专利名称：由黄铜矿直接制备氧化铜的方法
技术领域：
本发明涉及氧化铜的制备。
氧化铜主要用作玻璃、陶瓷、搪瓷的绿色红色或兰色颜料、光学玻璃的磨光剂、油类的脱硫剂和有机合成的催化剂等。氧化铜的制备大多采用铜粉氧化法(无机盐工业手册，化工出版社，下册，第517页，1981年)，此方法可得到纯净的氧化铜，但成本较高。
本发明的目的在于提供一种由黄铜矿直接制备氧化铜的方法。本发明工艺简单，原料易得，操作方便，成本低廉，得到的氧化铜纯度高。
本发明是由黄铜矿直接焙烧，使硫化铜氧化成硫酸铜和氧化铜。用水沥取，溶液部份是硫酸铜和硫酸亚铁，经空气氧化，除铁等工艺过程制备出结晶硫酸铜;沥取后的滤渣使用碳酸氢铵和氨水溶液浸泡，生成铜氨络合物溶液，然后经过蒸氨、焙烧即可得到较纯净的氧化铜粉末。
本发明的具体实施方案叙述如下将黄铜矿粉碎至160～200目的粉末，然后将黄铜矿粉在550-650℃焙烧3-4小时，使硫化铜一部分直接氧化成硫酸铜，另一部分转化成氧化铜
硫化铁在焙烧过程中分别生成硫酸亚铁和氧化铁
用水沥取焙烧后的物料，使生成的硫酸铜和硫酸亚铁溶解于水中，滤去不溶物，将溶液加热并通入空气，使硫酸亚铁氧化成三价铁以氢氧化铁的形式沉淀析出。
随着氧化过程的进行，溶液PH值随之降低，故需随时添加少量碳酸钙，使PH值保持在3.5-4.0，
直至铁除尽。过滤，蒸发滤液，有硫酸钙结晶析出，滤去硫酸钙，放置冷却结晶，得兰色硫酸铜晶体，经测定含CuSO4·5H2O＞96%。
将沥取硫酸铜后的滤饼用碳酸氢铵和氨水溶液浸泡，充分搅拌，使氧化铜转化为碳酸铜氨络合物溶于溶液中
过滤，滤渣经洗涤后弃去。蒸发滤液，蒸汽经冷凝后直接导到下一次氨浸物料中循环使用。蒸发过程中，溶液由深兰色变浅绿沉淀，待液相为无色后过滤，滤饼经干燥灼烧得黑色粉末氧化铜，经测定含CuO＞98%。
本发明提供了由黄铜矿直接制备硫酸铜和氧化铜的方法，为综合利用黄铜矿开辟了新的途径，得到的硫酸铜和氧化铜产品纯度较高。由于本发明的工艺条件要求不苛刻，并且原料易得，价格低廉，因此本发明有着广泛的应用前景。
本发明突出实质性的特点和可实施性可从下述实施例中得以体现。
实例1称取含Cu 19.25%的黄铜矿粉100g，在600℃下焙烧3小时，磨细过160目筛，转移到盛有400ml水的烧杯中搅拌并加热至沸30分钟，过滤，用少量水淋洗至洗涤液无色，洗液与滤液总量400ml，pH＝3.5将滤液加热至80-90℃，并且保温，鼓入空气，溶液即呈绿色，用碳酸钙细粉调pH值，令其保持在3.5-4.0之间，直至不再有Fe(OH)3析出，过滤除Fe(OH)3。蒸发浓缩溶液，滤去析出的硫酸钙白色晶体，放置冷却结晶，得兰色硫酸铜晶体23.0g，按GB437-80标准方法测定，产品含CuSO4·5H2O 96.1%。
滤饼用100ml水调匀后加入50g NH4HCO3和100ml氨水(含NH322%)，常温下搅拌4小时，过滤，用100ml水淋洗滤渣，至洗液无色，滤渣弃去。滤液转入三颈瓶中，装上冷凝管，加热蒸馏，气体经冷凝后直接导入下一批装有滤饼和碳酸氢铵悬浮物的容器中。蒸至兰色褪尽，过滤得固体碱式碳酸铜，经干燥后在650℃灼烧2小时，得黑色粉末氧化铜14.9g。按GB 674-78标准测定，产品含CuO98.2%。计算得总收率为89.9%。
实例2称取与实例1相同的矿粉100g，在550℃下焙烧3小时，磨细过160目，用水沥取得溶液400ml用实例1相同的方法处理，得硫酸铜晶体28.4g分析结果含CuSO4·5H2O 96.5%。
用50g碳酸氢铵和100ml水将滤饼调浆，通入上次蒸氨冷凝液，搅拌3小时，过滤，滤液经蒸氨、过滤、干燥并在650℃灼烧2小时，得黑色氧化铜12.5g，测得含CuO 98.2%，总收率87.1%。
实例3称取与实例1相同的铜矿粉100g在650℃焙烧3小时，其它操作条件和试剂用量与实例2相同，结果得硫酸铜19.5g，测得含CuSO4·5H2O 96.7%，得氧化铜15.6g，测得含CuO 98.0%总收率88.3%。
实例4称取与实例1相同的铜矿粉100g，在800℃下灼烧3小时，用水沥取物料，溶液没有兰色出现，用80g NH4HCO3和150ml氨水与100ml水配制的溶液浸泡滤饼，常温下搅拌3小时，过滤，滤液经蒸氨，干燥并在650℃灼烧2小时，得黑色氧化铜11.5g，含CuO 98.1%，总收率46.8%。
权利要求
1.一种由黄铜矿直接制备氧化铜的方法，它包括将黄铜矿粉高温焙烧，用水沥取工艺步骤，其特征在于在550～650℃温度下焙烧黄铜矿粉3-4小时，磨细过160目，用水沥取，充分搅拌并加热至沸半小时，过滤；滤饼用氨水和碳酸氢铵的水溶液浸泡3-4小时得铜氨络合物兰色溶液；将兰色溶液置于蒸馏器中蒸馏至兰色消失，回收氨；过滤出蒸馏残余物碱式碳酸铜，经自然干燥，然后在650℃温度下灼烧2小时，即得黑色氧化铜。
2.按照权利要求1所述的制备氧化铜的方法，其特征在于所述的物料的重量配比黄铜矿物粉100氨水(22%)100～150碳酸氢铵50～80
全文摘要
本发明涉及氧化铜的制备。在550-650℃下焙烧黄铜矿粉，使硫化铜一部分直接生成硫酸铜，另一部分转化成氧化铜。用水沥取焙烧后的物料，得硫酸铜溶液，经除杂浓缩结晶得硫酸铜晶体。用碳酸氢铵和氨水溶液浸泡提取硫酸铜后的滤渣，使其中的氧化铜转化为碳酸铜氨络合物，经加热蒸除氨而得碱式碳酸铜，灼烧得氧化铜产品。本发明原料易得，操作简单，产品质量高，有广泛的应用前景。
文档编号C01G3/02GK1101623SQ9410848
公开日1995年4月19日 申请日期1994年7月23日 优先权日1994年7月23日
发明者陈声昌, 刘占泉, 张大昕, 王庆梅 申请人:南开大学