专利名称：重质碱式碳酸铜的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种碱式碳酸铜的制备方法，具体涉及一种二次氧化除铜和空气气提工艺生产重质碱式碳酸铜的方法。
背景技术：
重质碱式碳酸铜属于精细化工领域，主要用于有机催化剂，杀菌剂，电子陶瓷，原油贮存脱碱剂等。现有技术提供一种以铜、氨、碳酸氢铵为原料，经浓氨水制备、浸取合成反应、过滤、热分解、分离、烘干、粉碎、检验包装等工艺流程制备重质碱式碳酸铜的方法，在化铜过程中不可避免地会生成一定量的铜粉，传统化铜池在花板下方留有存铜粉的空间，定期清理，同时鼓空气量小，以便铜粉的下沉；过滤用自然过滤，防止铜粉穿透，导致在热分解时发生歧化反应，进而氧化生成黑色氧化铜，使产品发黑，质量不合格。这一工艺存在化铜速度慢，清理铜粉劳动量大，自然过滤速度慢和氨气污染严重。在热分解工艺中采用直接通入蒸汽加热，其结果是蒸汽冷凝引起母液膨胀，母液不能全部返回系统，水污染严重、原料回收率低，不能达到水平衡，必须另行生产其他产品，使流程复杂化，同时有副产品，给销售带来一定难度。
发明内容
本发明为了克服现有技术存在的缺点，提供一种二次氧化除铜和空气气提工艺生产重质碱式碳酸铜的方法。该制备方法提高了分解反应速度，且无副产品和废料生成，原料利用率高，无环境污染，解决了生产过程中水平衡问题，符合可持续发展方针，属清洁生产工艺。本发明的具体工艺方法是
(1)浸取合成反应将浓度为10 12%的氨水打入装有铜丝或铜屑的化铜池，按 NH4HC03/NH3摩尔比彡2加入碳酸氢铵，用空压机鼓入空气，控制反应温度为60°C 70°C，反应式为Cu+NH4HC03+NH3+1/202=CU (NH3) 2C03+H20 ；
(2)过滤用泵将步骤(1)的3/4铜氨液打入套筒式过滤器过滤后，铜氨液流入反应
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(3)热分解用空压机向反应釜中鼓入空气，并升温到80°C 100°C，进行二次氧化和气提，除去铜氨液中的铜粉，热分解反应2Cu (NH3) 2C03+H20 — CuCO3. Cu (OH) 2丨+4NH3+C02， 气体送入冷凝器回收；
(4)分离、洗涤待步骤(3)的铜氨液PH值彡9.0后，用泵打入贮槽，然后进行离心分离、洗涤；
(5)将步骤(4)得到的碱式碳酸铜滤饼经烘干、粉碎、化验合格后包装。本发明的进一步改进方案是，步骤(3)热分解出来的气体中含有水蒸汽、氨和二氧化碳随空气进入冷凝器，冷凝时部分氨和二氧化碳进入冷凝液生成碳化氨水，碳化氨水经冷却后打入吸收塔吸收冷凝器过来的余气，吸收后的碳化氨水回收制浓氨水，吸收塔尾气中微量氨燃烧排放；步骤(4)洗涤后的母液和浓洗液打入化铜池，淡洗液回收制浓氨水。本发明与现有技术相比，具有以下明显优点
1、本发明过滤步骤由于采用套筒套过滤器有两大优势，一是过滤速度很快，二是物料在套筒内走不与空气接触，从而没有氨的逸出，解决了空气污染问题。2、二次氧化除铜和空气气提工艺，除去了从套筒式过滤器穿透过来的铜粉，在 NH4HCO3和NH3存在的条件下，生成氨式碳酸铜，阻止了歧化反应的进行，从而解决了产品发黑问题。3、热空气气提赶氨，缩短了热分解反应所需时间，在同样条件IOm3反应釜中，不用空气气提所需时间为70小时，用空气气提时间只需20小时，分解速度提高了三倍多，从而提高了设备利用率。4、空气气提加热解决了母液膨胀的问题，使全部母液和大部分洗液返回系统，循环使用，从而达到水平衡。5、实践证明，加大空气用量，去除游离氨速度快，从而使原本PH >9的铜氨液很快达到PH彡9的重质碱式碳酸铜的最佳结晶条件，使产品比重增大；
6、空气气提起到柔性搅拌作用，可不用刚性搅拌器，即节省了电耗，又使产品颗粒变粗，有利于分离和洗涤。7、热空气气提直接加热物料，节省了蒸汽用量，节约了能源。8、吸收塔的碳化氨水回收利用，尾气含有微量氨燃烧排放(氨爆炸极限16 27%， 尾气中氨远低于此极限，故不可能爆炸)，解决了空气污染问题。
