CN101070181A - 氯化亚铜晶体的水热还原法制备工艺 - Google Patents

氯化亚铜晶体的水热还原法制备工艺 Download PDF

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Abstract

氯化亚铜晶体的水热还原法制备工艺，将硫酸铜和氯化钠配成混合水溶液，并转移入耐压耐腐蚀反应釜中，然后加入还原剂甲醛，密闭加热至130℃～170℃，水热还原反应3～12小时，生成氯化亚铜晶体，冷却后过滤，将滤出的氯化亚铜晶体按照常规方法洗涤、干燥处理，得到目标产品。本发明在氯化亚铜晶体的制备工艺中，利用甲醛作为还原剂，料液及甲醛还原剂在密闭反应釜中直接进行水热还原反应，一步生成氯化亚铜晶体目标产品，制备工艺简单，易于控制，节水节能，无有害气体、液体排放，滤出氯化亚铜晶体后的母液经处理后可循环使用，具有环保和节能的双重优越性。

Description

氯化亚铜晶体的水热还原法制备工艺
技术领域
本发明涉及氯化亚铜制备工艺，特别是一种氯化亚铜晶体的水热还原法制备工艺，属于化学工业的无机合成技术领域。
背景技术
氯化亚铜产品是一种重要的化工原料，它可用于制备酞菁颜料、可做杀虫剂和防腐剂中的添加剂、石油化工中的脱硫脱色剂、硝化纤维的脱硝剂、肥皂和脂肪的凝聚剂、有机合成中的催化剂、染料工业中的还原剂及应用于电池、电镀和医药等行业中。
目前工业生产氯化亚铜主要有以下几种方法：
①废铜空气氧化法：以铜丝(铜片、铜粉)与盐酸、氯化钠为原料，通入空气进行反应，制得前驱体Na[CuCl2]溶液再水解生成氯化亚铜。
②氧化铜法：以氧化铜、盐酸、氯化钠和铜粉为原料，加热反应制得前驱体Na[CuCl2]溶液，再水解生成氯化亚铜。
③废铜氯气法：又可分为干法和湿法。干法工艺复杂，不易控制；湿法也是先生成前驱体Na[CuCl2]，再水解生成氯化亚铜。
④铜盐法：又可分为两种。一种是以铜粉、铜碎料为还原剂，在盐酸条件下先制得前驱体Na[CuCl2]，再水解生成氯化亚铜。另一种是以亚硫酸钠或二氧化硫为还原剂，在盐酸介质条件下直接制备氯化亚铜。
以上几种方法均有其不足之处。废铜氯气法主要是设备投资大，工艺复杂，不易控制；其他方法在Na[CuCl2]水解时使用了大量的水，废水回收能耗高，而一般厂家均不予回收，既浪费原料又污染环境；用亚硫酸钠或二氧化硫还原法工艺虽相对简单，但成本高，并产生大量的酸雾污染环境，且制得的氯化亚铜粒度细小不易过滤，产品也容易氧化。
上述几种制备方法均存在下列两个共性问题：①对环境造成污染；②氯化钠原料基本是一次性使用，原料浪费极大，生产过程能耗普遍较高。因此有必要对氯化亚铜的生产工艺进行改进。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种经济且环保的氯化亚铜晶体的水热还原法制备工艺。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：氯化亚铜晶体的水热还原法制备工艺，其特征是将硫酸铜和氯化钠配成的混合水溶液或氯化铜水溶液作为料液，转移入耐压耐腐蚀反应釜中，然后加入还原剂甲醛，密闭加热至130℃～170℃，水热还原反应3～12小时，生成氯化亚铜晶体，冷却后过滤，将滤出的氯化亚铜晶体按照常规方法洗涤、干燥处理，得到目标产品。
