CN106082302A - 一种由氧化铜直接制备氯化亚铜的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种由氧化铜直接制备氯化亚铜的方法，其步骤为：(1).称取氧化铜粉末与粒径为74um‑280um的氯化铵粉末，将氧化铜粉末与细磨后的氯化铵粉末按照质量比为1：2混合，混合均匀，得到混合后的物料；(2).将混合后的物料置于坩埚内密封后，放入电阻炉中在温度为300‑400 oC焙烧1‑3 h；(3).待焙烧后的物料冷却至室温，研磨成粉，加水溶解后，除杂、清洗，得到清洗后的物料；(4).对清洗后的物料再用无水乙醇清洗两次，再加热蒸发，回收乙醇溶剂，析出的固体，得到氯化亚铜粉末。该方法采用氧化铜粉末或氧化铜矿经氨气络合蒸发得到的氧化铜粉，收率高，成本低，添加剂廉价易得，其他副反应物在该焙烧温度下被分解或者被抑制，反应过程中氨气得到循环利用。
Description
技术领域
本发明涉及一种由氧化铜直接制备氯化亚铜的方法，属于有色金属冶金技术领域。
背景技术
氯化亚铜是有机合成中常用的催化剂，工业化生产氯化亚铜的原料有：含铜矿砂、含铜化工原料以及含铜废物料．由于原料的特殊性，造成生产成本高，除杂过程复杂，产品质量难以保证。而随着国内外石油化工和合成染料工业的迅速发展，对氯化亚铜的需求量将不断上升，应当研究开发新型的制备技术为满足工业发展的需要。
常规的制备方法是：将硫酸铜和氯化钠的混合溶液加热至60～70 oC；通入二氧化硫气体，直到不再生成氯化亚铜沉淀为止；将湿的氯化亚铜结晶置于蒸发皿中水浴上加热，直至无乙酸气味，得到氯化亚铜。
目前，制备氯化亚铜的方法有多种：包括铜丝空气氧化法、氧化铜法、废铜氯气氧化法、硫酸铜法等，制备氯化亚铜的方法中，将生成中间产物Na［CuCl2］再加水进行水解或者用还原剂还原，会有副产物Na2SO4生成，存在能耗高，耗水量大，导致生产成本过高，且设备的严格控制，技术要求高。
中国专利，申请号为201510106499.9”，名称为“一种氧化亚铜及氯化亚铜的环保型制备方法”，该方法包括以下步骤:将CuO 置于转动还原炉中，通入N2气置换转动还原炉中的空气:然后，加热到300oC -400oC 时通入还原剂，还原出氧化亚铜Cu2O；再在N2气保护下随炉冷却,出料,真空包装制备氯化亚铜在N2气保护下,用加热溶解氧化亚铜Cu2O；然后,在N2气保护下降温到40℃以下,再用离心机过滤最后,用质量浓度1%的抗氧化保护剂洗涤、甩干、出料、真空包装。该方法流程简单，但是，制备设备的控制技术要求高。
中国专利，专利号“200610040909.5”，名称为“用氧氯化铜生产氯化亚铜的方法”，该方法它包括如下步骤: (1) 将氯化铜溶液、稀盐酸溶液两者中的至少一种溶液与氧氯化铜溶液相温和配制成铜离子与氯离子的质量含量比为63. 5 : 37. 5 - 63. 5 : 40的溶液; (2) 将所述的A 溶液加热至50oC - 80oC后，向所述的A溶液中加入还原剂，当所述的A溶液由绿色变为淡棕色时，停止加入还原剂，得到B液; (3)向所述的B 液注入纯水，搅拌漂洗后进行沉淀，得到C液和沉淀物; (4)用稀盐酸、乙醇依次洗涤所述的沉淀物，过滤、干燥后即得到氯化亚铜。该方法虽然耗水少，但反应过程中控制要求高。
发明内容
针对现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提供一种由氧化铜直接制备氯化亚铜的方法，该方法不仅原料来源广，收率高，成本低，而且，采用氯化铵分解能够从废铜渣或铜液中分离出铜离子，再蒸氨，得到纯的氧化铜避免了除杂困难，同时氨气得到循环利用。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种由氧化铜直接制备氯化亚铜的方法，具有如下步骤：
(1). 称取氧化铜粉末与粒径为74um-280um的氯化铵粉末，将氧化铜粉末与细磨后的氯化铵粉末按照质量比为1：2混合，混合均匀，得到混合后的物料；
(2). 将混合后的物料置于坩埚内密封后，放入电阻炉中在温度为300-400 oC焙烧1-3h；
(3). 待焙烧后的物料冷却至室温，研磨成粉，加水溶解后，除杂、清洗，得到清洗后的物料；
(4). 对清洗后的物料再用无水乙醇清洗两次，再加热蒸发，回收乙醇溶剂，析出的固体，得到氯化亚铜粉末。
与现有技术相比，本发明具有如下突出的实质性特点和显著的优点：
本发明的方法是通过氯化铵受热分解产生的氯化氢气体与氧化铜，在氨气的还原作用下，二价铜发生转变，由二价铜离子转变为一价亚铜离子，得到氯化亚铜，该方法采用的原料为纯的氧化铜粉末或氧化铜矿经氨气络合蒸发得到的氧化铜粉，收率高，成本低，添加剂廉价易得，其他副反应物在该焙烧温度下被分解或者被抑制，同时在反应过程中氨气得到循环利用。
