10125-13-0 / 氯化銅的制備與應(yīng)用

背景及概述^[1]

化學(xué)式為CuCl₂，為黃棕色粉末，相對密度為3.386 (25℃)，熔點(diǎn)為620℃，0℃時溶解度為70.6，還易溶于乙醇和丙酮，易從空氣中吸濕而變成藍(lán)綠色二水合物CuCl₂· 2H₂O，CuCl₂·2H₂O為綠色斜方晶體，有潮解性，相對密度為2.38，可將氯氣和水通入裝有金屬銅的接觸塔來制備，或用碳酸銅(實(shí)際是堿式碳酸銅) 和鹽酸作用制取。此水合物在110℃失水，在氯化氫氣流中、加熱到 140～150℃的條件下，也可制出無水氯化銅。無水氯化銅進(jìn)一步加熱到993℃，可分解為白色氯化亞銅和氯氣。X射線研究證明，氯化銅是共價化合物，為平面鏈狀：

很濃的氯化銅水溶液呈現(xiàn)黃綠色，在濃溶液中呈現(xiàn)綠色，在稀溶液中呈現(xiàn)藍(lán)色，黃色是由于[CuCl]^2-配位離子存在，而藍(lán)色是由于[Cu(H₂O)₄]²⁺配位離子存在，兩者并存時就顯綠色。氯化銅用做許多有機(jī)反應(yīng)(例如烴的氯化反應(yīng)) 的催化劑，石油產(chǎn)品的脫色劑和脫硫劑，以及木材防腐劑，織物印染中的媒染劑、消毒劑，飼料添加劑和玻璃、陶瓷的顏料。

制備^[2]

氯化銅蝕刻廢液生產(chǎn)氯化銅：

氯化銅的用途比較廣泛，常用作氧化劑、木材防腐劑、食品添加劑、消毒 劑等，也用于石油餾分的脫臭和脫硫、金屬提煉、照相等。而目前生產(chǎn)氯化銅 的方法主要是將氧化銅與鹽酸反應(yīng)制得，生產(chǎn)成本比較高，且產(chǎn)率低；此外也 有采用銅為起始原料制備氯化銅的方案，此方案會產(chǎn)生氯化亞銅，因此反應(yīng)步驟繁瑣，成本高，效率低，不適合工業(yè)化大規(guī)模的生產(chǎn)。

而近年來，我國的電子工業(yè)迅速發(fā)展，造成了大量的電路板蝕刻廢液和排放，蝕刻廢液主要有酸性蝕刻廢液和堿性蝕刻廢液，蝕刻廢液中含有大量的銅離子和其它有害化學(xué)物質(zhì)，其嚴(yán)重污染了環(huán)境，影響水中微生物的生存，破壞土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，影響農(nóng)作物的生長。

中國專利CN 103241762 A公開了一種使用堿式氯化銅制備二水氯化銅的方法，即攪拌鹽酸，在鹽酸中加入堿式氯化銅，之后20-40min需要控制游離氯化氫濃度在0.8％-8％，同時上述加入物需要全部溶解無沉淀物；再將完全溶解的物料負(fù)壓蒸餾8-10h，蒸發(fā)完畢，冷卻結(jié)晶，過濾，離心分離，即得二水氯化銅。此方法雖提高了生產(chǎn)效率，但反應(yīng)條件要求比較苛刻。為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，CN201510482821.8提供了生產(chǎn)方法簡單、成本低、 效率高的一種利用含銅蝕刻廢液生產(chǎn)氯化銅的方法。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：

一種利用含銅蝕刻廢液生產(chǎn)氯化銅的方法，包括如下步驟：

(1)向中和釜中加入清水，并進(jìn)行加熱，再將含有銅離子的酸性蝕刻廢液 和含有銅離子的堿性蝕刻廢液加入中和釜中進(jìn)行反應(yīng)，將反應(yīng)后的料液經(jīng)離心、 漂洗得堿式氯化銅晶體；

