CN102367178A - 用废渣铜泥制备硫化铜,五水硫酸铜和硫酸钠的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了用废渣铜泥制备硫化铜,五水硫酸铜和硫酸钠的方法,所述废渣铜泥为生产还原灰BG所得,用工业水将废渣铜泥调成浆状物,经过滤得到硫化铜和滤液一,滤液一与盐酸溶液反应,得到含氯化铜、氯化钠和硫酸钠的混合溶液,同时排出硫化氢气体;混合溶液过滤,得到极其少量的滤饼杂质和澄清的滤液;澄清的滤液先常压蒸馏蒸出沸点低的有机物杂质,再与过量的稀硫酸,反应生成硫酸铜,硫酸钠和氯化氢经过滤除去少量的杂质,得到滤液二;滤液二中主要含硫酸铜,硫酸钠和氯化氢,根据五水硫酸铜和硫酸钠在不同温度下溶解度的不同,将溶液在不同的温度下结晶,分别得到五水硫酸铜和硫酸钠。
Description
技术领域:
本发明属于染料有机化工行业三废综合利用技术领域,具体地,涉及是一种用废渣铜泥制备硫化铜,五水硫酸铜和硫酸钠的方法,所述废渣铜泥为生产还原灰BG所得。
背景技术
染料工业的活性艳蓝K-NR、碱性紫、还原灰BG、愈创木酚等生产过程产生含铜废渣,其中含有大量的有机物质、无机盐等,一般采用焙烧处理,在高温下废渣中含有铜化合物被氧化为亚铜,然后及硫酸酸化后以硫酸铜形式回收。同时废渣中的有机物在高温下发生氧化分解反应,生成二氧化硫、氧化氮、二氧化碳、盐酸、水等气体。
还原灰BG是以苯酐、氨水、对苯二酚及中间体RK为原料,经缩合、氨化、氧化、酰化、固相缩合等反应及过滤、干燥、喷干等过程而制得。中间体RK系由奈酐和氨水为原料,经氨化、水解、反重氮、芳化、环合溴化等反应及过滤、干燥等过程而制得。制得的RK供还原灰BG生产固相缩合使用。中间体RK生产的过滤过程产生大量的废渣铜泥。
检测某厂用上述工艺生产还原灰BG产生的废渣铜泥,每生产1吨还愿灰BC产生废渣铜泥989.91kg,还原灰BG年产300吨,则年产废渣铜泥为297吨。所得的废渣铜泥组分为:氯化铜3.44%,硫化铜13.44%,硫化钠3.53%,氯化钠3.26%,硫酸钠1.67%,水为20.4%,有机杂质50%。
发明内容
经检测,某厂年产还原灰BG过程中产生的废渣铜泥的组分如下:氯化铜3.44%,硫化铜13.44%,硫化钠3.53%,氯化钠3.26%,硫酸钠1.67%,水20.4%,有机杂质50%。该废渣铜泥来源于中间体RK生产的过滤过程的滤渣,每生产1吨还原灰BC产生废渣铜泥989.91kg。
本发明提供了一种用废渣铜泥制备硫化铜,五水硫酸铜和硫酸钠的方法,所述废渣铜泥为生产还原灰BG所得,该方法有效的治理和利用了染料行业废渣铜泥的污染,还制造出各种含铜的化合物产品,创造了可观的经济价值,同时具有殷实的社会效益和丰厚的经济效益。
为了达到上述的目的,本发明的技术方案为:一种用废渣铜泥制备硫化铜,五水硫酸铜和硫酸钠的方法,所述废渣铜泥为生产还原灰BG所得,所述废渣铜泥的组分如下:氯化铜3.44%,硫化铜13.44%,硫化钠3.53%,氯化钠3.26%,硫酸钠1.67%,水20.4%,有机杂质50%,该方法包括如下步骤:
步骤(1)、称量废渣铜泥,用工业水将废渣铜泥调成浆状物,经过滤,得到硫化铜滤饼和滤液一;硫化铜滤饼经洗涤后,干燥,得到硫化铜产品;
步骤(2)、计算滤液一中硫化钠的摩尔含量,按照硫化钠与氯化氢的纯物质的摩尔量之比为1∶1.6-2.4,将步骤(1)所得的滤液一与盐酸溶液投入耐腐蚀的反应器反应,得到含氯化铜、氯化钠和硫酸钠的混合溶液,同时排出硫化氢气体;
步骤(3)、将步骤(2)所得的含氯化铜、氯化钠和硫酸钠的混合溶液过滤,得到极其少量的滤饼杂质和澄清的滤液;
