DE1592437A1

DE1592437A1 - Verfahren zur Herstellung von Kupfer(II)-oxychlorid

Info

Publication number: DE1592437A1
Application number: DE19671592437
Authority: DE
Inventors: Wanda Bujak; Jerzy Korycki; Marian Kwiatkowski; Jozef Jaslo Marzec; Stefan Mosinski; Lucyna Walcerz; Daniel Tarnow Wawer; Tadeusz Wisniewski; Boleslaw Zaborowski
Original assignee: Instytut Przemyslu Organicznego
Current assignee: Instytut Przemyslu Organicznego
Priority date: 1966-01-24
Filing date: 1967-01-18
Publication date: 1972-03-30
Also published as: NL6701080A; BE693056A; CH473735A; FR1509428A; GB1125993A

Description

DR. BERG DiPL.-ING. STAPF

PATENTANWÄLTE Λ C Q O / O "7

8 MÜNCHEN 2, HILBLESTRASSE 2O

Dr. Berg Dipl.-Ing. Stapf, 8 München 2, Hllblestra6e 20

ihr Zeichen Unser Zeichen Datum

S. Dez. \M

Hn/hn 14 785

P 15 92 437.5-^1 Anwalt s akten-Nr. 14 785

INSTYTUT PRZEMYSLU ORGANICZKEGO Warschau, Polen

"Verfahren zur Herstellung von Kupfer(II)-oxychlorid"

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Kupfer(II)-oxychlorid durch Oxydation eines Kupfer(II)-salzkomplexes, der nach einem bekannten Verfahren durch Umsetzung von Kupfer(II)chlorid mit Kupfer und einer wäßrigen Lösung eines Alkalimetall- oder Erdalkalimetallchlorids hergestellt wurde. .„ «

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(3815) »5 16 20 8) Telegramme: PATENTEULE Mönchen Banlci Bayerliche Vereinsbank München «3100 Postscheck: München 653

Unterlagen (Art. 7 § I Abs. 2 Nr. I Satz 3 des Xnderunoaote. v, 4.9t 196/

Die modernen Verfahren der Kupfer(II)-oxychloridherstellung beruhen auf der Umwandlung des metallischen Kupfers in ein Kupfer(I)-komplexsalz und der anschließenden Oxydation mit Luftsauerstoff zu Kupfer(Tl)-oxychlorid.

Der Verlauf dieser Umsetzungen, die in Gegenwart von Natriumchlorid ablaufen, ist aus den nachfolgenden Reaktionsgleichungen ersichtlich:

(1) 3 Ou + 3 Gl₂ » 3 CuCl₂

(2) 3 CuOl₂ + 3 Cu + 12 NaCl > 6 Na₂CuCl₃

(3) 6 Wa₂OuOl₃ + 3 H₂O + 3/2 O₂ > 3 Cu(OH)₂ · CuCl₂

+ 2 CuCl₂ +12 NaCl

Das nach der Reaktionsgleichung (3) entstandene Kupfer(II)-chlorid kann zurückgeführt und erneut mit metallischem Kupfer umgesetzt werden. Die gleichzeitige Zugabe von Chlor ergänzt die zur Reaktion (2) benötigte Menge an Kupfer(II)-Chlorid, so daß eine kontinuierliche Reaktionsweise möglich ist.

Die Ausbeute und Wirtschaftlichkeit der Verfahren hängen Jedoch in hohem Maße von der verwendeten Apparatur und Technologie ab.

Die bekannten Verfahren zur Oxydation der Kupfer(I)-komplexsalze mit Hilfe eines sauerstoffhaltigen gasförmigen Oxydationsmittels beruhen auf der Einleitung dieses Gases mittels eines Einblasrohres, einer Düse oder Fritte in die Lösung

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oder der Einspritzung der Kupfer(l)-salzlösung durch Düsen in die Reaktionskammer entgegen einem im Kreis geführten liUftstromo Die auf diese Weise durchgeführten Oxydationsprozesse laufen relativ langsam ab, was auf Schwierigkeiten bei der Ausbildung der Grenzflächen zwischen Gas—und Flüssigkeitsphasen zurückzuführen ist.

