专利名称：熔融法无水氯化亚铜生产工艺及装置的制作方法
技术领域：
本发明属于铜的化合物生产技术领域，具体涉及一种在氯化亚铜熔融状态下将铜和氯气直接反应生成无水氯化亚铜的方法及装置。
氯化亚铜广泛应用于有机合成工业、颜料工业生产酞菁颜料及冶金、医药、农药、电镀等领域。现有的生产工艺按以下步骤进行(参见附
图1)由铜盐和氯气进行氯化→加水进行水解后浓缩→用NaSo3HCL水洗涤→再用HCL乙醇洗涤→干燥→粉碎包装，其中对洗涤过程中产生的废液先进行铜粉回收，然后废水排放。从上述步骤中，我们可分析出现有工艺存在以下缺点1．常规方法生产出的氯化亚铜不能达到无水状态，影响保存期，并且不能满足高质量要求。
2．水解固液浓缩回收使用，一定次数后，由于杂质含量增高导致产品质量下降，母液的处理对环境造成污染。
3．必须使用乙醇脱水，增加乙醇回收装置，脱除乙醇后的含铜废液排放污染环境。
4．使用乙醇洗涤氯化亚铜是人工开放式操作，有着很大危险，乙醇对工人健康也有影响。
5．常规方法生产的氯化亚铜为粉末状(参见图4、5)，不能喷吹成型，影响产品质量的稳定性，且加料时易飞扬，影响生产环境。
6．产品质量稳定性差，按GB1619-79(88)标准，存储三个月后不能保证质量，和现在国家标准差距较大。
7．能源消耗高每吨产品耗煤矿3至5吨。
8．必须用盐作络和剂。
9．工艺流程复杂、设备投资大。
针对现有工艺存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种采用熔融法金属生产无水氯化亚铜，主要原料只有金属铜和氯气，不使用水，没有废水污染，工艺简单，生产质量稳定(氯化亚铜含量＞98％)的熔融法无水氯化亚铜生产工艺及装置。
本发明的技术方案如下1．氯化先将氯化亚铜加热至熔融状态，加入金属铜，通入氯气反应并自热进行，生成氯化铜，此反应过程金属铜应保持过量。
2．还原加入过量铜保持温度，温度在氯化亚铜熔点以上，将氯化铜还原成无水氯化亚铜。此时，温度应控制适当，温度过高挥发物量大，温度过低料子固化反应不能进行。
3．再还原及氧化物调整①加入过量铜还原未还原完的氯化铜。
②将原料铜及前段反应所生成的氧化物进行调整，调整剂可用氯化铵、氯化氢、氢、铵、甲醇等，温度控制为500℃以上，沸点以下。
③在氧化物调整中，调整剂加入量至氯化亚铜含量≥98％。
此第3步为根据对产品品质要求而定的可选步骤。因为第1、2步反应得到的无水氯化亚铜含量已可达98％以上，但存在较多的氧化物，产品质量差，对于一些品质要求高的企业，不能满足要求，所以可选用第3步对氧化物进行调整，改善产品质量，提高产品的稳定性。
4．出料根据产品要求，可用常规方法冷却粉碎即得成品，也可用气流造粒机进行造粒得成品。经粉碎后的产品为不规则的粉末状，没有完整的晶型及规则的外观形态(参见图6)。经喷吹成型的产品外观为粒状球形(参见图7)。
5．污物处理对以上步骤中因高温反应溢出的烟尘，用常规方法如静电、陶瓷过滤，布袋过滤等方法进行过滤，回收粉尘再利用，排放过滤后的气体。
