CN103555951B - 从有机硅废料中提铜的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种从有机硅废料提铜的方法，尤其是指从有机硅单体生产中产生的废触体、浆渣水解废渣、废酸水中的提取铜单质的方法。该方法包括如下步骤：a、将废触体和∕或浆渣水解废渣进行研磨；b、向盐酸溶液中加入可溶性氧化剂，再用含有可溶性氧化剂的盐酸溶液对研磨后的废触体和∕或浆渣水解废渣进行酸化处理；c、用碱性化合物对酸化处理后的料浆进行中和，调节至弱酸性；d、将中和后的浆料过滤，取滤液；e、用活泼金属将滤液中的铜置换出来，然后烘干得到产品。本发明利用含有氧化剂的盐酸溶液进行酸化，使废料中的铜全部转化为二价铜，产品铜纯度高，废渣中的铜低于0.5%，解决了有机硅生产过程中铜的回收和环保的问题。

Description

从有机硅废料中提铜的方法

技术领域

本发明属于化工领域，涉及一种从有机硅废料提铜的方法，尤其是指从有机硅单体生产中产生的废触体、浆渣水解废渣、废酸水中的提取铜单质的工艺方法。降低有毒重金属对环境的危害，同时实现资源的重复利用。

背景技术

有机硅被誉为工业味精，它对工业和我们日常生活的影响日益剧增，我国的有机硅发展从20世纪50年代就已经开始，但是最近10年是我国有机硅发展最快，技术进步最大的10年。随着我国经济的发展，社会对有机硅产品的需求量也越来越大，有机硅单体的生产也越来越大；目前我国的有机硅单体产能已经超过150万吨/年。

目前，我国最通常使用的机硅单体生产过程如下：氯甲烷和硅粉在流化床铜系催化剂和270℃左右的温度作用下生成甲基氯硅烷，其中主要产物是二甲基二氯硅烷、甲基三氯硅烷、三甲基氯硅烷、甲基二氯硅烷等。在合成氯硅烷过程中会产生一些沸点较高成分极其复杂的氯硅烷液态物质，这些物质会夹带部分催化剂粉末形成一种黑色的油状物质被排除反应体系，这就是浆渣。由于浆渣是一种易燃、易水解、有强烈刺激性的物质所以浆渣必须就近处理，目前浆渣的处理手段主要是水解，即将浆渣水解，使其中的氯硅烷与水反应生成一种黑色的固体粉末以便作进一步的处理，这种水解后的固体粉末就是浆渣水解废渣。废触体即是废催化剂，当流化床使用一段时间后随着二甲基二氯硅烷选择性的降低则需要对催化剂进行更换，更换下来的催化剂即是废触体，有刺激性，处理起来很难。废触体或浆渣水解废渣，主要成分是硅粉、铜单质、亚铜化合物、二价铜化合物、三价铁化合物，其中铜的含量一般为7～8%；这些铜如果不提取对环境的危害也将很大，而且对较为昂贵的铜来说也是资源的极大浪费。有机硅单体水解后产生的废酸，氯化氢含量一般都在15%以上，外观为黄色或黄绿色透明液体，其中含有较多的Cu²⁺，Fe³⁺等离子。

如今国内部分小厂家也在从事从有机硅废料中提取铜的生产，但是生产方式较为粗犷，只是利用酸对废料进行了酸化，没有深层次地将废料中的亚铜和单质铜提出来，提取完成后的废渣中铜含量依然较高，铜的纯度较低，不利于环保。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种从有机硅生产中的废料提取铜的方法，该方法能提高铜的纯度。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：从有机硅废料中提铜的方法，包括如下步骤：