图1为本发明的重质碱式碳酸铜生产工艺流程示意图。
具体实施例方式以下结合附图对本发明作进一步描述 实施例1 参看附图，本发明的工艺流程如下
(1)浓氨水制备用去离子水和液氨(或回收吸收塔的稀碳化氨水和分离淡洗液)制备浓度为11%的氨水，
(2)浸取合成反应将步骤(1)的浓氨水打入装有铜丝的化铜池，按NH4HC03/NH3摩尔比=2加入碳酸氢铵，用空压机鼓入空气，然后用蒸气控制反应温度为60°C，致反应液符合硫酸试验(即反应好)。硫酸试验是取清液约5ml，加入硫酸试剂不得产生红色沉淀。检测原理Cu (NH3) 2C03+H2S04 — CuSO4兰色溶液，说明反应好， Cu (OH) 2C03+H2S04 — CuS04+Cu 丨红未反应好
合成反应式为Cu+NH4HC03+NH3+1/2O2=Cu (NH3) 2C03+H20
(3)过滤用泵将步骤(2)中3/4铜氨液打入套筒式过滤器过滤后，流入反应釜，化铜池中留1/4铜氨液作下批歧化反应加速化铜速度。(4)热分解用空压机向反应釜中鼓入空气(出口空气温度大致在40°C -50°C，空压机的压力为6-8公斤)，并升温到80°C(可用蒸汽间接加热)，进行二次氧化和气提，除去过滤穿透过来的铜粉，此时进行热分解反应2Cu (NH3) 2C03+H20 — CuCO3. Cu (OH)2丨+4NH3+0)2 热分解出来的气体中含有水蒸汽、氨和二氧化碳随空气进入冷凝器，冷凝时部分氨和二氧化碳进入冷凝液生成碳化氨水，碳化氨水经冷却后打入吸收塔吸收冷凝器过来的余气，吸收后的碳化氨水送回浓氨水制备槽，吸收塔尾气中微量氨用鼓风机送入锅炉燃烧排放。(5)分离、洗涤待步骤(4)中的铜氨液PH值=9.0时，用泵打入贮槽，然后进行离心分离、洗涤，分离出碱式碳酸铜滤饼、母液、浓洗液、淡洗液。母液和浓洗液打入化铜池，淡洗液打入浓氨水制备槽制。(6)烘干
(7)粉碎
(8)化验合格后包装。获得产品的技术指标
权利要求
1.一种重质碱式碳酸铜的制备方法，其特征在于包括以下步骤，(1)浸取合成反应将浓度为10 12%的氨水打入装有铜丝或铜屑的化铜池，按 NH4HC03/NH3摩尔比彡2加入碳酸氢铵，用空压机鼓入空气，控制反应温度为60°C 70°C，反应式为Cu+NH4HC03+NH3+1/202=CU (NH3) 2C03+H20 ；(2)过滤用泵将步骤(1)的3/4铜氨液打入套筒式过滤器过滤后，铜氨液流入反应^fe (3)热分解用空压机向反应釜中鼓入空气，并升温到80°C 100°C，进行二次氧化和气提，除去铜氨液中的铜粉，热分解反应2Cu (NH3) 2C03+H20 — CuCO3. Cu (OH) 2丨+4NH3+C02， 气体送入冷凝器回收；(4)分离、洗涤待步骤(3)的铜氨液PH值彡9.0后，用泵打入贮槽，然后进行离心分离、洗涤；(5)将步骤(4)得到的碱式碳酸铜滤饼经烘干、粉碎、化验合格后包装。
2.根据权利要求1所述的一种重质碱式碳酸铜的制备方法，其特征在于步骤(3)热分解出来的气体中含有水蒸汽、氨和二氧化碳随空气进入冷凝器，冷凝时部分氨和二氧化碳生成碳化氨水，碳化氨水经冷却后打入吸收塔吸收冷凝器过来的余气，吸收后的碳化氨水回收制浓氨水，吸收塔尾气中微量氨燃烧排放。
3.根据权利要求1或2所述的一种重质碱式碳酸铜的制备方法，其特征在于步骤(4) 洗涤后的母液和浓洗液打入化铜池，淡洗液回收制浓氨水。
全文摘要
本发明公开了一种用铜、氨、碳酸氢铵为原料，通过浸取合成反应、过滤、热分解、分离、洗涤、烘干、粉碎、检验合格后包装等工艺过程，采用二次氧化除铜和空气气提新工艺生产重质碱式碳酸铜的方法。该制备方法提高了分解反应速度，且无副产品和废料生成，原料利用率高，无环境污染，解决了生产过程中水平衡问题，符合可持续发展方针，属清洁生产工艺。
文档编号C01G3/00GK102531027SQ20121002607
公开日2012年7月4日 申请日期2012年2月7日 优先权日2012年2月7日
发明者樊余杰 申请人:樊余杰