RU2255046C1 - Method for preparing copper sulfate - Google Patents
Method for preparing copper sulfate Download PDFInfo
- Publication number
- RU2255046C1 RU2255046C1 RU2003132614/15A RU2003132614A RU2255046C1 RU 2255046 C1 RU2255046 C1 RU 2255046C1 RU 2003132614/15 A RU2003132614/15 A RU 2003132614/15A RU 2003132614 A RU2003132614 A RU 2003132614A RU 2255046 C1 RU2255046 C1 RU 2255046C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mother liquor
- suspension
- copper sulfate
- crystals
- preliminary
- Prior art date
Links
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к технологии получения медного купороса кристаллизацией из растворов, и может быть использовано также и в химической промышленности.The invention relates to the field of non-ferrous metallurgy, in particular to a technology for producing copper sulfate by crystallization from solutions, and can also be used in the chemical industry.
Известен способ получения медного купороса из отработанного электролита, включающий нейтрализацию электролита при 70-80°С медьсодержащими материалами до остаточной концентрации свободной серной кислоты 0,5%, упаривание нейтрализованного раствора при 95-100°С с последующим охлаждением полученного раствора медного купороса, отделение кристаллов купороса от жидкости, их промывку и сушку. (см. книгу Позин М.Е. Технология минеральных солей. Часть 1., Л., Химия, 1974 г., стр.688-689).A known method of producing copper sulfate from spent electrolyte, including the neutralization of the electrolyte at 70-80 ° C with copper-containing materials to a residual concentration of free sulfuric acid of 0.5%, evaporation of the neutralized solution at 95-100 ° C, followed by cooling of the resulting solution of copper sulfate, separation of crystals vitriol from the liquid, their washing and drying. (see the book Pozin ME Technology of mineral salts. Part 1., L., Chemistry, 1974, pp. 688-689).
Недостатком этого способа является то, что мелкие механически не прочные кристаллы медного купороса в виде двойников и сростков размерами 0,3-0,4 мм и пылящей фракции теряются на операциях центрифугирования, промывки, сушки, фасовке и погрузочно-разгрузочных работах. При колебании состава исходного раствора или изменение режимных параметров приводит к получению низкосортного по составу или некондиционного продукта, который необходимо дополнительно перекристаллизовывать.The disadvantage of this method is that small mechanically not strong crystals of copper sulfate in the form of twins and splices with a size of 0.3-0.4 mm and a dusting fraction are lost in centrifugation, washing, drying, packing and handling operations. When the composition of the initial solution fluctuates or a change in the operating parameters leads to a low-grade or substandard product, which must be further recrystallized.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ получения медного купороса из сернокислых растворов, включающий смешивание исходного раствора с предварительно нагретым маточным раствором, выпаривание смеси под вакуумом, кристаллизацию при непрерывной циркуляции суспензии через зону кипения и отводе части суспензии кристаллов, отделение последних от маточного раствора, циркуляцию суспензии через зону кипения осуществляют с кратностью 30-50, выпаривание и кристаллизацию проводят при степени концентрирования раствора 2,5-3,3, а маточный раствор, сепаратно отбираемый из зоны кристаллизации, возвращают на стадию смешивания с предварительным нагревом его до температуры на 5-15°С, превышающей температуру кристаллизации целевого продукта (см. патент РФ №2071942 по кл. С 01 G 3/10, за 1993 г.)The closest in technical essence to the proposed is a method for producing copper sulfate from sulfuric acid solutions, comprising mixing the initial solution with a pre-heated mother liquor, evaporating the mixture under vacuum, crystallization with continuous circulation of the suspension through the boiling zone and the removal of part of the suspension of crystals, separating the latter from the mother liquor , circulation of the suspension through the boiling zone is carried out with a multiplicity of 30-50, evaporation and crystallization is carried out at a degree of concentration the solution is 2.5-3.3, and the mother liquor, separately taken from the crystallization zone, is returned to the mixing stage with its preliminary heating to a temperature of 5-15 ° C higher than the crystallization temperature of the target product (see RF patent No. 2071942 for cl .01 G 3/10, 1993)
Недостатком данного способа является значительные потери медного купороса при промывке за счет прохождения мелких фракций купороса через сетки центрифуги и их растворении в промывочной жидкости. Кроме того, колебания химсостава исходного раствора приводит к получению продукта низкого качества с включением в их кристаллы примесей типа мышьяка, никеля, железа и др. Еще одним недостатком известного способа являются значительные энергозатраты на нагрев всей массы электролита до температуры, превышающей температуру кристаллизации медного купороса.The disadvantage of this method is the significant loss of copper sulfate during washing due to the passage of small fractions of vitriol through the centrifuge mesh and their dissolution in the washing liquid. In addition, fluctuations in the chemical composition of the initial solution leads to a low-quality product with the inclusion of impurities such as arsenic, nickel, iron, and others. Another disadvantage of this method is the significant energy consumption for heating the entire mass of the electrolyte to a temperature exceeding the crystallization temperature of copper sulfate.