Es ist bereits bekannt, zur Durchführung der Umsetzung zwischen der Flüssigkeit und dem Gas, wobei die Pumpe die Rolle 9iner Rotations- und Umlaufpumpe in einem System spielt und gleiüliSGiuig die Flüssigkeit mit dem Gas mischt und wobei .!Flüssigkeit und Gas getrennt zugegeben werden müssen, eine Rotationspumpe zu verwenden. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird nun auch diese Rotationspumpe zur Durchführung der Umsetzung zwischen der Flüssigkeit und dem Gas, d. h. zur Oxydation der Kupfer(l)-chloridkomplexlösung mit dem sauerstoffhaltigen Gas verwendete Die Oxydation erfolgt durch Einführung eines Strahles der Kupfer(I)-komplexsalzlösung in ein Gemisch, das Sauerstoffgas enthält, das selbsttätig durch den Strom eingesaugt wird. Das selbsttätige Einsaugen der Luft erfolgt durch Bewegung der Reaktionsflüssigkeit. Diese Bewegung wird durch die Wirkung der Rotationspumpe hervorgerufen»

Wegen der turbulenten Durchflüsse und des vom Rotor der Pumpe verursachten Überdruckes entstehen günstige Bedingungen für einen idealen Kontakt zwischen der Flüssigkeit und dem Gas, wodurch im Endeffekt eine sehr schnelle Oxydation des Kupfer(I)·

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salzes zum Kupfer(II)-oxychlorid erzielt wird. Die Ausbildung der Kontaktfläche der oxydierenden Gase (meist Luft) mit der Reaktionsflüssigkeit verkürzt die Reaktionsdauer beträchtlich und ermöglicht es außerdem, infolge der besseren Ausnutzung des in den Gasen enthaltenen Sauerstoffes, die zugegebene Menge an sauerstoffhaltigen Gasen zu verringern.

Es wurde festgestellt, daß der Ausnutzungsgrad des Luftsauerstoffes nach diesem Verfahren zehnmal so groß ist im Vergleich zu einem Verfahren, bei dem man die Luft über einen Kompressor durch ein Einblasrohr in die Reaktionsflüssigkeit einführt, und zweieinhalbmal so groß ist im Vergleich zu einem Verfahren, bei dem man die Luft über keramische Fritten einbläst. Das Schema der Anlage zur Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Oxydation des Kupfer(I)-komplexsalzes ist aus der beiliegenden Zeichnung zu ersehen.

Eine 1,5 bis 11 % Kupfer enthaltende Kupfer(I)-komplexsalzlösung wird durch die Leitung 1 in die Leitung 3» durch welche selbsttätig Luft eingesaugt wird, geschickt. Die Temperatur der Lösung beträgt 20 bis 90⁰G. Die Luft wird auf kontinuierliche Weise durch den Reaktionslösungsstrahl (von Leitung 1 der Ausgangslösung, von Leitung 2 der Suspension die zum Kreislauf zurückkehrt, zugeführt), der durch das trichterförmige Ende der zur Rotationspumpe 4· führenden Leitung einfällt, mit eingesaugt. Die Geschwindigkeit der Zufuhr des FlüssigkeitStrahles ist so einreguliert, daß die Menge der

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' mitgesaugten Luft zur Durchführung der Oxydation des Kupfer-(Il)-komplexsalzes zum Kupfer(II)-oxychlorid ausreichend ist, d. ho, daß die mitgesaugte Luft im Vergleich zur stöchiometrischen Menge um 50 bis 300 % mehr Sauerstoff enthält.

Die für den Oxydationsprozeß von Kupfer(I)-salz verwendete Pumpe ist eine typische Rotationspumpe mit einer Rotordrehungszahl von mehr als 500 Umdrehungen pro Minute. Das Flüssigkeit-Gas-Gemisch, welches die Pumpe 4 verläßt, wird mit Hilfe der Pumpenenergie zu dem säulenförmigen Behälter geschickt, wo die Oxydation beendet und das überflüssige Gas durch die Leitung 7 in die Atmosphäre geblasen wird. Die Eeaktionsflussigkeit - eine Suspension von Oxychlorid in einer Lösung von Kupfer(II)-chlorid und einem Metallchlorid, das zur Bildung des löslichen Kupfer(I)-salzkomplexes benötigt wird wird zur Entfernung des Kupfer(II)-oxychloride durch die Leitung 6 geleitet. Die Reaktionszeit der Umwandlung des Kupfer-(i)-komplexsalzes zum Kupfer(II)-oxychlorid beträgt bei Einhaltung der oben genannten Parameter 2 bis 8 Stunden.

