CN106379928A - 一种高纯二水氯化铜的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高纯二水氯化铜的制备方法，碱式氯化铜溶液中加入盐酸调节pH=2~4，加入双氧水，将反应液加热煮沸，加入Al、Bi、Fe的氯化物，再用碱式氯化铜和/或氧化铜中调节pH=6.5~7.5，过滤，滤液中加入活性炭，90~100℃保温搅拌0.5~5小时后过滤，用盐酸调节滤液至pH=2~3，浓缩结晶得到高纯二水氯化铜。该方法操作简单、成本低、环境友好，由本发明制得的二水氯化铜纯度高，杂质金属离子含量达到ppb级。

Description

一种高纯二水氯化铜的制备方法
技术领域
本发明涉及高纯二水氯化铜的制备方法，特别是一种以工业碱式氯化铜为铜源，制备杂质限量ppb级的高纯二水氯化铜的方法。
背景技术
二水氯化铜主要用于化学反应催化剂，印染工业中用作印染剂、着色剂，石油工业中用作脱硫、脱臭和纯化剂，还用于农药杀虫剂、木材防腐剂、净水消毒剂、分析试剂和玻璃、陶瓷、颜料的制作以及金属提炼等。
目前制备二水氯化铜主要采用盐酸溶解氧化铜、碱式氯化铜或碳酸铜的盐酸法。
CN103241762A公开一种使用碱式氯化铜制备二水氯化铜的方法，在盐酸中加入碱式氯化铜；完全溶解的物料在进行负压蒸馏，结晶，过滤得二水氯化铜。
CN105016373A公开一种利用含铜蚀刻废液生产氯化铜的方法，将酸性蚀刻废液和碱性蚀刻废液进行反应，得碱式氯化铜晶体，将碱式氯化铜晶体与盐酸进行反应，得氯化铜溶液，该溶液经浓缩结晶得二水氯化铜产品。工艺简单，但制备的产品品质不高，只能满足木材防腐、杀虫剂等杂质要求不高的工艺使用，不能满足高端科技如电子元器件、分析试剂、玻璃和陶瓷媒染剂等精细领域使用要求。
CN105236465A公开一种优级纯氯化铜的制备方法，将电解铜用盐酸浸泡，加入盐酸和水，通氯气，过滤，滤液加热浓缩得到优级纯氯化铜，采用向含电解铜的盐酸中通氯气的方法，制备工艺繁琐，原材料成本高、危险性大、污染严重，不适合工业化生产。
CN101691240A公开一种电子级高纯二水氯化铜的制备方法，将氯化铜用盐酸溶解，pH值4～6下加入硫化钡溶液，搅拌，得到硫化铜沉淀后，用盐酸溶解硫化铜，将溶液浓缩，结晶，得到电子级高纯二水氯化铜。采用工艺对原料要求较高，大多数金属硫化物均易沉淀，不利于杂质限量控制。
CN104925847A公开了一种高纯二水氯化铜的结晶制备方法，将氯化铜用盐酸溶解后与活性炭混合，过滤；将所得溶液减压浓缩结晶得二水氯化铜固体。所制得的氯化铜纯度98%以上，其中金属杂质如As和Fe仍在ppm级别，仍满足不了更精密行业对纯度和杂质限量的需要。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种高纯二水氯化铜的制备方法，该方法操作简单、成本低、环境友好，由本发明制得的二水氯化铜纯度高，杂质金属离子含量达到ppb级。
本发明的技术方案包括以下步骤：
（1）向水中加入碱式氯化铜，搅拌下加入盐酸调节pH=2~4，控制反应温度40~60℃，溶解后加入双氧水，40~60℃保温反应0.5~5小时；
（2）将反应液加热煮沸，搅拌下加入反应液总重量0.05~0.3%的Al、Bi、Fe的氯化物中的至少一种作为共沉剂，再用碱式氯化铜和/或氧化铜中作为pH调节剂调节反应液pH=6.5~7.5，90~100℃保温搅拌0.5~5小时，停止加热，静置沉淀，过滤；
（3）向步骤（2）所得滤液中加入活性炭，90~100℃保温搅拌0.5~5小时后过滤；
（4）用盐酸调节步骤（3）中所得滤液至pH=2~3，浓缩结晶，过滤得到的固体为高纯二水氯化铜。
步骤（1）中，双氧水中过氧化氢优选为碱式氯化铜重量的0.05~2%，双氧水中过氧化氢浓度优选为25~35wt%，保温反应时间优选1~2小时。
步骤（2）中，保温搅拌时间优选2~3小时。
步骤（3）中，活性炭的添加量优选为滤液总重量的0.005~0.05%，保温搅拌时间优选1~2小时。
本发明解决现有工艺制备精密领域使用的高纯二水氯化铜的工艺困难，通过控制特定工艺参数，实施特定工艺程序，采用活性炭吸附和共沉剂沉淀杂质，制得的二水氯化铜纯度在99%以上，主要控制的杂质金属离子含量下降到20ppb以下，可满足如电子元器件、分析试剂、玻璃和陶瓷媒染剂等精细领域的更高使用要求，工艺稳定，可靠性高。
具体实施方式
实施例1
（1）在反应釜内加入纯水1000kg，投入碱式氯化铜1500kg，加盐酸溶解，调节pH=3，控制反应温度50℃，溶解后加入4.5kg的30wt%双氧水，50℃保温1h；
（2）将反应液加热煮沸，搅拌下加入2.5kg氯化铝，再用碱式氯化铜调节反应液pH=6.5，95℃保温搅拌2小时，停止加热，静置沉淀，过滤取滤液；
（3）向滤液中加入1kg活性炭，95℃保温搅拌1小时后过滤；
（4）用盐酸调滤液pH=2.5，浓缩结晶，离心即得高纯二水氯化铜。
产品经检测，CuCl2含量为78.49wt%，水含量为21.51wt%，主要杂质金属离子含量检测结果如下：
仪器：ICP-MS（电感耦合等离子体质谱仪），单位：ppb
序号 检测项目 检测结果
1 铬（Cr） 10
2 铁（Fe） 11
3 镍（Ni） 7.1
4 锌（Zn） 7
5 锡（Sn） 4.6
6 镉（Cd） 10
7 铋（Bi） 6
8 铅（Pb） 18
9 镍（Ni） 30
实施例2
（1）在反应釜内加入纯水1000kg，投入碱式氯化铜1500kg，加盐酸溶解，调节pH=3.5，控制反应温度45℃，加入5kg的30%双氧水，45℃保温1h；
（2）将反应液加热煮沸，搅拌下加入2.5kg氯化铁，再用碱式氯化铜调节反应液pH=6.5，90℃保温搅拌2小时，停止加热，静置沉淀，过滤取滤液；
（3）向滤液中加入1kg活性炭，90℃保温搅拌1小时后过滤；
（4）用盐酸调滤液pH=2.5，浓缩结晶，离心即得高纯二水氯化铜。
产品经检测，CuCl2含量为78.33wt%，水含量为21.67wt%，主要杂质金属离子含量检测结果如下：
仪器：ICP-MS（电感耦合等离子体质谱仪），单位：ppb
序号 检测项目 检测结果
1 铬（Cr） 10
2 铁（Fe） 15
3 镍（Ni） 20
4 锌（Zn） 18
5 锡（Sn） 5
6 镉（Cd） 12
7 铋（Bi） 3
8 铅（Pb） 5
9 镍（Ni） 35
实施例3
（1）在反应釜内加入纯水1000kg，投入碱式氯化铜1500kg，加盐酸溶解，调节pH=3.5，控制反应温度45℃，加入5kg的30%双氧水，45℃保温2h；
（2）将反应液加热煮沸，搅拌下加入3kg氯化铋，再用氧化铜调节反应液pH=7，100℃保温搅拌2小时，停止加热，静置沉淀，将上清液过滤；
（3）向滤液中加入1.25kg活性炭，100℃保温搅拌2小时后过滤；
（4）用盐酸调滤液pH=2，浓缩结晶，离心即得高纯二水氯化铜。
产品经检测，CuCl2含量为78.63wt%，水含量为21.37wt%，主要杂质金属离子含量检测结果如下：
仪器：ICP-MS（电感耦合等离子体质谱仪），单位：ppb
序号 检测项目 检测结果
1 铬（Cr） 14
2 铁（Fe） 18
3 镍（Ni） 14
4 锌（Zn） 20
5 锡（Sn） 8
6 镉（Cd） 17
7 铋（Bi） 8
8 铅（Pb） 11
9 镍（Ni） 28