Техническим результатом настоящего изобретения является снижение потерь продукционного медного купороса при извлечении его в кристаллический продукт и снижение энергозатрат при производстве медного купороса высокого качества.The technical result of the present invention is to reduce the loss of production of vitriol when it is extracted into a crystalline product and the reduction of energy consumption in the production of high quality copper sulfate.
Указанный технический результат достигается тем, что в заявленном способе получения медного купороса из сернокислых растворов, включающем смешивание исходного раствора с предварительно нагретым маточным раствором, выпаривание смеси под вакуумом, кристаллизацию при непрерывной циркуляции суспензии через зону кипения, сепаратном отводе части маточного раствора из зоны кристаллизации, нагреве его и возвращении на стадию смешивания, удаление суспензии с кристаллами с последующим их сгущением и отделении от маточного раствора, маточный раствор с мелкими фракциями кристаллов медного купороса дополнительно отделяют от суспензии от продукционных кристаллов, нагревают его до растворения кристаллов и возвращают на выпаривание и кристаллизацию, причем мелкие фракции отделяются на стадии сгущения, а скорость движения раствора при циркуляции поддерживается в пределах 10-20 м/с.The specified technical result is achieved by the fact that in the claimed method for producing copper sulfate from sulfuric acid solutions, comprising mixing the initial solution with a pre-heated mother liquor, evaporating the mixture under vacuum, crystallization with continuous circulation of the suspension through the boiling zone, separate removal of part of the mother liquor from the crystallization zone, heating it and returning to the mixing stage, removing the suspension with crystals, followed by their thickening and separation from the mother liquor, mother liquor the solution with small fractions of crystals of copper sulfate is additionally separated from the suspension from production crystals, heated to dissolve the crystals and returned to evaporation and crystallization, moreover, small fractions are separated at the thickening stage, and the speed of the solution during circulation is maintained within 10-20 m / s .
Сущность заявляемого способа заключается в следующем. Отработанный электролит из электролизных ванн и раствор после обезмеживания медеэлектролитного шлама подаются в аппарат, в который одновременно вводиться медь для нейтрализации свободной серной кислоты электролита с образованием раствора CuSО4. Затем нейтрализованный раствор после фильтрации направляется на выпарку и кристаллизацию в выпарной вакуум-кристаллизатор с циркулирующей суспензией. В процессе циркуляции суспензии, осуществляемой с помощью струйного насоса, образующиеся в аппарате (за счет удаления из раствора части растворителя и охлаждения) кристаллы многократно проходят через зону кипения, где создается перенасыщение. При этом при каждом цикле циркуляции готовые кристаллы, являясь затравочными, вырастают до определенного крупного размера. Наряду с укрупнением ранее образовавшихся кристаллов часть твердой фазы выделяется в виде новых мелких кристаллов, образующих пылевидные фракции в продукте. Часть кристаллов мелких фракций сепаратно отбирают из зоны кристаллизации с маточным раствором, нагревают и смешивают с циркулирующей суспензией, а часть с кристаллами более крупных фракций непрерывно отводятся в виде суспензии в бак с мешалкой и гидрозатвором. Далее суспензия подается на предварительное сгущение (например, на турбоциклон или гидроциклон), при котором происходит отвод части маточного раствора с мелкокристаллическими частицами размерами 200 мкм и менее. Далее маточный раствор с мелкими кристаллами нагревают до растворения последних, и полученный раствор возвращают в циркуляционный контур аппарата на повторное вакуум-выпаривание и кристаллизацию. (Маточный раствор без мелких кристаллов поступает на последующие стадии переработки).The essence of the proposed method is as follows. The spent electrolyte from the electrolysis baths and the solution after the copper-electrolyte sludge is decontaminated are fed into the apparatus, into which copper is simultaneously introduced to neutralize the free sulfuric acid of the electrolyte with the formation of a CuSO 4 solution. Then the neutralized solution after filtration is directed to the evaporation and crystallization in an evaporating vacuum crystallizer with a circulating suspension. During the circulation of the suspension, carried