上述工艺的反应式如下主反应副反应由于上述工艺相对于传统工艺来说大大简化，所以本发明设计出来相应此工艺的熔融法生产无水氯化亚铜的装置该装置由反应锅、冷却料盘、粉碎机、喷气造粒设备、粉尘回收装置组成，反应锅根据生产量的大小可各反应阶段共用一个，也可分阶段各用一个或几个。氯化反应锅和还原调整反应锅(即步骤①和③的所用的反应锅)设有气体通入管，可选用石英玻璃管或氧化铝管，用以通入氯气以及氧化物调整剂。反应锅中上部壁上设通往下一装置的溢流槽，反应锅内靠近溢流槽口纵向至反应锅中下部设导流槽，以引导反应物由反应锅底向上运动而流出，并且挡住悬浮物进入下一反应锅。反应锅采用石墨、石英玻璃、陶瓷或钢玉制成步骤3使用的还原调整反应锅通过溢流槽接铜质冷却料盘，进行冷却粉碎。或者，也可接入气流喷吹造粒设备进行造粒。气流造粒设备包括高压气流喷嘴、气固分离器，高压气流喷嘴对准气固分离器的进气口，气固分离器为一个内空腔体，底部设出料阀，上部设出气口，通粉尘回收装置。粉尘回收装置由吸尘罩、布袋过滤器风机和排空烟囱组成。吸尘罩罩住各反应步骤①-④中的所使用的设备，吸收熔融反应因高温反应溢出的烟尘，经布袋过滤回收，回收的粉尘返回氯化反应锅重新利用，过滤后的气体经风机由烟囱排出。
采用本工艺及装置生产氯化亚铜，具有以下优点1．本工艺所产出的氯化亚铜为无水氯化亚铜，产品的保存相对于传统工艺的产品长，而且产品质量更高。
2．生产原料只有组成氯化亚铜的基本元素。即铜和氯气及少量氧化物调整剂。
3．生产工艺过程不使用水，没有废水污染。
4．减去了乙醇、盐、水、煤、盐酸、亚硫酸钠的使用。
5．生产能力大，可间歇式生产，也可连续化生产。
6．产品质量稳定，氯化亚铜含量＞99％，可满足国内、国际市场的质量要求。
7．产品可喷吹成型，呈粒状球形，表面积小，产品质量稳定；另外，加料时不飞扬，利于环境保护。
8．能源消耗少，连续化生产量大时可自热进行，每吨产品耗焦煤或液化气30至50公斤。
9．生产工艺简化，设备投资少，对操作者无健康影响。
以下是用本发明方法及装置生产的无水氯化亚铜与现有方法生产的氯化亚铜的质量比较项目指标％本发明质量 现有方法质量氯化亚铜 99.15-99.7097.5-98.5高铜盐0.30-0.60 1.5-2.0酸不溶物 0.016-0.03 0.1-0.2硫酸盐0.04-0.05 0.3铁0.003-0.0050.01-0.02总铜 63.50-64.0063热损耗＜0.10 不合格用本发明方法及装置生产的无水氯化亚铜的质量与国家标准和国外企业标准的比较 以上对比数据，可进一步证明本方法装置生产的无水氯化亚铜的质量超过了现有技术，达到了国外企业的产品质量要求。
以下结合附图和实施例对本发明做进一步说明图1为现有氯化亚铜生产工艺流程图；图2为本发明的无水氯化亚铜生产工艺流程图；图3为本发明的无水氯化亚铜生产装置示意图；图4、5为常规方法生产的氯化亚铜晶相图；图6为发明方法生产的无水氯化亚铜粉碎后的晶相图；图7为发明方法生产的无水氯化亚铜经喷吹成型后的晶相图。
实施例结合图2、图3，①首先用加热炉10将氯化反应锅5加热，加入氯化亚铜至氯化反应锅5三分之一的高度，继续加热熔融，加入金属铜，并用石英玻管12通入氯气，这时反应是放热反应，可自热进行。反应生成的氯化亚铜和氯化铜的共熔物升高至溢流口经溢流槽8流入下一个还原反应锅6。
②向还原反应锅6内加入过量的铜，此时应保持温度在氯化亚铜熔点以上，沸点以下，最好至800℃以下，只要氯化阶段正常生产，还原阶段一般不作温度调整即可满足要求。