步骤(4)、将步骤(3)所得澄清的滤液先常压蒸馏蒸出沸点低的有机物杂质,剩余溶液中主要含有硫酸钠、氯化钠和氯化铜三种物质;
步骤(5):计算剩余溶液中的氯化钠和氯化铜的摩尔含量之和,并根据该摩尔含量之和加入过量的稀硫酸,反应生成硫酸铜,硫酸钠和氯化氢,硫酸铜与水合成五水硫酸铜,经过滤除去少量的杂质,得到滤液二;
步骤(6)、滤液二中主要含硫酸铜,硫酸钠和氯化氢,计算滤液二中硫酸铜硫酸钠的含量为,根据0℃时,硫酸钠的溶解度为4.9g,而五水硫酸铜的溶解度为14.3g,将滤液二0℃下减压蒸馏,使硫酸钠的浓度达到过饱和,而五水硫酸铜的浓度却没达到其饱和浓度,此时,硫酸钠结晶析出、经过滤,得到硫酸钠和滤液三;将滤液三升温至30℃,此时,硫酸钠的溶解度为40.8g,而五水硫酸铜的溶解度为25g,将滤液三减压蒸馏,使五水硫酸铜的浓度达到过饱和,而硫酸钠的浓度却没达到其饱和浓度,此时,五水硫酸铜结晶析出、经过滤,得到五水硫酸铜和滤液四,滤液四与下一轮步骤(1)所得的浆状物混合并后重复利用。
步骤(2)排出的硫化氢气体通入碱液中或经回收制造氢硫酸。
步骤(3)得到的滤饼杂质深埋或者焚烧。
本发明所述用废渣铜泥制备硫化铜,五水硫酸铜和硫酸钠的方法,其化学反应方程式为:
Na2S+2HCl====2NaCl+H2S
CuCl2+H2SO4+5H2O====CuSO4·5H2O+2HCl
2NaCl+H2SO4====Na2SO4+2HCl
本发明的有益效果为:所述用废渣铜泥制备硫化铜,五水硫酸铜和硫酸钠的方法,操作简单,设备投资少,有效的治理了染料行业废渣铜泥的污染,实现变废为宝,创造了可观的经济价值。
具体实施方式
实施例1:
一种用废渣铜泥制备硫化铜,五水硫酸铜和硫酸钠的方法,所述废渣铜泥为生产还原灰BG所得,所述废渣铜泥的组分如下:氯化铜3.44%,硫化铜13.44%,硫化钠3.53%,氯化钠3.26%,硫酸钠1.67%,水20.4%,有机杂质50%,该方法包括如下步骤:
步骤(1)、称量500kg废渣铜泥,用工业水将废渣铜泥调成浆状物,经过滤,得到硫化铜滤饼和滤液一;硫化铜滤饼经洗涤后,干燥,得到67.2kg硫化铜产品;
步骤(2)、计算滤液一中硫化钠的摩尔含量,按照硫化钠与氯化氢的纯物质的摩尔量之比为1∶2.4,将步骤(1)所得的滤液一与盐酸溶液投入耐腐蚀的反应器反应,得到含氯化铜、氯化钠和硫酸钠的混合溶液,同时排出硫化氢气体;硫化氢气体通入碱液中或经回收制造氢硫酸;
步骤(3)、将步骤(2)所得的含氯化铜、氯化钠和硫酸钠的混合溶液过滤,得到极其少量的滤饼杂质和澄清的滤液,滤饼杂质深埋或者焚烧,滤液中含有氯化铜大约17.2kg,氯化钠大约42.78kg,硫酸钠大约8.35kg;
步骤(4)、将步骤(3)所得澄清的滤液先常压蒸馏蒸出沸点低的有机物杂质,剩余溶液中主要含有硫酸钠、氯化钠和氯化铜三种物质;
步骤(5):分别计算剩余溶液中的氯化钠和氯化铜的摩尔含量,并根据该摩尔含量加入过量的稀硫酸,反应生成硫酸铜,硫酸钠和氯化氢,硫酸铜与水合成五水硫酸铜,经过滤除去少量的杂质,得到滤液二;
步骤(6)、滤液二中主要含硫酸铜,硫酸钠和氯化氢,计算滤液二中硫酸铜的含量为25kg、硫酸钠的含量为60.27kg和氯化氢的含量,根据0℃时,硫酸钠的溶解度为4.9g,而五水硫酸铜的溶解度为14.3g,将滤液二0℃下减压蒸馏至175L,使硫酸钠的浓度达到过饱和,而五水硫酸铜的浓度却没达到其饱和浓度,此时,硫酸钠结晶析出、经过滤,得到51.7kg硫酸钠和滤液三;将滤液三升温至30℃,此时,硫酸钠的溶解度为40.8g,而五水硫酸铜的溶解度为25g,将滤液三减压蒸馏,使五水硫酸铜的浓度达到过饱和,而硫酸钠的浓度却没达到其饱和浓度,此时,五水硫酸铜结晶析出、经过滤,得到五水硫酸铜和滤液四,滤液四与下一轮步骤(1)所得的浆状物混合并后重复利用。
