PL162541B1 - Sposób otrzymywania tlenku miedzi /II/ PL - Google Patents

Abstract

Sposób otrzym ywania tlenku miedzi / I I / droga utleniania wsadów miedziowych, zna- mienny tym , ze wsad miedziowy utlenia sie wstepnie w tem peraturze 500 - 850°C, a nastepnie produkt utleniania szybko schladza sie przez wprowadzenie do wody, po czym przez dekantacje i odsaczenie oddziela sie nadm iar wody a m okra prazonke miele sie, do granulacji 0, 3 - 0, 06 i bezposrednio po zmieleniu m okra gestwe dotlenia sie w tem peraturze 500 - 750°C. PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania tlenku miedzi /II/ na drodze ogniowej w piecu obrotowym z miedzi metalicznej, w tym ze złomu kablowego, wiórów i gąbki miedziowej, jak również z miedzi częściowo utlenionej, na przykład zendry lub zgarów miedziowych.

Znane z literatury: Gmelins Handbuch der anorganischen Chemie, Kupfer, Teil A/1, s. 693 Weinheim 1955, oraz Ullmans Enzyklopadie der Technischen Chemie, 1.15, s. 561 Weinheim 1978, oraz Kirk Othmer: Encyklopedie of Chemical Technology, Volume 6, s. 275 N.Y. 1965, oraz Winnecker - Kuckler: Chemische Technologie, Band 5, s. 345, Munchen 1961, sposoby otrzymywania tlenku miedzi /II/ na drodze ogniowej polegają na prażeniu utleniającym najczęściej w atmosferze powietrza miedzi metalicznej lub częściowo utlenionej.

Jeden ze sposobów polega na prażeniu utleniającym miedzi metalicznej lub częściowo utlenionej w zakresie temperatur 300-850°C.

Według innej metody prażeniu utleniającemu poddaje sią mieszaninę tlenku miedzi /I/ i miedzi metalicznej po uprzednim ogrzaniu jej do temperatury około 1084°C.

Znany jest również sposób, zgodnie z którym utlenianiu poddaje się miedź stopioną.

Podstawową niedogodnością metod polegających na utlenianiu miedzi nie stopionej w podwyższonych temperaturach jest niska wydajność i mała szybkość w procesie jednostkowym. Utworzony bowiem w początkowej fazie utleniania tlenek miedzi /I/, tworzy zwartą nieprzenikliwą dla tlenu z powietrza wartwę, która prawie zupełnie wstrzymuje dalszy przebieg procesu utleniania. Konieczne jest w tym przypadku zastosowanie dodatkowych operacji, mechanicznego usuwania utlenionej warstwy miedzi i odnowienie powierzchni miedzi metalicznej. Stosowanie wyższych temperatur prażenia powoduje wprawdzie zwiększenie szybkości utleniania lecz istnieje w tym wypadku duże prawdopodobieństwo powstawania tlenku miedzi /I/ przez dysocjację utworzonego tlenku miedzi /II/. Powyższe zjawisko prowadzi do tworzenia się mieszaniny tlenków miedzi /II/ i miedzi /I/, a więc produktu nie odpowiadającego wymogom normy.

Otrzymywanie tlenku miedzi /II/ przez utlenienie mieszaniny CuO + CU w temperaturze 1084°C, prowadzi również do powstawania produktu zawierającego sporą ilość tlenku miedzi (I). Podobną niedogodnością cechuje się także metoda polegająca na utlenianiu stopionej miedzi.

Sposób według wynalazku polega na tym, że wsad miedziowy utlenia się wstępnie w piecu obrotowym w temperaturze 500-850°C, po czym produkt utleniania szybko schładza się przez wprowadzenie do wody prażonki wychodzącej z pieca. Następnie przez dekantację i odsączenie oddziela się nadmiar wody, a mokrą prażonkę miele się, korzystnie w młynie kulowym, do granulacji 0,3-0,06 mm. Bezpośrednio po zmieleniu mokrą gęstwę kieruje się ponownie do pieca obrotowego, gdzie dotlenia się ją w temperaturze 500-750°C.