a、研磨：将废触体和∕或浆渣水解废渣进行研磨；

b、酸化：向盐酸溶液中加入可溶性氧化剂，再用含有可溶性氧化剂的盐酸溶液对研磨后的废触体和∕或浆渣水解废渣进行酸化处理；

c、中和：用碱性化合物对酸化处理后的料浆进行中和，调节至弱酸性；

d、过滤：将中和后的浆料过滤，取滤液；

e、置换和后处理：用活泼金属将滤液中的铜置换出来，然后烘干得到产品。

其中，上述方法所述盐酸溶液为有机硅生产中产生的废盐酸。

其中，上述方法废盐酸中氯化氢浓度16～22%。

其中，上述方法废触体和浆渣水解废渣中铜含量按重量百分比计≥6%。

其中，上述方法所述可溶性氧化剂为硝酸钙、过氧化氢或次氯酸中的至少一种。

其中，上述方法所述碱性化合物为碳酸钙、碳酸钠、氢氧化钠或碳酸氢钠中的至少一种。

其中，上述方法所述活泼金属为铝、铁或锌中的至少一种。

其中，上述方法所述弱碱性是指pH值为2～6。

其中，上述方法原料用量为：盐酸溶液100重量份、可溶性氧化剂1～20重量份、废触体和∕或浆渣水解废渣20～50重量份、碱性化合物50～100重量份、活泼金属1～30重量份。

本发明方法具体可以按照以下方式进行实施：从有机硅废料中提铜的方法，包括如下步骤：

a、将20～50重量份的废触体和∕或浆渣水解废渣加入球磨机中研磨4小时以上，使固体研磨为细微粉末；废触体和浆渣水解废渣中铜含量按重量百分比计6～10%；

b、将100重量份的有机硅生产中产生的废盐酸和1～20重量份的可溶性氧化剂搅拌均匀，备用；废盐酸中氯化氢浓度16～22%；可溶性氧化剂为硝酸钙、过氧化氢或次氯酸中的至少一种；

c、将研磨后的废触体和∕或浆渣水解废渣加入到步骤b配制好的酸中，快速搅拌，反应2～4小时；

d、将碱性化合物慢慢加入步骤c反应后的体系中，调节pH值到2～6，然后过滤取滤液备用；碱性化合物为碳酸钙、碳酸钠、氢氧化钠或碳酸氢钠中的至少一种；

e、将活泼金属放在滤液中置换金属铜，搅拌使反应充分进行；活泼金属为铝、铁或锌中的至少一种；

f、将置换出的铜在真空烘箱中烘干，制得产品。

本发明的有益效果是：本发明的盐酸溶液溶解有氧化剂，对有机硅废料（废触体和∕或浆渣水解废渣）进行酸化时，使废料中的铜全部转化为二价铜，使铜充分的溶解，充分的将铜置换出来，使产品铜纯度更高，达到99%以上，废渣中的铜低于0.5%，取得了预想不到的技术效果；同时，本发明使用的主要原料均为有机硅生产中的废料；因此，本发明解决了有机硅生产过程中铜的回收和环保的问题。

具体实施方式

本发明从有机硅废料中提铜的方法，包括如下步骤：

a、研磨：将废触体和∕或浆渣水解废渣进行研磨；

b、酸化：向盐酸溶液中加入可溶性氧化剂，再用含有可溶性氧化剂的盐酸溶液对研磨后的废触体和∕或浆渣水解废渣进行酸化处理；

c、中和：用碱性化合物对酸化处理后的料浆进行中和，调节至弱酸性；

d、过滤：将中和后的浆料过滤，取滤液；

e、置换和后处理：用活泼金属将滤液中的铜置换出来，然后烘干得到产品。

其中，上述方法所述盐酸溶液优选为有机硅生产中产生的废盐酸，废盐酸中不仅含有氯化氢，还含有铜离子，使用废盐酸能够更加充分的对有机硅废料进行利用。

其中，根据有机硅生产的实际情况，上述方法废盐酸中氯化氢浓度通常为16～22%。

其中，为了使本发明工艺具有更好的经济性，上述方法废触体和浆渣水解废渣中铜含量优选按重量百分比计≥6%。

优选的，上述方法所述可溶性氧化剂为硝酸钙、过氧化氢或次氯酸中的至少一种。

优选的，上述方法所述碱性化合物为碳酸钙、碳酸钠、氢氧化钠或碳酸氢钠中的至少一种。

优选的，上述方法所述活泼金属为铝、铁或锌中的至少一种。

优选的，上述方法所述弱碱性是指pH值为2～6。

优选的，上述方法原料用量为：盐酸溶液100重量份、可溶性氧化剂1～20重量份、废触体和∕或浆渣水解废渣20～50重量份、碱性化合物50～100重量份、活泼金属1～30重量份。