out using a jet pump, the crystals formed in the apparatus (due to the removal of part of the solvent from the solution and cooling) the crystals repeatedly pass through the boiling zone, where a supersaturation is created. At the same time, with each circulation cycle, the finished crystals, being seed ones, grow to a certain large size. Along with the enlargement of previously formed crystals, part of the solid phase is isolated in the form of new small crystals forming dusty fractions in the product. Part of the crystals of fine fractions is separately separated from the crystallization zone with the mother liquor, heated and mixed with a circulating suspension, and part with crystals of larger fractions is continuously withdrawn in the form of a suspension into a tank with a stirrer and a water trap. Next, the suspension is fed to a preliminary thickening (for example, to a turbocyclone or hydrocyclone), in which part of the mother liquor with fine-grained particles 200 microns or less in size is removed. Next, the mother liquor with small crystals is heated to dissolve the latter, and the resulting solution is returned to the circulation circuit of the apparatus for repeated vacuum evaporation and crystallization. (The mother liquor without small crystals enters the subsequent stages of processing).
Здесь нужно отметить, что процент мелких фракций в суспензии увеличивается при транспортировке кристаллов из зоны кристаллизации до центрифуги в результате механических воздействий в баках с перемешивающим устройством, в центробежных насосах, при сгущении суспензии.It should be noted here that the percentage of fine fractions in the suspension increases during the transportation of crystals from the crystallization zone to the centrifuge as a result of mechanical stresses in the tanks with the mixing device, in centrifugal pumps, and during the thickening of the suspension.
После предварительного сгущения суспензия подается на центрифугу, где происходит окончательное сгущение и отделение маточного раствора с незначительным количеством мелкокристаллических частиц размером до 200 мкм, проскакивающих через фильтрующие сетки центрифуг. Далее маточный раствор с мелкими кристаллами отводится в бак с мешалкой и гидрозатвором, куда непрерывно поступает суспензия из вакуум-выпарного кристаллизатора. Затем, смешиваясь в баке с мешалкой с суспензией, мелкие кристаллы, отводимые из центрифуги с маточным раствором, вновь поступают на предварительное сгущение, где сепаратно отделяются с маточным раствором от продукционных кристаллов. Та же часть мелких кристаллов, которая не отделилась на предварительном сгущении, образовалась на пути транспортировки сгущенной суспензии до центрифуги и образовалась в самой центрифуге, отделяется от крупных фракций при фильтрации на центрифуге. Еще одним существенным признаком предлагаемого решения является определение оптимальной скорости истечения раствора из сопла струйного насоса, равной 10-20 м/с, которая создает такой уровень циркуляции суспензии кристаллов, при которой обеспечивается надежность процесса в условиях непрерывного промышленного цикла и не происходит разрушение кристаллов с образованием большого количества мелких фракций.After preliminary thickening, the suspension is fed to a centrifuge, where the final thickening and separation of the mother liquor with a small amount of fine crystalline particles up to 200 microns in size, slipping through the filter mesh of the centrifuge. Next, the mother liquor with small crystals is discharged into the tank with a stirrer and a water trap, where the suspension continuously flows from the vacuum-evaporator crystallizer. Then, mixing in a tank with a stirrer with a suspension, the small crystals withdrawn from the centrifuge with the mother liquor are again fed to the preliminary thickening, where they are separately separated from the mother liquor from the production crystals. The same part of small crystals that did not separate during preliminary thickening formed on the way of transporting the thickened suspension to a centrifuge and formed in the centrifuge itself, and is separated from large fractions by filtration in a centrifuge. Another significant feature of the proposed solution is the determination of the optimal solution flow rate from the jet pump nozzle equal to 10-20 m / s, which creates such a level of circulation of the crystal suspension, which ensures process reliability in a continuous industrial cycle and does not destroy the crystals with the formation a large number of small fractions.
