12069-69-1 / 堿式碳酸銅的制備及應(yīng)用

背景及概述^[1][2]

堿式碳酸銅屬于精細(xì)化工領(lǐng)域，主要用于有機(jī)催化劑、殺菌劑、電子陶瓷、原油貯存脫堿劑等。通常以綠色堿式碳酸銅和藍(lán)色堿式碳酸銅[2Cu(CO)₃·Cu(OH)₂]的形式存在?？勺鞯蜏仡伾缘闹珓＝穸嗍褂没ぴ咸妓徙~，直接配入低溫色釉中。

制備^[2-3]

一、一種高純堿式碳酸銅的制備方法，無副產(chǎn)品和廢料生成，原料利用率高，成本低，無污染。包括如下步驟：

（1）制備氨水：將液氨在0.2MPa壓力下通入去離子水和液氨制備濃度為10%～12%的氨水，儲存?zhèn)溆茫?/p>

（2）浸取合成反應(yīng)：將純度≥99.9%的條狀電解銅裝入化銅池內(nèi)，泵入步驟（1）中制得的氨水至淹沒電解銅，然后按碳酸氫銨/氨水摩爾比≥2向化銅池內(nèi)加入碳酸氫銨，并用空壓機(jī)從化銅池底部鼓入空氣，使化銅池中的空氣壓力為1.01×10⁵～10⁶Pa,控制反應(yīng)溫度60℃～70℃，至反應(yīng)符合硫酸試驗(yàn)；

（3）過濾：用泵將步驟（2）中化銅池內(nèi)3/4的銅銨溶液抽取到過濾器內(nèi)粗過濾后引入精密過濾器精過濾，最后用泵打入反應(yīng)釜內(nèi)；

（4）熱分解：利用空壓機(jī)向反應(yīng)釜內(nèi)鼓入空氣，并將反應(yīng)釜內(nèi)升溫至80～100℃，進(jìn)行二次氧化和氣提，除去經(jīng)兩次過濾未分離的微量銅粉，同時(shí)也使銅氨化合物發(fā)生分解反應(yīng)生成堿式碳酸銅，檢測其分解反應(yīng)后含有堿式碳酸銅的混合料液中銅離子濃度小于10g/L時(shí)，分解反應(yīng)結(jié)束；而熱分解出來的含有氨氣和二氧化碳的水蒸氣隨空氣進(jìn)入冷凝器，冷凝時(shí)生成的碳化氨水送入濃氨水制備槽待用；

（5）甩水、漂洗：將熱分解反應(yīng)得到的含有堿式碳酸銅的混合料液打入離心機(jī)，先甩盡其中的母液，然后用去離子水洗滌至洗滌水中的氯離子質(zhì)量濃度≤20ppm時(shí)結(jié)束洗滌，從離心機(jī)中吊出含有少量水份的堿式碳酸銅；

（6）烘干、粉碎：將步驟（5）中含有少量水分的堿式碳酸銅送至設(shè)定溫度為50～70℃的烘箱中烘至水分≤2%后粉碎，并通過100目過篩后粉碎、包裝，既得堿式碳酸銅產(chǎn)品。

二、一種酸性蝕刻廢液生產(chǎn)堿式碳酸銅的方法，所述酸性蝕刻廢液生產(chǎn)堿式碳酸銅的方法包括以下步驟：

步驟一 對蝕刻廢液進(jìn)行預(yù)處理，在酸性蝕刻廢液中添加過氧化鈉并攪拌分散至溶液中的Cu⁺ 全部轉(zhuǎn)化為Cu²⁺；

步驟二 將預(yù)處理后的蝕刻廢液加入調(diào)節(jié)劑， 過濾去除溶液中的不溶雜質(zhì)后制得二價(jià)銅離子的溶液；

步驟三 將配制好的質(zhì)量比例為1:6的小蘇打溶液和步驟二中制得的銅離子溶液同時(shí)滴加入原液中反應(yīng)。

步驟四 反應(yīng)完全后過濾得到堿式碳酸銅潮品，所述潮品堿式碳酸銅經(jīng)干燥得到堿式碳酸銅。

應(yīng)用^[4]

一種由堿式碳酸銅連續(xù)生產(chǎn)高純低氯電鍍級氧化銅的方法，包括以下步驟：

（1）在制備容器內(nèi)預(yù)先裝入水，向制備容器內(nèi)通入液氨，使制備容器內(nèi)氨水濃度達(dá)85~135g/L，然后通入高純二氧化碳制備碳化氨水，同時(shí)開啟冷卻水管閥門通水冷卻，將得到的碳化氨水打入貯存容器；

（2）將銅料裝入化銅池中，由貯存容器向化銅池注入步驟（1）所得的碳化氨水；

（3）封死化銅池蓋，鼓入空氣反應(yīng)，反應(yīng)按如下反應(yīng)式進(jìn)行：

2Cu+2(NH₄)₂CO₃+O₂=2Cu(NH₃)₂CO3 +2H₂O

當(dāng)檢測到銅氨液中銅離子濃度達(dá)85~120g/L時(shí)，停止鼓空氣，向銅氨液中加入雙氧水充分反應(yīng)后出銅氨料液；

（4）將步驟（3）所得的銅氨料液打入過濾器過濾，將濾液注入貯液容器；

（5）開啟復(fù)式離心薄膜蒸發(fā)器，通入蒸汽，將步驟（4）所得的貯液容器中的濾液打入蒸發(fā)器，在蒸發(fā)器中發(fā)生如下蒸氨反應(yīng)：

3Cu(NH₃)₂CO₃ +H₂O=2CuCO₃ Cu(OH)₂+6NH₃↑+ CO₂↑

從蒸發(fā)器底部放出含有堿式碳酸銅的混合料液并打入儲料容器；

（6）啟動離心機(jī)將步驟（5）得到的含有堿式碳酸銅的混合料液放入離心機(jī)，甩盡原有的液體后再用去離子水洗滌后出料；

（7）將步驟（6）中離心機(jī)所出料裝入烘箱，當(dāng)物料含水≤2%時(shí)出料；

（8）將步驟（7）所得烘干后的物料粉碎，100目過篩，分析，稱重，包裝，得到高純堿式碳酸銅；

（9）開啟連續(xù)制備電鍍級氧化銅的內(nèi)壁無結(jié)垢回轉(zhuǎn)電爐，將步驟（8）得到的高純堿式碳酸銅加入回轉(zhuǎn)電爐內(nèi)煅燒得氧化銅粉并進(jìn)一步冷卻、過篩得氧化銅成品，其反應(yīng)按如下反應(yīng)式進(jìn)行：

CuCO₃·Cu(OH)₂=2CuO+CO₂↑+H₂O。

主要參考資料

[1] 景德鎮(zhèn)陶瓷詞典

[2] CN201410200285.3 一種高純堿式碳酸銅的制備方法

[3] CN201811651133.X 一種酸性蝕刻廢液生產(chǎn)堿式碳酸銅的方法

[4] CN201210559223.2 一種由堿式碳酸銅連續(xù)生產(chǎn)高純低氯電鍍級氧化銅的方法