下面通过实施例对本发明的具体实施方式做进一步的说明，但并不因此将本发明的保护范围限制在实施例之中。实施例中所述的“份”是指“重量份”；实施例中所用的原料如下，废触体：主要成分是硅粉、铜单质、亚铜化合物、二价铜化合物、三价铁化合物，其中铜的平均含量7.5%左右；废盐酸：有机硅单体水解后产生的废酸，氯化氢含量在18%；其他原料均为市售。

实施例一

将100份废盐酸与5份可溶性氧化剂（次氯酸）混配均匀；将20份废触体加入到混配后的废盐酸中匀速搅拌反应3小时，反应完毕后用碳酸钠调整到pH值为4。过滤，得到蓝绿色的透明溶液。加入窝成圈的铁丝10份，对溶液进行强烈搅拌。过滤，后将铜粉置于真空烘箱烘干，得到产品。经过ICP元素分析，Cu含量在99.3%，废渣中的铜含量仅为0.3%。

实施例二

与实施例一相同，只是将废酸中的可溶性氧化剂提高到10份。反应时间缩短到2小时，这样的方法制得的铜经过ICP元素分析，Cu含量为99.8%，废渣中的铜含量仅为0.1%。

实施例三

与实施例一相同，只是将废酸中的可溶性氧化剂降到1份。这样的方法制得的铜粉中铜含量为98.5%，但废渣中的铜含量为0.7%。

实施例四

与实施例一相同，只是反应时间缩短到2小时，这样的方法制得的铜的含量为99.0%。但是废渣中的铜含量0.5%。

实施例五

与实施例一相同，只是置换的材料换成铝丝，这样的方法制得的铜的含量为99.2%。废渣中的铜含量0.3%。

实施例六

与实施例一相同，只是在废酸中的未加入可溶性氧化剂。这样的方法制得的铜粉中铜含量为98.0%，废渣中的铜含量为1.8%。

由上可知，本发明生产的铜粉满足对废料中铜的提取工艺，能达到预期目标，同时在生产过程中产生的废酸，废气很少，废水可以用于一种氯盐的生产，废渣已经是无毒无害的产品。所以本工艺是一种安全、有效、环保的工艺方法。

Claims (1)

1.从有机硅废料中提铜的方法，其特征在于包括如下步骤：

a、将20～50重量份的废触体和/或浆渣水解废渣加入球磨机中研磨4小时以上，使固体研磨为细微粉末；废触体和浆渣水解废渣中铜含量按重量百分比计6～10％；

b、将100重量份的有机硅生产中产生的废盐酸和1～20重量份的可溶性氧化剂搅拌均匀，备用；废盐酸中氯化氢浓度16～22％；可溶性氧化剂为硝酸钙、过氧化氢或次氯酸中的至少一种；

c、将研磨后的废触体和/或浆渣水解废渣加入到步骤b配制好的酸中，快速搅拌，反应2～4小时；

d、将碱性化合物慢慢加入步骤c反应后的体系中，调节pH值到2～6，然后过滤取滤液备用；碱性化合物为碳酸钙、碳酸钠、氢氧化钠或碳酸氢钠中的至少一种；

e、将活泼金属放在滤液中置换金属铜，搅拌使反应充分进行；活泼金属为铝、铁或锌中的至少一种；

f、将置换出的铜在真空烘箱中烘干，制得产品。