[发明专利]一种重质高纯碱式碳酸铜的制备方法

说明书

技术领域

    本发明属于碳酸铜生产应用领域，特别涉及一种重质高纯碱式碳酸铜的制备方法。

背景技术

    碱式碳酸铜是化工行业应用极为广泛的一种原料，在无机工业用于制造各种铜化合物，有机工业用作有机合成催化剂，电镀工业电镀铜锡合金作铜离子的添加剂，农业中用作黑穗病的防止剂，也可作种子的杀虫剂，畜牧业中作饲料中铜的添加剂，同时也是一种重要的药材，此外，还应用于烟火、颜料生产等方面，是极毒化学品三氧化二砷的替代品。目前，常用的生产碱式碳酸铜的方法有用硫酸铜、氯化铜或硝酸铜在溶解状态下与碳酸钠或碳酸氢钠合成生成碱式碳酸铜，其缺点是周期长，能耗大，生产产生的废水量大，产品的细度和精度无法达到市场要求，质量得不到保证；也有采用氨法生产碱式碳酸铜的方法，早期采用氨法生产碱式碳酸铜的方法主要是在室温下严格遵循Cu+(NH₄)₂CO₃+2NH₃^[o]→Cu(NH₃)₄CO₃这一合成原理进行，由于氨的挥发性、温度低等原因，导致反应时间长，难以得到碱式碳酸铜单体，后来虽然对这一方法进行了改进，如专利申请号为92109468.X《生产碱式碳酸铜或氧化铜的一种高效工艺》，工艺是采用加热铜料与碳酸氢氨溶液的混合物，全过程采用加变压反应，后在80℃～100℃的温度下热分解，再通过洗涤、烘干得到碱式碳酸铜，但该方法对反应的压力调整要求高，同时热分解装置多采用反应釜，通过盘管收集碱式碳酸铜，一是压力变化增加了生产难度，二是盘管内容易结集、结垢，影响碱式碳酸铜收得率的同时还容易使所得的碱式碳酸铜中的杂质尤其是铁增加，从而影响了碱式碳酸铜的质量。

发明内容

    本发明的目的在于克服现有工艺的缺陷，提供一种连续生产、运行稳定、产品纯度高、直收率高，成本低、能耗低、污染小的重质高纯碱式碳酸铜的制备方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种制备重质高纯碱式碳酸铜的方法，包括以下步骤：

（1）将液氨通入水中制得浓度为85~135g/L的浓氨水，然后向浓氨水中通入高纯二氧化碳制备碳化氨水； 

（2）将步骤（1）制备的碳化氨水加入铜料中反应，并在反应过程中鼓入空气，制得含铜氨化合物的料液；

（3）向含铜氨化合物的料液中加入双氧水充分反应后将料液过滤；

（4）将过滤后的滤液加热分解并将反应所得的含有碱式碳酸铜的混合料液进行分离、洗涤、烘干、过筛后制得重质高纯碱式碳酸铜。

所述步骤（1）中制浓氨水时通入液氨的压力为0.05～0.2MPa；所述向浓氨水中通入二氧化碳的压力为0.05～0.2MPa，碳化度不低于80%；所述向浓氨水中通入二氧化碳的同时向位于浓氨水中的冷却盘管通入温度小于15℃的冷却水冷却。

所述步骤（2）中铜料的铜含量≥99.5%，所述反应在空气压力为1.01×10⁵Pa～10×10⁵Pa的密闭条件下进行，反应时鼓入空气的时间为5～12小时，反应终点为反应后的含铜氨化合物的料液中铜离子含量达到85～120g/L。

所述步骤（3）中含铜氨化合物的料液中加入的双氧水的质量与含铜氨化合物的料液的体积比为1～10㎏/立方米，加入双氧水后的反应时间为2～6小时。

所述步骤（3）中过滤设备为精密袋式过滤器。

所述步骤（4）中滤液加热的温度为70～98℃；所述分解在常压～0.8×10⁵Pa的压力下进行；所述分解的终点为反应所得的含有碱式碳酸铜的混合料液中铜离子含量小于15g/L；所述分解产生的氨气、二氧化碳及原滤液中的部分水、液氨经冷凝、回收后重新制备浓氨水。

所述步骤（4）中分离、洗涤为将反应所得的含有碱式碳酸铜的混合料液分离出原有液体后再用去离子水洗涤至洗涤液中氯离子质量浓度≤60ppm。 

所述烘干温度为60～100℃；所述过筛为100目过筛。

采用上述技术方案后，本发明达到的有益效果是：

（1）本发明不使用农用或者食品级碳酸氢铵，直接应用高纯二氧化碳，通入制备好的浓氨水中，避免了重金属离子和氯离子的带入，提高了产品的纯度；

（2）本发明同时增加了双氧水除铁，产品中铁含量降到10ppm以下，较传统工艺铁含量在50ppm以上质量有了显著提高，产品应用更加广泛；