Сравнительная характеристика готового продукта заявляемого способа получения медного купороса с прототипом (патент RU 2071942 С1) при аналогичном по хим. составу исходного раствораComparative characteristics of the finished product of the proposed method for producing copper sulfate with the prototype (patent RU 2071942 C1) with a similar chemical. composition of the initial solution
Сравнительный анализ показывает, что средний диаметр кристаллов у способа -прототипа даже несколько выше при одинаковом проценте пылящих фракций. Это связано с тем, что при способе получения купороса по схеме патента (RU 2071942 С1) реализовались возможные условия получения однородного крупнокристаллического продукта в процессе кристаллизации, но не затрагивались вопросы изменения качества и потерь продукта на технологических стадиях, предшествующих упаковке.A comparative analysis shows that the average crystal diameter of the prototype method is even slightly higher with the same percentage of dusting fractions. This is due to the fact that with the method for producing vitriol according to the patent scheme (RU 2071942 C1), the possible conditions for obtaining a homogeneous large-crystalline product during crystallization were realized, but the issues of changing the quality and loss of the product at the technological stages preceding packaging were not addressed.
Таким образом, использование предлагаемого способа получения медного купороса из сернокислых растворов обеспечивает по сравнению с прототипом увеличение на 10-15% выход кристаллов в товарный продукт за счет исключения потерь мелких частиц, а также дает некоторое повышение химической чистоты продукта за счет более эффективной промывки, т.к. увеличение времени и объема промывки в центрифуге не ведет к потере продукционных кристаллов. Данная операция особенно актуальна при получении кристаллов высокого сорта (1А ГОСТ 19347) при переработке сильно загрязненных по примесям медеэлектролитных растворов.Thus, the use of the proposed method for producing copper sulfate from sulfate solutions provides, compared with the prototype, an increase of 10-15% in the yield of crystals in a marketable product by eliminating the loss of fine particles, and also gives a slight increase in the chemical purity of the product due to more efficient washing, t .to. increasing the time and volume of washing in a centrifuge does not lead to the loss of production crystals. This operation is especially relevant for the production of high-grade crystals (1A GOST 19347) in the processing of copper-electrolyte solutions heavily contaminated with impurities.
Таким образом, заявляемый способ получения медного купороса имеет ряд неоспоримых преимуществ перед сравниваемым прототипом:Thus, the claimed method for producing copper sulfate has a number of undeniable advantages over the compared prototype:
1. Позволяет увеличить выход на 10-15% кристаллов в товарный продукт за счет снижения потерь на последующих после выпарки и кристаллизации стадиях.1. Allows you to increase the yield of 10-15% of crystals in a commercial product by reducing losses in the subsequent stages after evaporation and crystallization.
2. Дает возможность регулирования качества продукта за счет более эффективной промывки, т.к. увеличение времени и объема промывки в центрифуге не ведет к потери продукционных кристаллов.2. It makes it possible to regulate the quality of the product due to more efficient washing, because increasing the time and volume of washing in a centrifuge does not lead to the loss of production crystals.
