CN109264765A - 一种利用煤焦化脱硫废液制备硫化铜的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及硫化铜制备技术领域，具体公开了一种利用煤焦化脱硫废液制备硫化铜的方法，包括以下步骤：将煤焦化脱硫废液离心、过滤；制备含铜溶液；将煤焦化脱硫废液与含铜溶液混合搅拌均匀后，加入氨水，调节pH至7.5‑8.5之间；所得溶液置于烘箱中保温12‑72h，然后自然冷却至室温；所得物经过滤、洗涤后，得到硫化铜样品；硫化铜样品至于烘箱中干燥，得到硫化铜粉体。本发明利用脱硫废液中的负二价硫离子进行制备硫化铜，有效解决了对于负二价硫离子并没有采取有效措施进行利用的问题，可降低脱硫废液的有害性，节约企业在后续处理中的成本，而且以脱硫废液为原料制备高附加值的硫化铜，可提升企业利润。
Description
技术领域
本发明涉及硫化铜制备技术领域，具体是一种利用煤焦化脱硫废液制备硫化铜的方法。
背景技术
目前煤焦化企业在脱硫方法的选择上，可分为两种：干法脱硫与湿法脱硫。干法脱硫主要应用于小型焦化厂或者其他需要深度脱硫的地方；湿法脱硫包括单乙醇胺法、氨硫联合洗涤法、真空碳酸钾法、HPF法、PDS与橡胶法、改良ADA法等。具有处理量大等优势，应用最广的是HPF法。煤焦化煤气中硫化氢（H2S）气体的含量达到4-10g/m3。硫化氢气体会腐蚀煤气净化设备以及贮存输送设备。HPF法用脱硫液吸收煤气后，再加入浓氨水与催化剂，之后通入压缩空气，之后通过再生塔、熔硫釜等生产硫磺，脱硫液经过再生塔后循环利用。但随着反应的进行，脱硫液中产生大量副盐。相关研究表明，较高浓度的副盐会腐蚀管道，同时降低脱硫效率。因此，目前采取HPF法脱硫的企业需要间隔一段时间加入相应的催化剂，同时放出一部分旧的脱硫液，或者购买相关的提盐装置进行提盐处理，但对于负二价硫离子并没有采取有效措施进行利用。
硫化铜是一种在太阳能电池、太阳能光热转换、建筑物玻璃窗的辐射选择过滤层、有机高分子材料的导电薄膜、非线性光学材料、锂电池、纳米开关和气体传感器等领域具有广泛应用的ｐ型多功能半导体光电材料。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用煤焦化脱硫废液制备硫化铜的方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种利用煤焦化脱硫废液制备硫化铜的方法，包括以下步骤：
（1）将煤焦化脱硫废液置于离心管中，在离心机中以2000-10000rpm/min转速离心5-60min；
（2）将离心后的煤焦化脱硫废液用0.3-0.5μm的微孔滤膜过滤，备用；
（3）称取步骤（2）所得的煤焦化脱硫废液80mL，加入2-5mmol的含铜化合物粉末，搅拌至完全溶解，得到含铜溶液；
（4）将步骤（2）所得的余量的煤焦化脱硫废液与步骤（3）所得的含铜溶液混合，持续搅拌8-15min后，加入氨水，调节pH至7.5-8.5之间；
（5）将步骤（4）所得溶液置于140-180℃烘箱中保温12-72h，然后自然冷却至室温；
（6）将步骤（5）所得物经过滤、洗涤后，得到硫化铜样品；
（7）将步骤（6）得到硫化铜样品至于烘箱中，在温度100-110℃下干燥4-6h，得到硫化铜粉体。
作为本发明进一步的方案：步骤（2）将离心后的煤焦化脱硫废液用0.45μm的微孔滤膜过滤。
作为本发明进一步的方案：步骤（3）中的含铜化合物粉末为乙酸铜、硫酸铜或硝酸铜。
