一种利用含铜污泥生产碱式氯化铜的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用含铜污泥生产碱式氯化铜的方法。所述生产方法包括如下步骤：包括如下步骤：含铜污泥浸出‑萃取铜‑反萃取铜‑合成碱式氯化铜。该方法的含铜污泥经过浸出、萃取、反萃取、合成碱式氯化铜即可得到饲料级碱式氯化铜，工艺流程简单；通过盐酸浸出含铜污泥，铜的浸出率达99％以上，再通过萃取反萃取合成碱式氯化铜，铜的一次回收率达98％以上，铜的回收率高；整个工艺过程，萃取余液可返回污泥浸出步骤，反萃取余液用于合成碱式氯化铜；碱式氯化铜生产母液返回用作碱式氯化铜合成底液，废水产生少，实现清洁生产，制备得到的碱式氯化铜产品各项指标达到国家标准。

A Method of Producing Alkaline Copper Chloride from Copper-Containing Sludge

【技术实现步骤摘要】
一种利用含铜污泥生产碱式氯化铜的方法
本专利技术涉及冶金化工
，具体地，涉及一种利用含铜污泥生产碱式氯化铜的方法。
技术介绍
有色金属冶炼、机械加工、电镀行业在生产过程中会产生大量含铜废水，现有技术对含铜废水的处理一般是采用化学沉淀的方法，加入石灰、液碱等形成含铜污泥。含铜污泥中含有1～10％的铜，属于危险废物，若处理不当，污泥中的铜会进入水体或土壤，从而污染环境；另外铜作为一种重要的不可再生的金属，其资源越来越紧缺，而需求却越来越高，因此回收含铜污泥中的铜，将其资源化的意义非常重大。如何有效的处理含铜污泥，并实现其无害化、资源化一直是国内外的研究重点。目前国内外科研人员对含铜污泥资源化处理主要采用火法冶炼回收、酸浸湿法回收、煅烧-酸浸三种方法。火法冶炼回收是预先对含铜污泥进行烘干，然后用石灰石和萤石作为溶剂，焦炭或者高温煤作为燃料，高温熔炼得到粗铜。专利CN102433437A公开了一种重金属污泥资源化及无害化处理方法，火法熔炼回收方法存在能耗高，对环境不友好的缺点，且对原料要求高，不适于处理低含铜污泥。专利CN1827802A公开了一种从电镀污泥中回收有价金属的方法，将电镀污泥加酸浸出有价金属，固液分离后加硫化钠沉铜，然后再固液分离后得到硫化铜和沉铜液，该酸浸湿法回收具有铜回收率低、会产生有毒气体硫化氢的缺点。现有技术中所公开的回收含铜污泥中的铜资源制备碱式氯化铜的报道较少，且大多预处理步骤复杂，生产工艺流程长，生产效率较低，不适应实际生产。上述含铜污泥回收利用方法都不能达到环保高效的回收利用效果，因此提供一种高效环保的低铜含量含铜污泥回收制备碱式氯化铜的方法具有非常重要的意义。
技术实现思路
本专利技术的目的旨在克服上述现有技术中铜资源回收率低，原料要求高以及回收方法不环保等技术不足，提供了一种含铜污泥生产碱式氯化铜的方法。该方法适用于不同铜含量的含铜污泥，尤其适用于低铜含量的含铜污泥，铜回收率高，产品品质好。本专利技术的上述目的通过如下技术方案予以实现：一种利用含铜污泥生产碱式氯化铜的方法，包括如下步骤：S1.含铜污泥浸出：将含铜污泥经浸取剂浸出，过滤得到浸出滤液；S2.萃取铜：在上述S1中的浸出滤液中加入有机相萃取铜，得到萃取后的铜负载有机相；S3.反萃取铜：将S2中的铜负载有机相加入反萃取剂萃取得到氯化铜溶液，所述反萃取剂为盐酸溶液，盐酸溶液浓度为2～5mol/L；S4.合成碱式氯化铜：将S3中的氯化铜溶液和氨水并流加入反应母液中，待反应完全，过滤得到碱式氯化铜固体和生产母液，其中氯化铜溶液和氨水的流量比为1:0.25～0.8。作为具体的实施方式，S3中的盐酸溶液浓度可以为2mol/L、3mol/L、4mol/L或5mol/L；S4中氯化铜溶液和氨水的流量比可以为1:0.25、1:0.3、1:0.4、1:0.5、1:0.6、1:0.7或1:0.8。本专利技术提供的利用含铜污泥生产碱式氯化铜的方法无需过多的含铜污泥酸浸前处理操作，相比于常规含铜污泥制备碱式氯化铜，省去了活化曝气处理，除杂处理，使得工艺流程大大缩短，有利于提高含铜污泥回收的生产效率，且铜的回收率更高。本专利技术的萃取和反萃取原理：2RH(有机)+Cu2+水相＝＝CuR2(有机)+2H+水相，水相中H+浓度低，反应正向进行，水相中H+浓度高，反应逆向进行。在反萃取步骤中，采用盐酸作为反萃取剂，盐酸中的氢离子将负载有机相中的铜置换下来，两个氢离子可以置换一个铜离子，相对于硫酸反萃取的优势为：1、合成碱式氯化铜原料之一氯化铜为氯化物体系；2、相同摩尔浓度氢离子的溶液，一方面：盐酸比硫酸反萃取所需用时更短，最短可缩短至1min，因而生产效率更高；另一方面：盐酸反萃取能力更强，使得铜的一次回收率更高。