③经还原过的物料又通过导流槽9和溢流槽8进入下一个调整反应锅7，首先可继续加入金属铜对未完全还原的氯化铜再还原，接着，用石英玻管12通入氯化氢气体，与因高温接触空气而氧化的氧化铜反应，转化为铜或氯化铜，温度控制在500℃以上，最好至800℃之间。
在此氧化物调整阶段，若调整剂加入量至达到出料标准为止。
④调整好的氯化亚铜由调整反应锅7流进铜质料盘11冷却，采用常规方法粉碎，得成品。
若需造粒，则将调整反应锅7流出的氯化亚铜送经溢流槽缓冲器14到气流喷吹造粒机的高压气流喷嘴15边，由它高速吹进气固分离器13，氯化亚铜成颗粒下落，由出料阀16口排出，得造粒成品，气体由气固分离器13上部的气体通道被粉尘回收装置吸走。
烟尘回收装置的吸尘罩4象抽油烟机一样罩住上述的各装置，将因高温反应溢出的烟雾用吸尘罩4吸走，经过布袋过滤器3过滤，再经风机2由排空烟囟1排出。
权利要求
1．熔融法无水氯化亚铜生产工艺，其特征在于按以下步骤进行①氯化加热氯化亚铜至熔融状态，加入金属铜，通入氯气生成氯化铜和氯化亚铜的共溶物，主反应式；②还原加入过量金属铜，将氯化铜还原生成无水氯化亚铜，主反应CuCl2+Cu=2CuCl；在上述两步中，金属铜应始终保持过量；③出料；④污物处理对以上步骤中因高温反应溢出的烟尘用常规方法过滤回收；本工艺生产的氯化亚铜产品为无水状态。
2．根据权利要求1所述熔融法无水氯化亚铜生产工艺，其特征在于上述①、②步之后进行再还原及氧化物调整，调整方法为加入调整剂对原料铜及前段反应所生成的氧化物进行调整。
3．根据权利要求1或2所述的熔融法无水氯化亚铜生产工艺，其特征在于步骤①、②中温度应保持在氯化亚铜熔点以上。
4．根据权利要求2所述熔融法无水氯化亚铜生产工艺，其特征在于调整剂选用氯化氢、氯化铵或其他还原性气体氢、铵、甲醇等。
5．用熔融法生产无水氯化亚铜的装置，其特征在于它由反应锅、气体通入管、冷却料盘、粉碎机或气流造粒机以及粉尘回收装置组成，反应锅中上部壁上设通向下一装置的溢流槽，气体通入管伸入反应锅内，烟尘回收装置的吸尘罩罩于上述装置之上，吸尘罩连通过滤器，过滤器连接风机，风机出风口接排空烟囱。
6．根据权利要求5所述的装置，其特征在于经气流造粒机喷吹成型的产品外观为粒状球形。
7．根据权利要求5所述的装置，其特征在于反应锅采用石墨、石英玻璃、陶瓷或钢玉制成，气体通入管采用石英玻璃管或氧化铝管，冷却料盘采用铜盘。
8．根据权利要求7所述的装置，其特征在于反应锅可设单个也可设置多个以分别用于不同的反应步骤。
全文摘要
熔融法无水氯化亚铜生产工艺及装置,工艺过程为:在氯化亚铜熔融状态将铜与氯气反应—加入过量铜还原—再还原并用氯化氢、铵等调整剂对氧化物进行调整—出料—污物处理。生产装置由反应锅、气体通入管、冷却料盘、粉碎机或气流造粒机以及粉尘回收装置组成。本发明所用生产原料少,无废水污染,工艺简单,设备投资少,产品质量稳定,可满足国内、国际市场的质量要求。
文档编号C01G3/05GK1299779SQ0013289
公开日2001年6月20日 申请日期2000年11月10日 优先权日1999年12月10日
发明者张志伦 申请人:张志伦