[发明专利]一种制备高纯铜盐的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备高纯铜盐的方法，特别是一种在常温下用空气将金属铜在非氧化性稀酸介质中加快氧化的方法，该方法可用于制备高纯铜盐或从特定溶液中清除铜离子。

背景技术

制备以铜为原料的化工产品，首先要将金属铜高温氧化、高温下强氧化性酸氧化或高温下电化学氧化，能耗高、设备投入多、生产成本高、工作环境差。

08年版化学工业出版社第5版《化工产品手册精细无机化工产品》中，提供了分析纯试剂硫酸铜、氯化铜、氧化铜的生产工艺：

（一）氯化铜(CuCl₂·2H₂O）

   将铜加水、盐酸、硝酸混合液，加热反应。反应完毕后过滤、蒸发、冷却，吸滤出结晶并重新溶于水，之后蒸发出现结晶膜，再冷却结晶，酒精洗涤，即得出分析纯氯化铜。

上海试剂一厂等几个工厂用该法生产。

（二）氧化铜

将电解铜溶解于硝酸中，在过量铜存在下加热至溶液PH约为4，过滤蒸发，生成碱式硝酸盐，继续加热升温，将所得固体粉碎后再在700℃灼烧数小时即得分析纯氧化铜。

天津科密欧化学试剂开发中心等几个单位用该法生产。

（三）硫酸铜（CuSO₄.5H₂O）

在铜中加入硫酸，加热70-80℃，多次加入相对密度为1.4硝酸，反应完毕后将溶液蒸发出现结晶膜，冷却，吸滤结晶水洗，即得分析纯硫酸铜。

上海试剂一厂等几个工厂用该法生产。

从所列方法可知，能耗高、消耗酸多、设备投入多，工作环境差。在消耗大量酸化学试剂的同时，也带进了大量非铜盐离子，为制备高纯铜盐，增加了许多难题。

发明内容

本发明其目的就在于提供一种制备高纯铜盐的方法，解决了常温下金属铜在非氧化性稀酸中氧化制备高纯铜盐或从特定溶液中清除铜离子的问题。具有原材料用量少、工艺简单、纯度高和节能的特点，且工作环境好。

实现上述目的而采取的技术方案，该工艺方法其步骤包括

1）反应器内壁、充气管、高纯阴极铜用稀酸浸泡，用水清洗，最后用纯水洗干净；

2）用高纯阴极铜制成铜丝束围成圆柱状铜丝束，将圆柱状铜丝束逐个推入反应器中；

3）在反应器中加入非氧化性稀酸，再加水至浸没铜丝束，启动气泵，使空气能均匀流畅地充入到反应器内，从充氧开始，反应器开始化学反应，在整个充氧过程中需添加水，使溶液始终淹没着铜丝束；

4）反应完毕，停止充氧。

所述的非氧化性稀酸包括试剂稀硫酸或试剂稀盐酸。

所述的反应器底部设有凸形基座，凸形基座上设有固定孔，所述充气管经反应器底部进入反应器内，经凸形基座上的固定孔固定成环形，所述环形充气管上设有多个通气孔。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于，

（一）原材料用量少

1 现行分析纯铜盐的生产工艺中，都需硝酸氧化金属铜，1吨铜至少要4吨硝酸。本法没有硝酸的消耗；

2 氧化铜的生产，只需要1/4铜当量的盐酸，将铜转化为CuCl₂·3CuO·xH₂O，再用1/4铜当量的氢氧化钠将该沉淀转化为氧化铜；

3 氯化铜、硫酸铜只需与铜等当量的盐酸与硫酸。

（二）设备简单

铜盐化学试剂都需要强酸及强氧化性酸在高温下进行化学反应，要完成这种工艺，需要复杂而昂贵设备。

本法只要在塑料桶中充空气即可。

（三）工艺简单

1 本法在常温下，在非氧化性稀酸条件下，将铜装入塑料桶中通入空气即可将铜氧化。常规方法需要二种酸（一种是氧化性酸，另一种是制备铜盐的材料酸），而这种氧化性酸清除是费工费时的，纯度要求越高的铜盐，清除难度越大；

2 本法只用一种与铜盐相对应的酸，而且基本上等当量的使用，在浓缩结晶后，结晶洗的次数少（氧化铜洗钠离子除外）；

3 CuCl₂·3CuO·xH₂O用于制备氯化铜时就是“氧化铜”，可以使氯化铜溶液控制在最大浓度，缩短浓缩时间；

4 用空气氧化的方法就使75%的铜转化为氧化铜，明显优于出版社提供费时耗能的氧化铜制备方法。

（四）节能

1 氧化铜