实施例2:
一种用废渣铜泥制备硫化铜,五水硫酸铜和硫酸钠的方法,所述废渣铜泥为生产还原灰BG所得,所述废渣铜泥的组分如下:氯化铜3.44%,硫化铜13.44%,硫化钠3.53%,氯化钠3.26%,硫酸钠1.67%,水20.4%,有机杂质50%,该方法包括如下步骤:
步骤(1)、称量500kg废渣铜泥,用工业水将废渣铜泥调成浆状物,经过滤,得到硫化铜滤饼和滤液一;硫化铜滤饼经洗涤后,干燥,得到67.2kg硫化铜产品;
步骤(2)、计算滤液一中硫化钠的摩尔含量,按照硫化钠与氯化氢的纯物质的摩尔量之比为1∶2.0,将步骤(1)所得的滤液一与盐酸溶液投入耐腐蚀的反应器反应,得到含氯化铜、氯化钠和硫酸钠的混合溶液,同时排出硫化氢气体;硫化氢气体通入碱液中或经回收制造氢硫酸;
步骤(3)、将步骤(2)所得的含氯化铜、氯化钠和硫酸钠的混合溶液过滤,得到极其少量的滤饼杂质和澄清的滤液,滤饼杂质深埋或者焚烧,滤液中含有氯化铜大约17.2kg,氯化钠大约42.78kg,硫酸钠大约8.35kg;
步骤(4)、将步骤(3)所得澄清的滤液先常压蒸馏蒸出沸点低的有机物杂质,剩余溶液中主要含有硫酸钠、氯化钠和氯化铜三种物质;
步骤(5):分别计算剩余溶液中的氯化钠和氯化铜的摩尔含量,并根据该摩尔含量加入过量的稀硫酸,反应生成硫酸铜,硫酸钠和氯化氢,硫酸铜与水合成五水硫酸铜,经过滤除去少量的杂质,得到滤液二;
步骤(6)、滤液二中主要含硫酸铜,硫酸钠和氯化氢,计算滤液二中硫酸铜的含量为25kg、硫酸钠的含量为60.27kg和氯化氢的含量,根据0℃时,硫酸钠的溶解度为4.9g,而五水硫酸铜的溶解度为14.3g,将滤液二0℃下减压蒸馏至175L,使硫酸钠的浓度达到过饱和,而五水硫酸铜的浓度却没达到其饱和浓度,此时,硫酸钠结晶析出、经过滤,得到51.7kg硫酸钠和滤液三;将滤液三升温至30℃,此时,硫酸钠的溶解度为40.8g,而五水硫酸铜的溶解度为25g,将滤液三减压蒸馏,使五水硫酸铜的浓度达到过饱和,而硫酸钠的浓度却没达到其饱和浓度,此时,五水硫酸铜结晶析出、经过滤,得到五水硫酸铜和滤液四,滤液四与下一轮步骤(1)所得的浆状物混合并后重复利用。
实施例3
一种用废渣铜泥制备硫化铜,五水硫酸铜和硫酸钠的方法,所述废渣铜泥为生产还原灰BG所得,所述废渣铜泥的组分如下:氯化铜3.44%,硫化铜13.44%,硫化钠3.53%,氯化钠3.26%,硫酸钠1.67%,水20.4%,有机杂质50%,该方法包括如下步骤:
步骤(1)、称量500kg废渣铜泥,用工业水将废渣铜泥调成浆状物,经过滤,得到硫化铜滤饼和滤液一;硫化铜滤饼经洗涤后,干燥,得到67.2kg硫化铜产品;
步骤(2)、计算滤液一中硫化钠的摩尔含量,按照硫化钠与氯化氢的纯物质的摩尔量之比为1∶1.6,将步骤(1)所得的滤液一与盐酸溶液投入耐腐蚀的反应器反应,得到含氯化铜、氯化钠和硫酸钠的混合溶液,同时排出硫化氢气体;硫化氢气体通入碱液中或经回收制造氢硫酸;
步骤(3)、将步骤(2)所得的含氯化铜、氯化钠和硫酸钠的混合溶液过滤,得到极其少量的滤饼杂质和澄清的滤液,滤液中含有氯化铜大约17.2kg,氯化钠大约37.5kg,硫酸钠大约8.35kg;
步骤(4)、将步骤(3)所得澄清的滤液先常压蒸馏蒸出沸点低的有机物杂质,剩余溶液中主要含有硫酸钠、氯化钠和氯化铜三种物质;
步骤(5):分别计算剩余溶液中的氯化钠和氯化铜的摩尔含量,并根据该摩尔含量加入过量的稀硫酸,反应生成硫酸铜,硫酸钠和氯化氢,硫酸铜与水合成五水硫酸铜,经过滤除去少量的杂质,得到滤液二;