3. Снижает энергозатраты при производстве медного купороса за счет, во-первых, нахождения оптимальной скорости истечения раствора из сопла струйного насоса, равной 10-20 м/с, которая создает такой уровень циркуляции суспензии кристаллов, при которой обеспечивается надежность процесса в условиях непрерывного промышленного и не происходит разрушения кристаллов с образованием большого количества мелких фракций, для растворения которых требуются дополнительные энергозатраты, во-вторых, потому что для получения крупнокристаллического продукта нет необходимости постоянно поддерживать перегрев сепаратно отводимого маточного раствора на 12-15°С.3. Reduces energy consumption in the production of copper sulphate due to, first, finding the optimal flow rate of the solution from the jet pump nozzle, equal to 10-20 m / s, which creates a level of circulation of the crystal suspension, which ensures process reliability under continuous industrial and there is no destruction of crystals with the formation of a large number of small fractions, for the dissolution of which additional energy is required, secondly, because to obtain a coarse crystalline product CTA is not necessary to constantly maintain the superheat is separately withdrawn mother liquor to 12-15 ° C.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003132614/15A RU2255046C1 (en) | 2003-11-06 | 2003-11-06 | Method for preparing copper sulfate |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003132614/15A RU2255046C1 (en) | 2003-11-06 | 2003-11-06 | Method for preparing copper sulfate |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2255046C1 true RU2255046C1 (en) | 2005-06-27 |
Family
ID=35836588
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003132614/15A RU2255046C1 (en) | 2003-11-06 | 2003-11-06 | Method for preparing copper sulfate |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2255046C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104108740A (en) * | 2014-08-05 | 2014-10-22 | 浙江科菲科技股份有限公司 | Novel method for selectively producing high-quality copper sulfate from copper-containing wastes |
RU2586413C2 (en) * | 2014-10-15 | 2016-06-10 | Оао "Некк" | Method of producing copper sulphate |
RU2747674C1 (en) * | 2019-12-17 | 2021-05-12 | Производственный кооператив "Конкорд" ПК "Конкорд" | Method for producing copper sulfate |
-
2003
- 2003-11-06 RU RU2003132614/15A patent/RU2255046C1/en active IP Right Revival
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104108740A (en) * | 2014-08-05 | 2014-10-22 | 浙江科菲科技股份有限公司 | Novel method for selectively producing high-quality copper sulfate from copper-containing wastes |
CN104108740B (en) * | 2014-08-05 | 2015-09-30 | 浙江科菲科技股份有限公司 | A kind of novel method of selectivity production high-quality copper sulfate from copper-bearing waste material |
RU2586413C2 (en) * | 2014-10-15 | 2016-06-10 | Оао "Некк" | Method of producing copper sulphate |
RU2747674C1 (en) * | 2019-12-17 | 2021-05-12 | Производственный кооператив "Конкорд" ПК "Конкорд" | Method for producing copper sulfate |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
FI73599B (en) | CRYSTALISERING FOER CRYSTALISERING AV METALLER. | |
CN112850758A (en) | Lithium extraction system and method for salt lake brine | |
CN110386867A (en) | A kind of serialization purification process of Ethyl vanillin | |
RU2255046C1 (en) | Method for preparing copper sulfate | |
CN105111064B (en) | Method and device for recovery of terephthalic acid from polyester alkali decrement wastewater | |
KR101562263B1 (en) | Method for preparing sodium nitrate using a waste solution containing nitric acid | |
US8623318B2 (en) | Manufacture of high-strength, low-salt aqueous sodium hypochlorite bleach and substantially dry crystalline salt | |
JP5172337B2 (en) | Manufacture of high strength, low salinity hypochlorite bleach | |
EP0480978B1 (en) | Process for eliminating heavy metals from phosphoric acid | |
CN112919506B (en) | Device and method for continuously producing lithium chloride from salt lake lithium-rich brine | |
JP5079631B2 (en) | Waste liquid reduction method and waste liquid treatment method | |
RU2747674C1 (en) | Method for producing copper sulfate | |
RU2304012C2 (en) | Method of processing the mixture of pentaerythrite formate mother liquors and evaporation plant for realization of this method | |
RU2586413C2 (en) | Method of producing copper sulphate | |
FR2490618A1 (en) | PROCESS FOR MANUFACTURING STABLE SOLUTION OF TITANYLE SULFATES | |
JP2004203713A (en) | Method and apparatus for manufacturing high purity aluminum chloride | |
JP7375327B2 (en) | How to recover lithium | |
WO2023286684A1 (en) | Method for producing lithium sulfate and transition metal sulfate | |
CN101668699B (en) | Manufacture of high-strength, low-salt sodium hypochlorite bleach | |
RU2753014C1 (en) | Method for synthesising crystalline ammonium sulphate | |
NO332615B1 (en) | Method of purifying calcium nitrate solutions or melts | |
RU51346U1 (en) | EVAPORATION PLANT FOR PROCESSING A MIXTURE OF UTERINE PENTAERITRITO-FORMATE SOLUTIONS | |
JPS62275018A (en) | Method for recovering valuable metal and acid from acidic waste liquor | |
RU2071942C1 (en) | Method of blue vitriol producing | |
RU2103400C1 (en) | Method of processing baddeleyite |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20051107 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20070227 |