CN102992387A - 一种高效除去铜盐中铁离子杂质的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种高效除去铜盐中铁离子杂质的方法，该方法是先在待处理的铜盐水溶液中加入铜盐水溶液重量1～3%的过氧化氢，再加入铜盐水溶液重量0.12%以上的偏锡酸，经吸附、过滤、蒸发、冷却结晶、分离和干燥而得到产品。本发明除去铁离子杂质的方法，是采用偏锡酸作为沉降剂，利用偏锡酸具有大的比表面和强的吸附能力，使铜盐水溶液中经过氧化氢氧化的铁离子以氢氧化铁被吸附下来，与现有的除铁工艺比较，具有整个除杂工艺操作简便、除杂率高、成本低廉和环境污染小的特点，经本发明方法处理的铜盐，其铁离子杂质的含量可降至5ppm以下，适合于电子工业和印刷线路板行业使用。
Description
技术领域
本发明涉及一种杂质的除去方法，尤其涉及一种金属盐溶液中铁杂质的除去方法，更具体是涉及一种高效除去铜盐中铁离子杂质的方法。
背景技术
铜盐是一种重要的无机化工产品，其用途随纯度而异，如五水硫酸铜，俗称胆矾、铜矾或蓝矾，分析纯时可供化学试剂使用，工业级时在石油化工、电镀等行业有广泛的用途，还可用于棉纺织品的媒染剂，制造绿色及蓝色染料等；而高纯度的铜盐产品（杂质铁在10ppm以下）是电子工业和印刷线路板行业沉铜的重要试剂。
铜盐通常是由铜或铜物料与相应的无机酸反应而得到，由于铜原料通常含有较高的杂质铁，而目前铜盐溶液中除铁的方法一般是黄钠铁矾法、中和水解法及有机溶剂萃取法。黄钠铁矾法中黄钠铁矾生成的pH值在1～1.5范围内，而黄钠铁矾生成过程的酸量是增加的，1克铁生成黄钠铁矾时约放出1，75克硫酸，因此要满足黄钠铁矾生成的pH值，必须用碱来中和掉黄钠铁矾生成过程中产生的酸，并且整个过程需要引入大量的钠离子，存在工艺复杂，影响因素较多的问题；中和水解法需要用到昂贵的高纯碳酸铜来调整溶液的pH值在3.0～4.0范围，而且存在渣量大，滤渣过滤性能差的缺点；另外，由于铜、铁的水解pH值都较为接近，采用黄钠铁矾法和中和水解法均难以实现铜盐产品中杂质铁在10ppm以下；用有机溶剂萃取法除铁，虽然铁离子可以降至很低，但是会引入有机物质至产品中，而要彻底分离铜盐溶液中的有机物却十分困难。因此，寻找一种工艺简单、杂质分离容易且杂质铁去除率高、从而获得电子级高纯度铜盐的方法，是本领域技术人员致力解决的问题。
发明内容
本发明的目的是克服以上存在的问题而提供一种高效除去铜盐中铁离子杂质的方法。
为实现以上目的，本发明的高效除去铜盐中铁离子杂质的方法，特点是先在待处理的铜盐水溶液中加入铜盐水溶液重量1～3%的过氧化氢，再加入铜盐水溶液重量0.12%以上的偏锡酸，经吸附、过滤、蒸发、冷却结晶、分离和干燥而得到产品。
上述偏锡酸的用量没有上限，但用量过多会造成偏锡酸的浪费和增加过滤工序的负担，为了避免偏锡酸的浪费和减少过滤工序的负担，同时又能达到除去铁离子的目的，上述偏锡酸的添加量优选铜盐水溶液重量的0.12～1.35%。
为了使铁离子的氧化更加完全，上述方法中，在加入过氧化氢之前先将待处理的铜盐水溶液加热到60－80℃。
为了使铁离子的除去更加彻底，上述方法中，偏锡酸吸附的时间优选2～4小时，温度优选50－60℃。
为了防止铜盐的结晶，上述方法中，经偏锡酸吸附后的铜盐水溶液需趁热过滤。
上述偏锡酸优选锡含量为50－60％的偏锡酸，该偏锡酸是由锡花与硝酸直接反应而制得。
上述方法中，待处理的铜盐水溶液优选硫酸铜、氯化铜或硝酸铜水溶液。
为了便于后续铁离子含量的测试，上述方法中，待处理的铜盐水溶液优选浓度为1－2mol/L。
本发明的高效除去铜盐中铁离子杂质的方法，利用过氧化氢先将铜盐水溶液中的铁离子全部氧化为三价铁离子，再采用偏锡酸作为沉降剂，利用偏锡酸具有很大的比表面和很强的吸附能力，能够将铜盐水溶液中的氢氧化铁吸附下来，达到很好除去铁离子的目的，经本发明方法处理的铜盐，其铁离子杂质的含量可降至5 ppm以下，适合于电子工业和印刷线路板行业使用。本发明在铜盐溶液中除铁的方法，与现有的除铁工艺比较，具有整个除杂工艺操作简便、除杂率高、成本低廉和环境污染小的特点。