本发明的有益效果如下：本发明在氯化亚铜晶体的制备工艺中，开创性的利用甲醛作为还原剂，料液及甲醛还原剂在密闭反应釜中直接进行水热还原反应，一步生成氯化亚铜晶体目标产品，制备工艺简单，易于控制，节水节能，无有害气体、液体排放，滤出氯化亚铜晶体后的母液经处理后可循环使用，具有环保和节能的双重优越性。
附图说明
图1为实施例1中目标产品氯化亚铜晶体的XRD图，其余实施例中的目标产品被检测XRD图谱与实施例1中的类同，均符合氯化亚铜晶体的标准图谱。
具体实施方式
下面参照附图并结合实施例对本发明作进一步详细描述。但是本发明不限于所给出的例子。
实施例1
将250克硫酸铜(CuSO4·5H2O，以下实施例中均相同)和58.5克氯化钠配成的混合水溶液作为料液，转移入耐压耐腐蚀反应釜中，然后加入还原剂甲醛30克(折合成100％甲醛，以下实施例中均相同)，密闭加热至170℃，水热还原反应3小时，生成氯化亚铜晶体，冷却后过滤，将滤出的氯化亚铜晶体按照常规方法洗涤、干燥处理，得到目标产品氯化亚铜晶体80克。产品经XRD法测试，符合氯化亚铜晶体的标准图谱。滤出氯化亚铜晶体后的母液经浓缩后再冷却，使硫酸钠结晶析出，过滤除去硫酸钠结晶，处理后的母液可循环使用(以下实施例中母液均经相同的处理后循环使用)。
实施例2
将250克硫酸铜和58.5克氯化钠配成的混合水溶液作为料液，转移入耐压耐腐蚀反应釜中，然后加入还原剂甲醛45克，密闭加热至160℃，水热还原反应5小时，生成氯化亚铜晶体，冷却后过滤，将滤出的氯化亚铜晶体按照常规方法洗涤、干燥处理，得到目标产品氯化亚铜晶体85克。产品经XRD法测试，符合氯化亚铜晶体的标准图谱。
实施例3
将250克硫酸铜和58.5克氯化钠配成的混合水溶液作为料液，并转移入耐压耐腐蚀反应釜中，然后加入还原剂甲醛45克，密闭加热至150℃，水热还原反应8小时，生成氯化亚铜晶体，冷却后过滤，将滤出的氯化亚铜晶体按照常规方法洗涤、干燥处理，得到目标产品氯化亚铜晶体82克。产品经XRD法测试，符合氯化亚铜晶体的标准图谱。
实施例4
将250克硫酸铜和87克氯化钠配成的混合水溶液作为料液，转移入耐压耐腐蚀反应釜中，然后加入还原剂甲醛60克，密闭加热至140℃，水热还原反应10小时，生成氯化亚铜晶体，冷却后过滤，将滤出的氯化亚铜晶体按照常规方法洗涤、干燥处理，得到目标产品氯化亚铜晶体90克。产品经XRD法测试，符合氯化亚铜晶体的标准图谱。
实施例5
将250克硫酸铜和87克氯化钠配成的混合水溶液作为料液，转移入耐压耐腐蚀反应釜中，然后加入还原剂甲醛60克，密闭加热至130℃，水热还原反应12小时，生成氯化亚铜晶体，冷却后过滤，将滤出的氯化亚铜晶体按照常规方法洗涤、干燥处理，得到目标产品氯化亚铜晶体86克。产品经XRD法测试，符合氯化亚铜晶体的标准图谱。
实施例6
将250克硫酸铜和87克氯化钠配成的混合水溶液作为料液，转移入耐压耐腐蚀反应釜中，然后加入还原剂甲醛75克，密闭加热至140℃，水热还原反应9小时，生成氯化亚铜晶体，冷却后过滤，将滤出的氯化亚铜晶体按照常规方法洗涤、干燥处理，得到目标产品氯化亚铜晶体80克。产品经XRD法测试，符合氯化亚铜晶体的标准图谱。