附图说明
图1为实施例1中不同焙烧温度下的氯化亚铜粉末的XRD谱图。
图2为实施例2中不同物料质量比的氯化亚铜粉末的XRD谱图。
图3为实施例3中不同焙烧时间的氯化亚铜粉末的XRD谱图。
图4为实施例4中350oC焙烧水洗前后固体粉末的SEM图对比。
图5为实施例4中350oC焙烧水洗后氯化亚铜粉末的XRD图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施例作进一步的说明。
实施例1：
本发明的一种由氧化铜直接制备氯化亚铜的方法，具有如下步骤：
(1). 首先称取氧化铜粉末与粒径为74um-280um的氯化铵粉末，将10 g氧化铜粉末与20 g细磨后的氯化铵粉末按照质量比为1：2混合，混合均匀，得到混合后的物料；
(2). 将混料合后的物料置于坩埚内密封后，放入电阻炉中在温度为325 oC焙烧2 h；
(3). 待焙烧后的物料冷却至室温，后取出，研磨成粉，加水溶解后，除杂、清洗，得到清洗后物料；
(4). 对清洗后的物料再用无水乙醇清洗两次，再加热蒸发 ，回收乙醇溶剂，析出的固体，得到氯化亚铜粉末。
通过X射线衍射观察不同温度下所得氯化亚铜粉末，如图1所示，图中，氯化焙烧在325 oC时有大量的中间产物生成，在350 oC以上保温，生成的是氯化亚铜。
实施例2：
(1). 首先称取氧化铜粉末与粒径为74um-280um的氯化铵粉末，将2 g氧化铜粉末与2g细磨后的氯化铵混合，混合均匀，得到混合后的物料；
(2). 将混料合后的物料置于坩埚内密封后，放入电阻炉中在温度为350 oC焙烧2 h；
(3). 待焙烧后的物料冷却至室温，后取出，研磨成粉，加水溶解后，除杂、清洗，得到清洗后物料；
(4). 对清洗后的物料再用无水乙醇清洗两次，再加热蒸发 ，回收乙醇溶剂，析出的固体，得到氯化亚铜粉末。
通过X射线衍射观察不同添加量下所得氯化亚铜粉末，如图2所示，图中，通过氯化焙烧在50%添加量时有氧化铜反应的中间产物Cu2Cl2O生成，在氧化铜粉末与2 g细磨后的氯化铵质量比为1：1时，则生成的产物是氯化亚铜，在350 oC温度下继续添加氯化铵会造成氯化铵的分解挥发，氯化铵损失。
实施例3：
(1). 首先称取氧化铜粉末与粒径为74um-280um的氯化铵粉末，将10 g氧化铜粉末与20 g细磨后的氯化铵粉末按照质量比为1：2混合，混合均匀，得到混合后的物料；
(2). 将混合后的物料置于坩埚内密封后，放入电阻炉中在温度为350 oC焙烧1 h；
(3). 待焙烧后的物料冷却至室温，后取出，研磨成粉，加水溶解后，除杂、清洗，得到清洗后物料；
(4). 对清洗后的物料再用无水乙醇清洗两次，再加热蒸发，回收乙醇溶剂，析出的固体，得到氯化亚铜粉末。
通过X射线衍射观察不同焙烧时间下所得氯化亚铜粉末，如图3所示，在350 oC焙烧0.5 h时，有大量中间产物生成，在焙烧1 h后生成的产物是氯化亚铜。
实施例4：
(1). 首先称取氧化铜粉末与粒径为74um-280um的氯化铵粉末，将10 g氧化铜粉末与20 g细磨后的氯化铵粉末按照质量比为1：2混合，混合均匀，得到混合后的物料；
(2). 将混料合后的物料置于坩埚内密封后，放入电阻炉中在温度为325 oC焙烧1 h；
(3).待焙烧后的物料冷却至室温，后取出，研磨成粉，加水溶解后，除杂、清洗，得到清洗后物料；
(4). 对清洗后的物料再用无水乙醇洗涤2次，再热蒸发，回收乙醇溶剂，析出的固体，得到氯化亚铜粉末。
通过焙烧产物水洗前后扫描电镜观察所得氯化亚铜粉末形貌，如图4所示，图中，左边a图是325 oC焙烧产物水洗之前的SEM图，可见氯化亚铜基体上面附着有大量杂质，右边图b是焙烧产物用水洗、乙醇洗涤蒸发后得到的氯化亚铜粉末，其中，块状颗粒是氯化亚铜，其表面干净整齐；对水洗后氯化亚铜粉末进行X射线衍射分析，如图5所示，图中，衍射峰与标准的PDF卡片匹配良好，显示水洗后的粉末是纯净的氯化亚铜。
Claims (1)
1.一种由氧化铜直接制备氯化亚铜的方法，其特征在于，该方法具有如下步骤：
称取氧化铜粉末与粒径为74um-280um的氯化铵粉末，将氧化铜粉末与细磨后的氯化铵粉末按照质量比为1：2混合，混合均匀，得到混合后的物料；
将混合后的物料置于坩埚内密封后，放入电阻炉中在温度为300-400 oC焙烧1-3 h；
待焙烧后的物料冷却至室温，研磨成粉，加水溶解后，除杂、清洗，得到清洗后的物料；
对清洗后的物料再用无水乙醇清洗两次，再加热蒸发，回收乙醇溶剂，析出的固体，得到氯化亚铜粉末。
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