(2)將步驟(1)生成的堿式氯化銅晶體與鹽酸進(jìn)行反應(yīng)，得氯化銅溶液， 將該溶液處理得二水氯化銅產(chǎn)品；

(3)將二水氯化銅脫水得無水氯化銅。

步驟(1)的反應(yīng)方程式為：

步驟(2)的反應(yīng)方程式為：

其有益效果為：因含銅蝕刻廢液中含有大量的銅離子和其它有害化學(xué)物質(zhì)，而本發(fā)明采用含銅蝕刻廢液生產(chǎn)氯化銅，取得了更好的銅回收利用，充分利用了資源，且減少了含銅蝕刻廢液對環(huán)境的污染；本發(fā)明在使用含銅蝕刻廢液生產(chǎn)氯化銅時，利用酸、堿蝕刻廢液自身中和結(jié)晶，避免了在使用含銅蝕刻廢液之前需要除雜的步驟，生產(chǎn)方法簡單，成本較低；本發(fā)明在使用含銅蝕刻廢液生產(chǎn)氯化銅時，實(shí)驗(yàn)步驟及原料在實(shí)驗(yàn)室中都比較常見，操作步驟簡單且產(chǎn)量高。此外，本發(fā)明生產(chǎn)方法控制PH值時，只需要調(diào)節(jié)酸式蝕刻廢液和 堿式蝕刻廢液的滴加速度就可以，比較方便，且生產(chǎn)出的氯化銅較純。

應(yīng)用^[3]

氯化銅與茚蟲威對黃胸散白蟻的聯(lián)合作用：

氯化銅與茚蟲威配比為5∶1 條件下，72 h LC₅₀為2.8 g/L，共毒系數(shù)達(dá) 369.7，此時白蟻的死亡率為97.8% ；96 h LC₅₀ 為1.8 g /L，共毒系數(shù)達(dá) 455.3，此時白蟻的死亡率為 100%，滅蟻效果非常明顯。

實(shí)際應(yīng)用過程中，氯化銅的水解、 氧化等可能會對滅蟻效果產(chǎn)生影響，因?yàn)槠湫纬傻募{米顆?；蛘邭溲趸飼黾訉Π紫伒臍?。另外，茚蟲威的降解也會對其混合配比產(chǎn)生一定的影響，從而會影響白蟻的滅治效果。考慮到氯化銅∶茚蟲威配比在1∶10～10∶1時都有一定的協(xié)同作用，因此，實(shí)際應(yīng)用中不必局限于 5∶1這一種比例。初始濃度的選擇很重要， 因?yàn)槿绻鳛轲D劑濃度太高，一接觸就造成很大傷亡，可能會造成白蟻的逃離，從而達(dá)不到滅治白蟻的目的。如何選擇合適濃度，能讓白蟻接觸一段時間后再造成大面積殺傷，效果更好，是需要在實(shí)際應(yīng)用觀察中考慮到的問題。重金屬由于對生物環(huán)境影響具有不可逆性、長期性及累積效應(yīng)，故使用較為謹(jǐn)慎。使用餌劑系統(tǒng)對白蟻進(jìn)行防治是近年來發(fā)展起來的比較環(huán)保的一種方法，既能定點(diǎn)監(jiān)控白蟻，又能很好地防止藥物的遷移擴(kuò)散。也正因?yàn)橹亟饘俚倪@些特性，使得藥物在白蟻之間的傳遞滅殺成為可能。當(dāng)然，具體的效果還需在試驗(yàn)及實(shí)際應(yīng)用中檢驗(yàn)。

主要參考資料

[1] 中國中學(xué)教學(xué)百科全書·化學(xué)卷

[2] CN201510482821.8

[3]何利文,侍甜,葉兼菱,黃曉光,林雁,楊飛飛.氯化銅與茚蟲威對黃胸散白蟻的聯(lián)合作用[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2018,46(05):160-161+165.