作为本发明进一步的方案：步骤（3）称取步骤（2）所得的煤焦化脱硫废液80mL，加入4mmol的含铜化合物粉末，搅拌至完全溶解，得到含铜溶液。
作为本发明进一步的方案：步骤（1）将煤焦化脱硫废液置于离心管中，在离心机中以6000rpm/min转速离心12min。
作为本发明进一步的方案：步骤（4）将步骤（2）所得的余量的煤焦化脱硫废液与步骤（3）所得的含铜溶液混合，持续搅拌10min后，加入氨水，调节pH至7.8。
作为本发明进一步的方案：步骤（5）将步骤（4）所得溶液置于160℃烘箱中保温24h，然后自然冷却至室温。
作为本发明进一步的方案：步骤（7）将步骤（6）得到硫化铜样品至于烘箱中，在温度105℃下干燥5h，得到硫化铜粉体。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明利用脱硫废液中的负二价硫离子进行制备硫化铜，有效解决了对于负二价硫离子并没有采取有效措施进行利用的问题，可降低脱硫废液的有害性，节约企业在后续处理中的成本；而且以脱硫废液为原料制备高附加值的硫化铜，可提升企业利润；
2、本发明利用煤焦化脱硫废液为原料，具有成本低廉、环境友好、原料来源丰富等特点；同时具有制备工艺简单、生产周期短、生产效率高等特点。
附图说明
图1为本发明实施例3制备的硫化铜的XRD图谱。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
实施例1
一种利用煤焦化脱硫废液制备硫化铜的方法，包括以下步骤：
（1）将煤焦化脱硫废液置于离心管中，在离心机中以2000rpm/min转速离心5min；
（2）将离心后的煤焦化脱硫废液用0.3μm的微孔滤膜过滤，备用；
（3）称取步骤（2）所得的煤焦化脱硫废液80mL，加入2mmol的含铜化合物粉末，搅拌至完全溶解，得到含铜溶液；含铜化合物粉末为乙酸铜、硫酸铜或硝酸铜；
（4）将步骤（2）所得的余量的煤焦化脱硫废液与步骤（3）所得的含铜溶液混合，持续搅拌8min后，加入氨水，调节pH至7.5；
（5）将步骤（4）所得溶液置于140℃烘箱中保温12h，然后自然冷却至室温；
（6）将步骤（5）所得物经过滤、洗涤后，得到硫化铜样品；
（7）将步骤（6）得到硫化铜样品至于烘箱中，在温度100℃下干燥4h，得到硫化铜粉体。
实施例2
一种利用煤焦化脱硫废液制备硫化铜的方法，包括以下步骤：
（1）将煤焦化脱硫废液置于离心管中，在离心机中以10000rpm/min转速离心60min；
（2）将离心后的煤焦化脱硫废液用0.5μm的微孔滤膜过滤，备用；
（3）称取步骤（2）所得的煤焦化脱硫废液80mL，加入5mmol的含铜化合物粉末，搅拌至完全溶解，得到含铜溶液；含铜化合物粉末为乙酸铜、硫酸铜或硝酸铜；
（4）将步骤（2）所得的余量的煤焦化脱硫废液与步骤（3）所得的含铜溶液混合，持续搅拌15min后，加入氨水，调节pH至8.5；
（5）将步骤（4）所得溶液置于180℃烘箱中保温72h，然后自然冷却至室温；
（6）将步骤（5）所得物经过滤、洗涤后，得到硫化铜样品；
（7）将步骤（6）得到硫化铜样品至于烘箱中，在温度110℃下干燥6h，得到硫化铜粉体。
实施例3
一种利用煤焦化脱硫废液制备硫化铜的方法，包括以下步骤：
（1）将煤焦化脱硫废液置于离心管中，在离心机中以6000rpm/min转速离心12min。
（2）将离心后的煤焦化脱硫废液用0.45μm的微孔滤膜过滤，备用；
