浓度过高导致过滤困难，需要配置常温非饱和硫酸铜溶液，需要大量新水溶解粗硫酸铜，水消耗量大；（2）浓缩过程中，为提高结晶率，常将溶液浓缩至高温饱和状态，导致此溶液无法过滤，且由于浓缩过程中水硫酸铜浓度上升，溶液沸点升高，高温浓缩后液温度常高于100℃，为了进一步蒸发水，则需要消耗更多的高压蒸汽，并且产生大量乏汽难以利用，蒸汽利用率低，能耗高，同时也消耗大量水；（3）蒸发浓缩获得高温硫酸铜饱和液的同时，溶液中的杂质也被浓缩，在硫酸铜结晶的同时析出进而导致产品质量不高；为了获得更高质量的硫酸铜产品，通常需要对硫酸铜溶液进行深度净化或多次重结晶，最终导致产率低、金属回收率低。同时蒸发大量水的过程速度慢，设备较多，致使硫酸铜生产成本高。

发明内容

本发明的目的旨在克服上述方法的缺陷，提供一种逆流多级重结晶，免蒸发浓缩、免溶液净化的硫酸铜精制的方法。

本发明通过下列技术方案实现：一种多级循环免蒸发硫酸铜精制方法，经过下列各步骤：

（1）配制硫酸铜饱和溶液；

（2）在步骤（1）所得饱和溶液作为浸出剂中按固液比为1︰3～8加入欲精制的粗硫酸铜，在70～100℃下加热、过滤，得到高温高浓度的含铜溶液；

（3）将步骤（2）所得高温高浓度的含铜溶液采用常规冷却结晶，再经离心分离，即得到一级精制硫酸铜和一级结晶母液；

（4）将一级精制硫酸铜作为欲精制的粗硫酸铜，重复步骤（1）～（3），得到二级精制硫酸铜和二级结晶母液；如此反复，进行多级重结晶直至所得的精制硫酸铜符合硫酸铜产品的质量要求，经水洗涤后即为精制所得硫酸铜产品；

（5）步骤（3）～（4）所得各级结晶母液加水以补充结晶失水、自然蒸发失水以及浸出渣夹带失水的总合，以维持溶液体积平衡，再返回当级作为浸出剂使用，直至产品杂质含量超过所要求的质量标准，则将此结晶母液排出或送入其它系统进行处理；或配制新的硫酸铜饱和溶液作为浸出剂在该级使用，然后将该级所得结晶母液作为该级和上一级的浸出剂使用，如此类推至第一级。

所述步骤（1）配制硫酸铜饱和溶液是在2～40℃下。

所述步骤（2）中欲精制的粗硫酸铜纯度大于75%。

所述步骤（3）的冷却结晶终点温度为2～40℃。

所述步骤（4）洗涤后的洗液作为步骤（5）所加水使用。