实施例7
将250克硫酸铜和117克氯化钠配成的混合水溶液作为料液，转移入耐压耐腐蚀反应釜中，然后加入还原剂甲醛90克，密闭加热至150℃，水热还原反应7小时，生成氯化亚铜晶体，冷却后过滤，将滤出的氯化亚铜晶体按照常规方法洗涤、干燥处理，得到目标产品氯化亚铜晶体94克。产品经XRD法测试，符合氯化亚铜晶体的标准图谱。
实施例8
将250克硫酸铜和117克氯化钠配成的混合水溶液作为料液，转移入耐压耐腐蚀反应釜中，然后加入还原剂甲醛90克，密闭加热至160℃，水热还原反应6小时，生成氯化亚铜晶体，冷却后过滤，将滤出的氯化亚铜晶体按照常规方法洗涤、干燥处理，得到目标产品氯化亚铜晶体90克。产品经XRD法测试，符合氯化亚铜晶体的标准图谱。
实施例9
用134.5克氯化铜配制成的水溶液作为料液，转移入耐压耐腐蚀反应釜中，然后加入还原剂甲醛30克，密闭加热至140℃，水热还原反应8小时，生成氯化亚铜晶体，冷却后过滤，将滤出的氯化亚铜晶体按照常规方法洗涤、干燥处理，得到目标产品氯化亚铜晶体92克。产品经XRD法测试，符合氯化亚铜晶体的标准图谱。
实施例10
用134.5克氯化铜配制成的水溶液作为料液，转移入耐压耐腐蚀反应釜中，然后加入还原剂甲醛60克，密闭加热至145℃，水热还原反应6小时，生成氯化亚铜晶体，冷却后过滤，将滤出的氯化亚铜晶体按照常规方法洗涤、干燥处理，得到目标产品氯化亚铜晶体90克。产品经XRD法测试，符合氯化亚铜晶体的标准图谱。
实施例11
用134.5克氯化铜配制成的水溶液作为料液，转移入耐压耐腐蚀反应釜中，然后加入还原剂甲醛90克，密闭加热至150℃，水热还原反应6小时，生成氯化亚铜晶体，冷却后过滤，将滤出的氯化亚铜晶体按照常规方法洗涤、干燥处理，得到目标产品氯化亚铜晶体93克。产品经XRD法测试，符合氯化亚铜晶体的标准图谱。
由以上11个实施例可以看出，本发明工艺所使用的还原剂甲醛的物质的量是料液中铜离子的物质的量的1～3倍，在所述由硫酸铜和氯化钠混合的料液中，氯化钠物质的量是硫酸铜物质的量的1～2倍，水热还原反应的最佳温度范围为140℃～160℃。

Claims (5)

1、氯化亚铜晶体的水热还原法制备工艺，其特征是将硫酸铜和氯化钠配成的混合水溶液或氯化铜水溶液作为料液，转移入耐压耐腐蚀反应釜中，然后加入还原剂甲醛，密闭加热至130℃～170℃，水热还原反应3～12小时，生成氯化亚铜晶体，冷却后过滤，将滤出的氯化亚铜晶体按照常规方法洗涤、干燥处理，得到目标产品。
2、根据权利要求1所述的氯化亚铜晶体的水热还原法制备工艺，其特征是：所述还原剂甲醛物质的量是所述料液中的铜离子物质的量的1～3倍。
3、根据权利要求1或2所述的氯化亚铜晶体的水热还原法制备工艺，其特征是：在所述由硫酸铜和氯化钠混合的料液中，氯化钠物质的量是硫酸铜物质的量的1～2倍。
4、根据权利要求1或2所述的氯化亚铜晶体的水热还原法制备工艺，其特征是：水热还原反应的最佳温度范围为140℃～160℃。
5、根据权利要求3所述的氯化亚铜晶体的水热还原法制备工艺，其特征是：水热还原反应的最佳温度范围为140℃～160℃。
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