（3）称取步骤（2）所得的煤焦化脱硫废液80mL，加入4mmol的含铜化合物粉末，搅拌至完全溶解，得到含铜溶液；含铜化合物粉末为乙酸铜、硫酸铜或硝酸铜。
（4）将步骤（2）所得的余量的煤焦化脱硫废液与步骤（3）所得的含铜溶液混合，持续搅拌10min后，加入氨水，调节pH至7.8。
（5）将步骤（4）所得溶液置于160℃烘箱中保温24h，然后自然冷却至室温。
（6）将步骤（5）所得物经过滤、洗涤后，得到硫化铜样品；
（7）将步骤（6）得到硫化铜样品至于烘箱中，在温度105℃下干燥5h，得到硫化铜粉体。
实施例4
一种利用煤焦化脱硫废液制备硫化铜的方法，包括以下步骤：
（1）将煤焦化脱硫废液置于离心管中，在离心机中以4000rpm/min转速离心15min；
（2）将离心后的煤焦化脱硫废液用0.45μm的微孔滤膜过滤，备用；
（3）称取步骤（2）所得的煤焦化脱硫废液80mL，加入4mmol的含铜化合物粉末，搅拌至完全溶解，得到含铜溶液；含铜化合物粉末为乙酸铜、硫酸铜或硝酸铜；
（4）将步骤（2）所得的余量的煤焦化脱硫废液与步骤（3）所得的含铜溶液混合，持续搅拌10min后，加入氨水，调节pH至7.5之间；
（5）将步骤（4）所得溶液置于140℃烘箱中保温12h，然后自然冷却至室温；
（6）将步骤（5）所得物经过滤、洗涤后，得到硫化铜样品；
（7）将步骤（6）得到硫化铜样品至于烘箱中，在温度100℃下干燥4h，得到硫化铜粉体。
实施例5
一种利用煤焦化脱硫废液制备硫化铜的方法，包括以下步骤：
（1）将煤焦化脱硫废液置于离心管中，在离心机中以6000rpm/min转速离心12min；
（2）将离心后的煤焦化脱硫废液用0.45μm的微孔滤膜过滤，备用；
（3）称取步骤（2）所得的煤焦化脱硫废液80mL，加入4mmol的含铜化合物粉末，搅拌至完全溶解，得到含铜溶液；含铜化合物粉末为乙酸铜、硫酸铜或硝酸铜；
（4）将步骤（2）所得的余量的煤焦化脱硫废液与步骤（3）所得的含铜溶液混合，持续搅拌10min后，加入氨水，调节pH至7.5之间；
（5）将步骤（4）所得溶液置于150℃烘箱中保温15h，然后自然冷却至室温；
（6）将步骤（5）所得物经过滤、洗涤后，得到硫化铜样品；
（7）将步骤（6）得到硫化铜样品至于烘箱中，在温度100℃下干燥4h，得到硫化铜粉体。
实施例6
一种利用煤焦化脱硫废液制备硫化铜的方法，包括以下步骤：
（1）将煤焦化脱硫废液置于离心管中，在离心机中以8000rpm/min转速离心60min；
（2）将离心后的煤焦化脱硫废液用0.45μm的微孔滤膜过滤，备用；
（3）称取步骤（2）所得的煤焦化脱硫废液80mL，加入4mmol的含铜化合物粉末，搅拌至完全溶解，得到含铜溶液；含铜化合物粉末为乙酸铜、硫酸铜或硝酸铜；
（4）将步骤（2）所得的余量的煤焦化脱硫废液与步骤（3）所得的含铜溶液混合，持续搅拌12min后，加入氨水，调节pH至8.5之间；
（5）将步骤（4）所得溶液置于180℃烘箱中保温36h，然后自然冷却至室温；
（6）将步骤（5）所得物经过滤、洗涤后，得到硫化铜样品；
（7）将步骤（6）得到硫化铜样品至于烘箱中，在温度110℃下干燥5h，得到硫化铜粉体。
实施例7
一种利用煤焦化脱硫废液制备硫化铜的方法，包括以下步骤：
（1）将煤焦化脱硫废液置于离心管中，在离心机中以6000rpm/min转速离心25min；
（2）将离心后的煤焦化脱硫废液用0.45μm的微孔滤膜过滤，备用；