具体实施方式
实施例1
偏锡酸的制备：在烧杯中置特号锡花，加水淹过锡面，搅拌下慢慢加入硝酸，直至锡全部反应，变为白色沉淀，过滤，水洗，干燥得到固体物，该固体为以下实施例所用的沉淀剂，偏锡酸中锡的含量为50－60%。
实施例2
在装有温度计、搅拌、回流装置的1000 ml烧瓶中加入浓度为1.5 mol/L的硫酸铜水溶液600 ml，其中硫酸铜水溶液中铁离子含量为49 ppm；搅拌加热至80℃，趁热滴加硫酸铜水溶液重量1.5％的过氧化氢水溶液后继续搅拌30 min，在60℃左右加入硫酸铜水溶液总重量0.12%的实例1沉淀剂，继续搅拌吸附3小时，趁热过滤，经蒸发、冷却结晶、分离、干燥而得到五水合硫酸铜。
经检测，硫酸铜结晶中Fe离子杂质的含量为4 ppm。
实施例3
在装有温度计、搅拌、回流装置的1000 ml烧瓶中加入浓度为1.8 mol/L的硫酸铜600 ml，其中硫酸铜水溶液中铁离子含量为35 ppm，搅拌加热至75℃，趁热滴加硫酸铜水溶液重量1.2％的过氧化氢水溶液完后继续搅拌30 min，在60℃左右加入硫酸铜水溶液总重量0.45%的实例1沉淀剂，继续搅拌吸附3小时，趁热过滤，经蒸发、冷却结晶、分离、干燥而得到五水合硫酸铜。
经检测，硫酸铜结晶中Fe离子杂质的含量3 ppm。
实施例4～6
实施例4、5、6的步骤、工艺参数和过氧化氢的添加量与实例3相同，区别在于偏锡酸沉淀剂的用量，各实施例沉淀剂的用量为：
实施例4：硫酸铜水溶液总重量的0.75%；
实施例5：硫酸铜水溶液总重量的1.05%；
实施例6：硫酸铜水溶液总重量的1.35%；
经检测，各实施例的硫酸铜结晶中铁离子杂质的含量如下：
| 项目 | 实施例4 | 实施例5 | 实施例6 |
| Fe3+( ppm) | 3 | 3 | 2 |
实施例7
按照实施例2相同的步骤、工艺参数和过氧化氢、沉降剂的添加量，把硫酸铜替换成氯化铜和硝酸铜水溶液分别进行处理，经处理后，氯化铜中Fe离子杂质的含量≤3 ppm，硝酸铜中Fe离子杂质的含量≤2 ppm。
以上只是本发明高效除去铜盐中铁离子杂质的方法几个较佳实施例的具体说明，但这些实施例并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技术方案的简单修改、替代、组合等效实施或变更，均应包括在本发明的保护范围中。
Claims (8)
1.一种高效除去铜盐中铁离子杂质的方法，其特征在于：所述方法是先在待处理的铜盐水溶液中加入铜盐水溶液重量1～3%的过氧化氢，再加入铜盐水溶液重量0.12%以上的偏锡酸，经吸附、过滤、蒸发、冷却结晶、分离和干燥而得到产品。
2.根据权利要求1所述的高效除去铜盐中铁离子杂质的方法，其特征在于：所述偏锡酸的添加量为铜盐水溶液重量的0.12～1.35%。
3.根据权利要求2所述的高效除去铜盐中铁离子杂质的方法，其特征在于：所述方法中，在加入过氧化氢之前先将待处理的铜盐水溶液加热至60－80℃。
4.根据权利要求3所述的高效除去铜盐中铁离子杂质的方法，其特征在于：所述方法中，偏锡酸吸附的时间为2～4小时，温度为50－60℃。
5.根据权利要求4所述的高效除去铜盐中铁离子杂质的方法，其特征在于：所述方法中，经偏锡酸吸附后的铜盐水溶液需趁热过滤。
6.根据权利要求1－5所述任一高效除去铜盐中铁离子杂质的方法，其特征在于：所述偏锡酸为锡含量为50－60％的偏锡酸，该偏锡酸是由锡花与硝酸直接反应而制得。
7.根据权利要求1－5所述任一高效除去铜盐中铁离子杂质的方法，其特征在于：所述方法中，待处理的铜盐水溶液为硫酸铜、氯化铜或硝酸铜水溶液。
8. 根据权利要求7所述的高效除去铜盐中铁离子杂质的方法，其特征在于：所述方法中，待处理的铜盐水溶液的浓度为1－2mol/L。
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