由黃銅礦直接製備氧化銅的方法
2023-05-17 10:05:51
專利名稱：由黃銅礦直接製備氧化銅的方法
技術領域：
本發明涉及氧化銅的製備。
氧化銅主要用作玻璃、陶瓷、搪瓷的綠色紅色或蘭色顏料、光學玻璃的磨光劑、油類的脫硫劑和有機合成的催化劑等。氧化銅的製備大多採用銅粉氧化法(無機鹽工業手冊，化工出版社，下冊，第517頁，1981年)，此方法可得到純淨的氧化銅，但成本較高。
本發明的目的在於提供一種由黃銅礦直接製備氧化銅的方法。本發明工藝簡單，原料易得，操作方便，成本低廉，得到的氧化銅純度高。
本發明是由黃銅礦直接焙燒，使硫化銅氧化成硫酸銅和氧化銅。用水瀝取，溶液部份是硫酸銅和硫酸亞鐵，經空氣氧化，除鐵等工藝過程製備出結晶硫酸銅;瀝取後的濾渣使用碳酸氫銨和氨水溶液浸泡，生成銅氨絡合物溶液，然後經過蒸氨、焙燒即可得到較純淨的氧化銅粉末。
本發明的具體實施方案敘述如下將黃銅礦粉碎至160～200目的粉末，然後將黃銅礦粉在550-650℃焙燒3-4小時，使硫化銅一部分直接氧化成硫酸銅，另一部分轉化成氧化銅
硫化鐵在焙燒過程中分別生成硫酸亞鐵和氧化鐵
用水瀝取焙燒後的物料，使生成的硫酸銅和硫酸亞鐵溶解於水中，濾去不溶物，將溶液加熱並通入空氣，使硫酸亞鐵氧化成三價鐵以氫氧化鐵的形式沉澱析出。
隨著氧化過程的進行，溶液PH值隨之降低，故需隨時添加少量碳酸鈣，使PH值保持在3.5-4.0，
直至鐵除盡。過濾，蒸發濾液，有硫酸鈣結晶析出，濾去硫酸鈣，放置冷卻結晶，得蘭色硫酸銅晶體，經測定含CuSO4·5H2O＞96%。
將瀝取硫酸銅後的濾餅用碳酸氫銨和氨水溶液浸泡，充分攪拌，使氧化銅轉化為碳酸銅氨絡合物溶於溶液中
過濾，濾渣經洗滌後棄去。蒸發濾液，蒸汽經冷凝後直接導到下一次氨浸物料中循環使用。蒸發過程中，溶液由深蘭色變淺綠沉澱，待液相為無色後過濾，濾餅經乾燥灼燒得黑色粉末氧化銅，經測定含CuO＞98%。
本發明提供了由黃銅礦直接製備硫酸銅和氧化銅的方法，為綜合利用黃銅礦開闢了新的途徑，得到的硫酸銅和氧化銅產品純度較高。由於本發明的工藝條件要求不苛刻，並且原料易得，價格低廉，因此本發明有著廣泛的應用前景。
本發明突出實質性的特點和可實施性可從下述實施例中得以體現。
實例1稱取含Cu 19.25%的黃銅礦粉100g，在600℃下焙燒3小時，磨細過160目篩，轉移到盛有400ml水的燒杯中攪拌並加熱至沸30分鐘，過濾，用少量水淋洗至洗滌液無色，洗液與濾液總量400ml，pH＝3.5將濾液加熱至80-90℃，並且保溫，鼓入空氣，溶液即呈綠色，用碳酸鈣細粉調pH值，令其保持在3.5-4.0之間，直至不再有Fe(OH)3析出，過濾除Fe(OH)3。蒸發濃縮溶液，濾去析出的硫酸鈣白色晶體，放置冷卻結晶，得蘭色硫酸銅晶體23.0g，按GB437-80標準方法測定，產品含CuSO4·5H2O 96.1%。
濾餅用100ml水調勻後加入50g NH4HCO3和100ml氨水(含NH322%)，常溫下攪拌4小時，過濾，用100ml水淋洗濾渣，至洗液無色，濾渣棄去。濾液轉入三頸瓶中，裝上冷凝管，加熱蒸餾，氣體經冷凝後直接導入下一批裝有濾餅和碳酸氫銨懸浮物的容器中。蒸至蘭色褪盡，過濾得固體鹼式碳酸銅，經乾燥後在650℃灼燒2小時，得黑色粉末氧化銅14.9g。按GB 674-78標準測定，產品含CuO98.2%。計算得總收率為89.9%。
實例2稱取與實例1相同的礦粉100g，在550℃下焙燒3小時，磨細過160目，用水瀝取得溶液400ml用實例1相同的方法處理，得硫酸銅晶體28.4g分析結果含CuSO4·5H2O 96.5%。
用50g碳酸氫銨和100ml水將濾餅調漿，通入上次蒸氨冷凝液，攪拌3小時，過濾，濾液經蒸氨、過濾、乾燥並在650℃灼燒2小時，得黑色氧化銅12.5g，測得含CuO 98.2%，總收率87.1%。
實例3稱取與實例1相同的銅礦粉100g在650℃焙燒3小時，其它操作條件和試劑用量與實例2相同，結果得硫酸銅19.5g，測得含CuSO4·5H2O 96.7%，得氧化銅15.6g，測得含CuO 98.0%總收率88.3%。
實例4稱取與實例1相同的銅礦粉100g，在800℃下灼燒3小時，用水瀝取物料，溶液沒有蘭色出現，用80g NH4HCO3和150ml氨水與100ml水配製的溶液浸泡濾餅，常溫下攪拌3小時，過濾，濾液經蒸氨，乾燥並在650℃灼燒2小時，得黑色氧化銅11.5g，含CuO 98.1%，總收率46.8%。
權利要求
1.一種由黃銅礦直接製備氧化銅的方法，它包括將黃銅礦粉高溫焙燒，用水瀝取工藝步驟，其特徵在於在550～650℃溫度下焙燒黃銅礦粉3-4小時，磨細過160目，用水瀝取，充分攪拌並加熱至沸半小時，過濾；濾餅用氨水和碳酸氫銨的水溶液浸泡3-4小時得銅氨絡合物蘭色溶液；將蘭色溶液置於蒸餾器中蒸餾至蘭色消失，回收氨；過濾出蒸餾殘餘物鹼式碳酸銅，經自然乾燥，然後在650℃溫度下灼燒2小時，即得黑色氧化銅。
2.按照權利要求1所述的製備氧化銅的方法，其特徵在於所述的物料的重量配比黃銅礦物粉100氨水(22%)100～150碳酸氫銨50～80
全文摘要
本發明涉及氧化銅的製備。在550-650℃下焙燒黃銅礦粉，使硫化銅一部分直接生成硫酸銅，另一部分轉化成氧化銅。用水瀝取焙燒後的物料，得硫酸銅溶液，經除雜濃縮結晶得硫酸銅晶體。用碳酸氫銨和氨水溶液浸泡提取硫酸銅後的濾渣，使其中的氧化銅轉化為碳酸銅氨絡合物，經加熱蒸除氨而得鹼式碳酸銅，灼燒得氧化銅產品。本發明原料易得，操作簡單，產品質量高，有廣泛的應用前景。
文檔編號C01G3/02GK1101623SQ9410848
公開日1995年4月19日 申請日期1994年7月23日 優先權日1994年7月23日
發明者陳聲昌, 劉佔泉, 張大昕, 王慶梅 申請人:南開大學