一種以廢銅鎢合金為原料回收製備氧化亞銅的方法與流程

2024-04-01 21:47:05

本發明屬無機功能材料製備及應用的技術領域，具體涉及一種以廢銅鎢合金為原料回收製備氧化亞銅的方法。

背景技術：

納米氧化亞銅作為新型的少數可被可見光激發的P型氧化物半導體材料，具有活性的電子-空穴對系統，表現出良好的催化活性，此外還具有極強的吸附性能、低溫順磁性等特性。在有機合成、光電轉換、新型能源、水的光解、染料漂白、殺菌、超導等領域均具有應用潛能。目前主要的合成方法有液相合成法、低溫固相法、氣相沉積法、納米銅氧化法、電解法、Y射線幹預法、微波幹預法等。。

目前製備氧化亞銅所用原料基本均為分析純醋酸銅或硝酸銅，中國專利CN103395821A、CN103373739A等，均採用分析純醋酸銅作為原料，在經過還原等方法製備氧化亞銅，這在一定程度上增加了生產成本。

為解決降低生產成本的問題，本發明提供一種以廢銅鎢合金為原料回收製備氧化亞銅的方法。採用硝酸二次浸出廢銅鎢合金中的銅，再用亞硫酸鈉還原硝酸銅製備氧化亞銅粉體。

技術實現要素：

為解決上述技術問題，本發明提供了一種以廢銅鎢合金為原料回收製備氧化亞銅的方法。本發明以廢銅鎢合金為起始原料，降低生產成本的同時有利於實現廢物回收再利用，保護環境，製備方法簡單易行，氧化亞銅純度高，晶型好。

為實現上述目的，本發明採用如下技術方案：

一種以廢銅鎢合金為原料回收製備氧化亞銅的方法，包括如下步驟：(1)採用硝酸一次浸出廢銅鎢合金中的銅，得到硝酸銅原液；(2)將步驟(1)所剩的廢銅鎢合金粉碎成微米級粉體；(3)採用硝酸二次浸出步驟(2)中的廢銅鎢合金顆粒中的銅，得到硝酸銅原液；(4)利用亞硫酸鈉還原硝酸銅溶液，製備得到氧化亞銅產品，其中銅回收率大於95％。

具體地，所述步驟(1)中的硝酸浸出溫度為40～70℃，硝酸浸出時間為4～12h，硝酸濃度為4～8mol/L，硝酸用量為理論用量的1～2倍。

具體地，所述步驟(2)的粉碎銅鎢合金，採用藥用粉碎機，粉碎2～5min，過篩，得到粒徑在50～100um的顆粒。

具體地，步驟(3)所述的硝酸浸出溫度40～80℃，硝酸浸出時間為30～60min，，液固比為(1：1)～(10：1)，硝酸濃度為4～10mol/L。

具體地，所述步驟(4)中亞硫酸鈉還原反應，其中亞硫酸鈉濃度為1～2mol/L，硝酸銅溶液濃度為0.5～2mol/L，溶液體積比為1:1，調節溶液pH至4～6，溫度為40～90℃，還原反應時間為2～8h，得到氧化亞銅產品。

具體地，所述步驟(5)中氧化亞銅催化降解甲基橙實驗，在500W氙燈照射下，氧化亞銅加入量為0.05～0.25g，甲基橙濃度為5～50mg/L，反應時間0.5～3h，甲基橙降解率可達75％以上。

本發明具有如下有益效果：

(1)本發明以廢銅鎢合金為起始原料，大大降低生產成本的同時有利於實現廢物回收再利用，保護環境。

(2)本發明用亞硫酸鈉作為還原劑，反應條件溫和，可以有效控制二價銅離子被還原成氧化亞銅，避免其他副產物的生成，氧化亞銅收率和純度高，晶型好。

(3)以廢銅鎢合金為原料回收製備出的氧化亞銅具備光催化性能，能夠降解甲基橙染料。

(4)本發明製備方法簡單、易於操作、成本低、適合工業化生產。

附圖說明

圖1為實施例1製備的氧化亞銅的XRD分析圖。

具體實施方式

現在結合實施例對本發明作進一步詳細的說明。

實施例1

(1)取廢銅鎢合金10g，用濃度為4mol/L的硝酸一次浸出廢銅鎢合金中的銅，硝酸浸出溫度為40℃，浸出時間為6h，硝酸用量為理論用量的1倍，得到硝酸銅原液，一次浸出率為26.1％；

(2)將步驟(1)所剩的廢銅鎢合金粉碎成微米級粉體，粉體粒徑在50um；

(3)取2g步驟(2)製得的廢銅鎢粉體，硝酸濃度為6mol/L，硝酸浸出溫度40℃，硝酸浸出時間為30min，液固比為1：1，得到硝酸銅溶液，二次浸出率達到99.8％；

(4)亞硫酸鈉還原製備氧化亞銅的過程，亞硫酸鈉濃度為1mol/L，硝酸銅濃度為0.5mol/L，溶液用量之比為1:1，調節溶液ph為4，反應時間為2h，反應溫度為40℃，製得晶型較好的氧化亞銅。

(5)氧化亞銅光催化降解甲基橙實驗過程，氧化亞銅加入量為0.05g光催化反應時間為3h，甲基橙濃度為5mg/L，最終甲基橙降解率為95.8％。

實施例2-5與實施例1基本相同，不同之處如表1。

表1

以上述依據本發明的理想實施例為啟示，通過上述的說明內容，相關工作人員完全可以在不偏離本項發明技術思想的範圍內，進行多樣的變更以及修改。本項發明的技術性範圍並不局限於說明書上的內容，必須要根據權利要求範圍來確定其技術性範圍。