Sposobem według wynalazku przez wstępne prażenie wsadu miedziowego w piecu obrotowym w temperaturach wyższych od charakterystycznych dla zakresu powstawania tlenku miedzi /II/ osiąga się w pierwszej operacji technologicznej szybkie i głębokie utlenienie wsadu do mieszaniny tlenków. Dalej wskutek wstępnego utleniania w wyższych temperaturach a następnie nagłego schłodzenia prażonki w wodzie uzyskuje się zasadniczą zmianę własności fizykochemicznych

162 541 prażonki, co pozwala po zmieleniu i końcowym dotlenieniu w określonych warunkach temperaturowych otrzymać, z dużą wydajnością w jednostce czasu, produkt końcowy zawierający powyżej 95% tlenku miedzi /II/, przy czym do produkcji tlenku miedzi można wykorzystać tanie materiały wsadowe zawierające miedź, takie jak zendra, wióry i złom kablowy. Ponadto sposób według wynalazku charakteryzuje się brakiem odpadów i nie stwarza zagrożenia dla otoczenia.

Poniższe przykłady wyjaśniają sposób według wynalazku.

Przykład I. Do pieca obrotowego długości 6,1m i średnicy 1 m z wykładziną ceramiczną, wyposażonego w komorę pyłową, chłodnicę gazów i filtr kominowy, opalanego gazem, wprowadza się w temperaturze 850°C miedź granulowaną o wielkości ziarna do 15 mm w ilości 200 kg/h, utrzymując w piecu atmosferę utleniającą. Piec posiada w dolnej końcówce próg zawężający średnicę i regulowaną prędkość obrotową, co pozwala aby czas przebywania wsadu w zakresie temperatur przewidzianych procesem wynosił 120 minut.

Prażonkę wychodzącą z pieca zawierającą oprócz tlenków miedzi poniżej 30% miedzi metalicznej wprowadza się bezpośrednio do pojemnika z wodą umieszczonego pod progiem zwężającym. Następuje nagłe schłodzenie prażonki powodujące zmianę jej własności fizyko-chemicznych. Znad ochłodzonej prażonki usuwa się nadmiar wody przez dekantację i odsączenie, a mokrą gęstwę poddaje się mieleniu w młynie kulowym przez 2 godziny. Następnie mokrą gęstwę wprowadza się do pieca obrotowego ogrzanego w dolnej końcówce do temperatury 750°C i prowadzi proces dotleniania w czasie 120 minut.

Pyły unoszone z pieca z gazami spalinowymi osadzają się w układzie wstępnego odpylania (komora pyłowa, chłodnica) i w filtrze. Pyły te w zależności od stopnia utlenienia łączy się z gotowym produktem, lub zawraca do trzeciego etapu celem dotlenienia.

W wyniku opisanego postępowania z 1000 kg miedzi granulowanej wprowadzonej do układu otrzymuje się około 1100 kg produktu zawierającego minimum 95% CuO.

Przykład II. Do pieca obrotowego jak w przykładzie I, wprowadza się złom miedziowy, kablowy w ilości 200 kg/h utrzymując w piecu atmosferę utleniającą oraz temperaturę 850°C. Prędkość obrotów pieca reguluje się tak, aby czas przebywania złomu kablowego w piecu wynosił 120 minut.

Prażonkę wychodzącą z pieca zawierającą oprócz tlenków miedzi poniżej 30% miedzi metalicznej wprowadza się bezpośrednio do pojemnika z wodą umieszczonego pod progiem zwężającym. Znad ochłodzonej prażonki usuwa się nadmiar wody przez dekantację i sączenie, a mokrą gęstwę poddaje się mieleniu w młynie kulowym przez 2 godziny. Następnie mokrą gęstwę wprowadza się do pieca obrotowego ogrzanego w dolnej końcówce do temperatury 750°C i dotlenia w tej temperaturze w czasie 120 minut.

Z pyłami powstającymi w czasie procesu postępuje sę podobnie jak w przykładzie I.

W wyniku opisanego postępowania z 1000 kg złomu kablowego miedziowego wprowadzonego do układu technologicznego otrzymuje się około 1100 kg produktu zawierającego minimum 95% CuO.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 10 000 zł

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Sposób otrzymywania tlenku miedzi /II/ drogą utleniania wsadów miedziowych, znamienny tym, że wsad miedziowy utlenia się wstępnie w temperaturze 500-850°C, a następnie produkt utleniania szybko schładza się przez wprowadzenie do wody, po czym przez dekantację i odsączenie oddziela się nadmiar wody a mokrą prażonkę miele się, do granulacji 0,3-0,06 i bezpośrednio po zmieleniu mokrą gęstwę dotlenia się w temperaturze 500-750°C.