Question

硫酸铜的生产方法

Answer 1

废铜包括金属铜废屑及杂铜废屑，杂铜则是铜含量不到90%的铜合金。
1.1废铜原料与浓硫酸作用生产硫酸铜
Cu+2H2SO4=CuSO4+SO2↑+2H2O
但此反应很少应用，因为伴有有害气体二氧化硫产生，污染环境，且母液不能循环使用，原料消耗高。
1.2废铜焙烧稀硫酸浸出生产硫酸铜
2Cu + O2 =△= 2CuO
CuO+H2SO4==CuSO4+H2O
如以纯铜废屑为原料，那么生成的硫酸铜溶液可直接浓缩，结晶产出硫酸铜产品；如以废铜为原料，那么浸出液需经一定的净化工序后才可结晶产出硫酸铜产品，但此工艺能耗高，设备投资大，劳动成本也高。
1.3在催化剂作用下直接与浓硫酸反应。
将废铜投入20%左右近沸的硫酸中，并加入有强氧化作用的催化剂，使铜先生成氧化亚铜，再溶于稀硫酸，并氧化成硫酸铜：
Cu2O+H2SO4=CuSO4+2H2O
2H2SO4+2CuSO4=4CuSO4+2H2O
1.4低温空气氧化溶解法生产硫酸铜
湖庆福等采用的方法可以作为这方面的代表，他们将含铜98%以上的废铜放入由水，硫酸和载氧剂三者配成的溶解液中。以3.0L/min的速度通入空气，在85℃和载氧剂量为0.54%，酸过量10%的条件下反应，便可生成硫酸铜，当其生成量在溶液中达到饱和时，冷却结晶产出硫酸铜。
1.5焙烧——酸溶——置换——焙烧——酸溶法
具体方法为：将杂质废铜焙烧，用硫酸浸取。使铜及合金元素进入溶液，然后置换沉淀出铜分离杂质，焙烧成氧化铜后用硫酸溶解生产硫酸铜。 相当长时间内，由废铜及废杂铜生产硫酸铜一直是工业上的重要方法。以铜矿石生产硫酸铜已在工业上得到广泛应用。
可用于生产硫酸铜的铜矿石有氧化铜矿，硫化铜矿以及它们的混合矿。由于这些铜矿的性质有较大的差别，因此生产硫酸铜的工艺有各自的适应性和特点。
氧化铜有赤铜矿，孔雀石，黑铜矿，蓝铜矿，硅孔雀石等；硫化铜有黄铜矿，方黄铜矿，砷黝铜矿，砷硫铜矿等；次生硫化铜矿有辉铜矿，斑铜矿，铜蓝等。
2.1.1酸浸
一般而言，生产硫酸铜时，氧化铜矿要细磨至通过150μm筛，然后用含100~120g/L H2SO4的溶液在搅拌下反应。最为常见的孔雀石为代表，其反应如下：
CuCO3.Cu(OH)2+2H2SO4=2CuSO4+CO2↑+3H2O
浸出液过滤除去未反应物，根据杂质情况以不同方法除杂后，浓缩，结晶，得到硫酸铜。
用硫酸铜浸出氧化铜矿时，许多杂质也与铜一起进入浸出液 ，要生产符合质量要求的硫酸铜产品，除杂工序很重要。除杂又可分置换出铜分离除杂，或将铁杂质氧化后沉淀除去，铜与铁，铝分离后，再将其水解成碱式硫酸铜而与镁等杂质分离，碱式硫酸铜再溶于硫酸，浓缩，结晶产出硫酸铜。例如对酸浸液用H2O2氧Fe2+为Fe3+，，用新配制的 碱式碳酸铜调节PH至3.5便可将Fe3+沉淀除去，避免了使用含锰氧化剂导致的硫酸铜溶液玷污。在生产饲料级硫酸铜时，必须除去铅和砷。可将已结晶的硫酸铜溶于水过滤除去硫酸铅;而As3+可通过加入氧化剂氧化成As5+并中和至PH<4利用溶液中的Fe3+将AsO43-沉淀为FeAsO4除去砷。
2.1.2氨浸
氧化铜矿中Cu2+与氨可形成稳定的络离子溶解从而与Fe，Al及其他金属氧化物或碱土金属碳酸盐等杂质分离，选择性较好。分离未反应物后，蒸氨将铜络离子转化为CuO，再经硫酸溶解制取硫酸铜。高新勤等以安徽产含Cu 20.5%~37.5%，Fe2O31.43%~3.7%，Al2O3 0.41%~0.68%，酸不溶物45.58%的孔雀石为原料，矿石细度0.25mm，在温度60℃，Cu:NH3=1:6，助浸剂：NH3=1:4，固：液=1：5的条件下氨浸150min，可使90%以上的Cu进入氨浸液，其反应为:
CuCO3+Cu（OH)2+8NH3==2[Cu（NH3)]2++CO32-+2OH-
将他们所得的浸出液蒸氨，焙烧，酸溶，即可生产硫酸铜。
2.2以硫化铜为原料生产硫酸铜
孙家寿等在这方面做了广泛深入的研究，并研制了关键的溶铜沉铁试剂，较好地解决了这类矿石生产硫酸铜的难题。他们在处理含Cu 3.85%~6.25%,TFe 39.09%,S 3.08%,SiO232.86%的低品味铜铁矿时，磨矿至74μm83.5%，用硫酸二段浸出，加入溶铜沉铁剂，室温浸出60min，一段铜浸出率62%~66%，二段20%~22%，一段浸出液含铜高。直接浓缩结晶硫酸铜；二段浸出液含铜低，可置换海绵铜做副产品，或焙烧酸溶液后生成硫酸铜。 含铜废弃物是指含较低的废弃物。章伟光等从铜矿选矿和雨水浸泡铜矿石排出
的含铜废水中生产硫酸铜，其工艺为：在含铜废水中加入泡花铁，置换出Cu 20%~50%，Fe10%~30%的粗海绵铜，此种海绵铜因活性大，烘干时极易生成CuO。将氧化铜用氨浸出液浸出3h，铜氨浸液在400~600℃焙烧，S随后用硫酸溶解生产硫酸铜。

Answer 2

红红火火恍恍惚惚或或或或或