步骤(6)、滤液二中主要含硫酸铜,硫酸钠和氯化氢,计算滤液二中硫酸铜的含量为25kg、硫酸钠的含量为53.86kg和氯化氢的含量,根据0℃时,硫酸钠的溶解度为4.9g,而五水硫酸铜的溶解度为14.3g,将滤液二0℃下减压蒸馏至175L,使硫酸钠的浓度达到过饱和,而五水硫酸铜的浓度却没达到其饱和浓度,此时,硫酸钠结晶析出、经过滤,得到44.8kg硫酸钠和滤液三;将滤液三升温至30℃,此时,硫酸钠的溶解度为40.8g,而五水硫酸铜的溶解度为25g,将滤液三减压蒸馏,使五水硫酸铜的浓度达到过饱和,而硫酸钠的浓度却没达到其饱和浓度,此时,五水硫酸铜结晶析出、经过滤,得到五水硫酸铜和滤液四,滤液四与下一轮步骤(1)所得的浆状物混合并后重复利用。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明,不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,其架构形式能够灵活多变,可以派生系列产品。只是做出若干简单推演或替换,都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。
Claims (3)
1.一种用废渣铜泥制备硫化铜,五水硫酸铜和硫酸钠的方法,所述废渣铜泥为生产还原灰BG所得,所述废渣铜泥的组分如下:氯化铜3.44%,硫化铜13.44%,硫化钠3.53%,氯化钠3.26%,硫酸钠1.67%,水20.4%,有机杂质50%,其特征在于,该方法包括如下步骤:
步骤(1)、称量废渣铜泥,用工业水将废渣铜泥调成浆状物,经过滤,得到硫化铜滤饼和滤液一;硫化铜滤饼经洗涤后,干燥,得到硫化铜产品;
步骤(2)、计算滤液一中硫化钠的摩尔含量,按照硫化钠与氯化氢的纯物质的摩尔量之比为1∶1.6-2.4,将步骤(1)所得的滤液一与盐酸溶液投入耐腐蚀的反应器反应,得到含氯化铜、氯化钠和硫酸钠的混合溶液,同时排出硫化氢气体;
步骤(3)、将步骤(2)所得的含氯化铜、氯化钠和硫酸钠的混合溶液过滤,得到极其少量的滤饼杂质和澄清的滤液;
步骤(4)、将步骤(3)所得澄清的滤液先常压蒸馏蒸出沸点低的有机物杂质,剩余溶液中主要含有硫酸钠、氯化钠和氯化铜三种物质;
步骤(5):计算剩余溶液中的氯化钠和氯化铜的摩尔含量之和,并根据该摩尔含量之和加入过量的稀硫酸,反应生成硫酸铜,硫酸钠和氯化氢,硫酸铜与水合成五水硫酸铜,经过滤除去少量的杂质,得到滤液二;
步骤(6)、滤液二中主要含硫酸铜,硫酸钠和氯化氢,计算滤液二中硫酸铜硫酸钠的含量为,根据0℃时,硫酸钠的溶解度为4.9g,而五水硫酸铜的溶解度为14.3g,将滤液二0℃下减压蒸馏,使硫酸钠的浓度达到过饱和,而五水硫酸铜的浓度却没达到其饱和浓度,此时,硫酸钠结晶析出、经过滤,得到硫酸钠和滤液三;将滤液三升温至30℃,此时,硫酸钠的溶解度为40.8g,而五水硫酸铜的溶解度为25g,将滤液三减压蒸馏,使五水硫酸铜的浓度达到过饱和,而硫酸钠的浓度却没达到其饱和浓度,此时,五水硫酸铜结晶析出、经过滤,得到五水硫酸铜和滤液四,滤液四与下一轮步骤(1)所得的浆状物混合并后重复利用。
2.如权利要求1所述的用废渣铜泥制备硫化铜,五水硫酸铜和硫酸钠的方法,所述废渣铜泥为生产还原灰BG所得,其特征在于,步骤(2)排出的硫化氢气体通入碱液中或经回收制造氢硫酸。
3.如权利要求1所述的用废渣铜泥制备硫化铜,五水硫酸铜和硫酸钠的方法,所述废渣铜泥为生产还原灰BG所得,其特征在于,步骤(3)得到的滤饼杂质深埋或者焚烧。
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