Beispiel

Eine Flüssigkeit mit einer Temperatur von 90⁰C, die aus Kupfer(I)-chlorid besteht, das in einer wäßrigen Watriumohloridlösung gelöst ist und 4- % gebundenes Kupfer enthält, wird mit einer Geschwindigkeit von 25O kg/Stunde durch die Leitung 3 und die Rotationspumpe 4 geschickt. Gleichzeitig

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wird durch die Leitung 3 eine im Kreislauf bleibende Reaktionssuspension, die durch die Leitung 2 zugeführt wird, geschickt. Wegen der schnellen Bewegung der Flüssigkeit innerhalb der Leitung 3 und der Saugwirkung der Pumpe 4 wird durch die Leitung 3 Luft eingesaugt.

Diese Luft gelangt zusammen mit der Flüssigkeit in den Arbeitsraum der Rotationspumpe 4, deren Rotor sich mit einer Geschwindigkeit von 3000 Umdrehungen/Min, dreht. Die Pumpe hat eine Kapazität von 25 nr/Stunde·

Danach wird das Gas-Flüssigkeitsgemisch mit Hilfe der Rotationspumpe zu einem thermisch isolierten säulenförmigen Behälter 5 geschickt. Die von der Flüssigkeit abgetrennten Gase verlassen den Behälter 5 und werden durch die Leitung 7 in die Atmosphäre geleitet. Die Menge der Suspension, die aus dem Behälter 5 zur Pumpe 4· zurückgeführt wird, wird so einreguliert, daß das Verhältnis des Volumens der eingesaugten Gase zum Gesamtvolumen der Frischlösung und der zurückgeführten Suspension 1 : 1 beträgt. Die durchschnittliche Zeit für den Aufenthalt des Rohstoffes innerhalb des Arbeitsraumes der Apparatur . beträgt 4 Stunden₀ Während des Verfahrens hält man in dem Behälter 5 eine Temperatur von 60⁰C aufrecht, die mit Hilfe der Temperatur der zugeführten Komplexsalzlösung reguliert werden kann»

Das Produkt, das den Behälter 5 verläßt, ist eine Suspension

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von Kupfer(II)-oxychlorid in einer wäßrigen Lösung von
Kupfer(II)-Chlorid und Natriumchlorid. Dieses Gemisch wird durch Leitung 6 auf einen Filter geschickt. Man erhält ein Endprodukt, das 58 % Cu enthält. Die Ausbeute beträgt 11,3 kg/Stunde.

Patentansprüche

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Claims

-β- 1592A37 Patentansprüche :

1. Verfahren zur Herstellung von Kupfer(II)-oxychlorid durch Oxydation .einer Kupfer(I)-komplexsalzlösung, die durch Umsetzung von Kupfer(ll)-chlorid mit Kupfer und einer wäßrigen Lösung eines Alkalimetall- oder Erdalkalimetallchlorids hergestellt wurde, dadurch gekennzeichnet, daß die Oxydation so durchgeführt wird, daß ein Strahl der Komplexlösung, vermischt mit Sauerstoffhaltigem Gas, das selbsttätig durch den Strahl eingesaugt wird, durch eine Rotationspumpe 4 geschickt und dann in einen Behälter 5 gepumpt wird, wobei nach Entfernung der Reaktionsgase ein Teil der Suspension des Kupfer(ll)-oxychlorids gegebenenfalls in den Kreislauf zurückgeführt, ein Teil aber zur Gewinnung abgeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Sauerstoffhaltiges Gas Luft verwendet wird.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kupfer(I)-komplexsalzlösung, die 1,5 bis 11 % Ou enthält, oxydiert wird.

4-, Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche»dadurch gekennzeichnet, daß die Oxydation bei einer Temperatur von 20 bis 90⁰O durchgeführt wird.

5· Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch

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gekennzeichnet, daß der Strahl der Komplexsalzlösung mit einer solchen Geschwindigkeit zugeführt wird, daß die Menge des durch den Strahl mitgesäugten Sauerstoffes um 50 bis 300 °/o über der stöchiometrischen Menge liegt.

6ο Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Komplexsalzlösungsstrahl in eine Pumpe 4 eingeführt wird, deren Eotor sich mit einer Geschwindigkeit von mehr als Umdrehungen/Minute dreht.

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So .

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