（3）称取步骤（2）所得的煤焦化脱硫废液80mL，加入4mmol的含铜化合物粉末，搅拌至完全溶解，得到含铜溶液；含铜化合物粉末为乙酸铜、硫酸铜或硝酸铜；
（4）将步骤（2）所得的余量的煤焦化脱硫废液与步骤（3）所得的含铜溶液混合，持续搅拌13min后，加入氨水，调节pH至8之间；
（5）将步骤（4）所得溶液置于175℃烘箱中保温48h，然后自然冷却至室温；
（6）将步骤（5）所得物经过滤、洗涤后，得到硫化铜样品；
（7）将步骤（6）得到硫化铜样品至于烘箱中，在温度108℃下干燥4.6h，得到硫化铜粉体。
实验例
将实施例3制备得到的硫化铜通过粉末X射线衍射仪（XRD）测试，XRD图谱见图1，证明实施例3制备得到的硫化铜不含其他杂质。
需要特别说明的是，利用了脱硫废液中的负二价硫离子进行制备硫化铜为本申请的创新点，其有效解决了对于负二价硫离子并没有采取有效措施进行利用的问题。
上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (8)
1.一种利用煤焦化脱硫废液制备硫化铜的方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将煤焦化脱硫废液置于离心管中，在离心机中以2000-10000rpm/min转速离心5-60min；
（2）将离心后的煤焦化脱硫废液用0.3-0.5μm的微孔滤膜过滤，备用；
（3）称取步骤（2）所得的煤焦化脱硫废液80mL，加入2-5mmol的含铜化合物粉末，搅拌至完全溶解，得到含铜溶液；
（4）将步骤（2）所得的余量的煤焦化脱硫废液与步骤（3）所得的含铜溶液混合，持续搅拌8-15min后，加入氨水，调节pH至7.5-8.5之间；
（5）将步骤（4）所得溶液置于140-180℃烘箱中保温12-72h，然后自然冷却至室温；
（6）将步骤（5）所得物经过滤、洗涤后，得到硫化铜样品；
（7）将步骤（6）得到硫化铜样品至于烘箱中，在温度100-110℃下干燥4-6h，得到硫化铜粉体。
2.根据权利要求1所述的利用煤焦化脱硫废液制备硫化铜的方法，其特征在于，步骤（2）将离心后的煤焦化脱硫废液用0.45μm的微孔滤膜过滤。
3.根据权利要求1所述的利用煤焦化脱硫废液制备硫化铜的方法，其特征在于，步骤（3）中的含铜化合物粉末为乙酸铜、硫酸铜或硝酸铜。
4.根据权利要求1-3任一所述的利用煤焦化脱硫废液制备硫化铜的方法，其特征在于，步骤（3）称取步骤（2）所得的煤焦化脱硫废液80mL，加入4mmol的含铜化合物粉末，搅拌至完全溶解，得到含铜溶液。
5.根据权利要求1-3任一所述的利用煤焦化脱硫废液制备硫化铜的方法，其特征在于，步骤（1）将煤焦化脱硫废液置于离心管中，在离心机中以6000rpm/min转速离心12min。
6.根据权利要求1-3任一所述的利用煤焦化脱硫废液制备硫化铜的方法，其特征在于，步骤（4）将步骤（2）所得的余量的煤焦化脱硫废液与步骤（3）所得的含铜溶液混合，持续搅拌10min后，加入氨水，调节pH至7.8。
7.根据权利要求1-3任一所述的利用煤焦化脱硫废液制备硫化铜的方法，其特征在于，步骤（5）将步骤（4）所得溶液置于160℃烘箱中保温24h，然后自然冷却至室温。
8.根据权利要求1-3任一所述的利用煤焦化脱硫废液制备硫化铜的方法，其特征在于，步骤（7）将步骤（6）得到硫化铜样品至于烘箱中，在温度105℃下干燥5h，得到硫化铜粉体。
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