[发明专利]常温催化氧化法生产硫酸铜新工艺

说明书

生产硫酸铜新工艺，本发明属于无机化工领域。

现在国内外用废紫铜生产硫酸铜，通常都是经前处理后，在稀硫酸溶液中，在加热和有硫酸铜存在下，用空气氧化生产硫酸铜。这种生产工艺的主要缺点是反应需要加热至80～85℃，能源消耗大，同时由于加热，在酸性条件下设备腐蚀严重，大大增加了成本和投资。

还有一种工艺是用氯化铜法生产硫酸铜，这种工艺的主要问题是氯化铜用量较大，不易购到且成本较高。

鉴于硫酸铜用途广泛，尤其在农业上是一种不可缺少的农药，而现有的生产技术存在上述缺点，根据我国实际，为节约能源，减少设备投资和损耗，降低成本，特设计了本发明。

本发明的构思是在有硫酸铜存在下，用盐酸作催化剂，在反应液中引入1～6%的氯离子。在常温下即可用空气将铜氧化，生成羟基氯化铜。将羟基氯化铜由反应槽放入中和结晶槽内，不必分离，在搅拌条件下直接用浓硫酸中和至终点，经冷却后析出硫酸铜晶体。使用浓硫酸中和，反应时可放出大量热，以利于羟基氯化铜沉淀的溶解。

以上过程的化学反应式如下：

将结晶分离出来，母液循环使用。氯离子在生产过程中的损失可以定期或不定期地加以补充。补充方法是在中和时向结晶槽中加入浓盐酸，使氯离子达到所需浓度。

将得到的硫酸铜晶体放入离心机中进行离心分离，并用清水洗涤，得到纯净的硫酸铜晶体。而洗涤水则可用来补充产品所带走的水份。

整个工艺流程如附图所示。

本发明的一个最佳实施例如下：

将经过酸洗净化的铜料均匀地放入反应槽中。向反应槽中加入浓度为3%的CuSO₄溶液，再逐渐加入浓度为36%的盐酸，使反应液达到氯离子含量为3.5～4.5%，同时开动空气压缩机向槽内鼓气氧化，生成含有羟基氯化铜的乳状混浊液。连续鼓气反应6～12小时，将反应液放入中和结晶槽，在不断搅拌下用浓硫酸中和，直至终点，溶液变为黑绿色。根据晶体颗粒大小的要求继续进行间断的或连续的搅拌结晶，数小时以后使结晶完全析出。然后用泵将母液打入母液槽中，将CuSO₄·5H₂O晶体铲到离心机中进行分离，并用清水洗涤2～3次，除去游离酸和Cl^-根。每生产100公斤CuSO₄·5H₂O须补充36公斤水。洗涤水放入母液槽中，母液用于下一次反应。

本发明有明显的优点。每生产一吨铜矾，可节煤一吨以上，反应槽、中和结晶槽、母液槽等，都可用塑料、水泥材质做成，大大降低了设备投资，并且可以长时间使用，节省维修费。用盐酸作催化剂，引入氯离子，便宜易得，大大降低了成本，无任何污染。整个工艺设备投资少，操作简单，有明显的经济效益和社会效益。