Claims (7)

1.一种高纯二水氯化铜的制备方法，其特征在于，依次包括下列步骤：
（1）向水中加入碱式氯化铜，搅拌下加入盐酸调节pH=2~4，控制反应温度40~60℃，溶解后加入双氧水，40~60℃保温反应0.5~5小时；
（2）将反应液加热煮沸，搅拌下加入反应液总重量0.05~0.3%的Al、Bi、Fe的氯化物中的至少一种作为共沉剂，再用碱式氯化铜和/或氧化铜中作为pH调节剂调节反应液pH=6.5~7.5，90~100℃保温搅拌0.5~5小时，停止加热，静置沉淀，过滤；
（3）向步骤（2）所得滤液中加入活性炭，90~100℃保温搅拌0.5~5小时后过滤；
（4）用盐酸调节步骤（3）中所得滤液至pH=2~3，浓缩结晶，过滤得到的固体为高纯二水氯化铜。
2.根据权利要求1所述高纯二水氯化铜的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述双氧水中过氧化氢的重量为碱式氯化铜重量的0.05~2%。
3.根据权利要求1所述高纯二水氯化铜的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，双氧水中过氧化氢浓度为25~35wt%。
4.根据权利要求1所述高纯二水氯化铜的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，加入双氧水后的保温反应时间为1~2小时。
5.根据权利要求1所述高纯二水氯化铜的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，保温搅拌时间为2~3小时。
6.根据权利要求1所述高纯二水氯化铜的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，活性炭的添加量为滤液总重量的0.005~0.05%。
7.根据权利要求1所述高纯二水氯化铜的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，保温搅拌1~2小时。
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WO2022141045A1 (zh) * 2020-12-29 2022-07-07 东江环保股份有限公司 一种电子级二水合氯化铜的制备方法

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