本专利技术所使用的萃取剂所能接受的盐酸浓度最高为5mol/L，超过这一范围萃取剂会被氯离子氧化，不仅缩短使用寿命，还导致反萃取获得的氯化铜溶液中有机相含量增加，进而影响后续碱式氯化铜的产品品质；当盐酸浓度低于2mol/L，铜离子的回收率降低。萃取和反萃取的工艺技术参数的配合使用，一方面相比于常规处理可使含铜污泥中铜的回收率更高，可达98％以上，另一方面可提高生产效率，保证得到的氯化铜溶液中重金属杂质铅、镉等含量低于0.1mg/L，进而保证生产的碱式氯化铜产品主含量达到98.0％以上，杂质含量优于国标要求。1、采用盐酸浸出含铜污泥，铜的浸出率更高。因为盐酸的反应能力强，多数金属氯化物的溶解度都很大；2、采用铜特效萃取剂，保证萃取剂对铜萃取的单一性，而不萃取其他金属元素，比如铅、砷，通过萃取-反萃取铜，保证了氯化铜溶液的杂质含量低于一般处理工艺；3、萃取过程中，由于萃取剂对铜的选择性萃取，能很好的将铜从溶液中分离出来，采用多级萃取，铜的萃取率达99.75％以上，几乎不存在铜的损失；反萃取过程中，采用盐酸反萃取，相比于传统的硫酸反萃取，盐酸反萃取能力更强，控制反萃取参数能将铜全部从萃取剂中反萃下来，相比于硫酸反萃取，采用盐酸反萃取使得铜的回收率更高。本专利技术从含铜污泥制备碱式氯化铜的工艺流程简单，通过浸出、有机萃取、反萃取、合成碱式氯化铜，使得铜的回收率达到98％以上。体系内的废液可循环使用，萃取余液可以返回含铜污泥盐酸浸出步骤，反萃取的有机相可以进一步循环使用于萃取铜步骤，合成碱式氯化铜过滤的滤液也可以进一步循环回用于碱式氯化铜合成，整个工艺产生的废液少，生产成本低，适用于不同铜含量的污泥中铜的回收，尤其适用于低铜含量的含铜污泥，效果更经济。优选地，S1中所述浸取剂为盐酸，浸出体系pH为0.5～1.5。例如可以为0.5、0.8、1.、1.2或1.5。含铜污泥浸出步骤优选盐酸浸出，采用盐酸浸出，一方面可以增加铜的浸出率，另一方面，可保证浸出液的体系为氯化物体系，从而保证后面得到氯化铜溶液杂质少，控制浸出体系pH可以最大程度溶解浸出含铜污泥中的铜离子，提高含铜污泥中铜的回收率。在本专利技术的碱式氯化铜生产方法中盐酸一方面作为浸取剂进行含铜污泥的浸出处理，另一方面作为反萃取剂得到氯化铜溶液，在含铜污泥浸出和铜离子萃取富集过程中均使用盐酸，可保持整个溶液的体系是盐酸体系，保持碱式氯化铜产品生产原料氯化铜溶液的品质，一方面节约产品制备成本，另一方面可保证制备的碱式氯化铜的产品品质。优选地，S4中所述反应体系pH为4.0～5.5，反应时间2～5h，反应温度为70～85℃。例如pH可以为4.0、5.0或5.5。当碱式氯化铜反应pH高于或低于此范围，形成的碱式氯化铜产品中夹杂较多白色铜泥，难以洗涤抽滤，生产母液浑浊，难以循环利用。优选地，S2中所述有机相与浸出滤液的体积比为0.5～5:1。例如可以为0.5:1、1:1、2:1、3:1、4:1或5:1。优选地，S2中所述有机相为铜萃取剂与磺化煤油的混合物，其中铜萃取剂在有机相中所占体积比为15～40％。本专利技术中，有机相中使用的磺化煤油起到一个稀释剂的作用，能降低萃取剂的粘度，增加其流动性，调节有机相的密度，有利于萃取两相分离。优选地，S2中所述铜萃取剂为Mextral84-I、Mextral973或Mextral984。优选地，S3中所述铜负载有机相和反萃取剂的体积比为5～10:1。例如可以为5:1、6:1、7:1、8:1、9本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用含铜污泥生产碱式氯化铜的方法，其特征在于，包括如下步骤：S1.含铜污泥浸出：将含铜污泥经浸取剂浸出，过滤得到浸出滤液；S2.萃取铜：在上述S1中的浸出滤液中加入有机相萃取铜，得到萃取后的铜负载有机相；S3.反萃取铜：将S2中的铜负载有机相加入反萃取剂萃取得到氯化铜溶液，所述反萃取剂为盐酸溶液，盐酸溶液的浓度为2～5mol/L；S4.合成碱式氯化铜：将S3中的氯化铜溶液和氨水并流加入反应母液中，待反应完全，过滤得到碱式氯化铜固体和生产母液，其中氯化铜溶液和氨水的流量比为1:0.25～0.8。

【技术特征摘要】
1.一种利用含铜污泥生产碱式氯化铜的方法，其特征在于，包括如下步骤：S1.含铜污泥浸出：将含铜污泥经浸取剂浸出，过滤得到浸出滤液；S2.萃取铜：在上述S1中的浸出滤液中加入有机相萃取铜，得到萃取后的铜负载有机相；S3.反萃取铜：将S2中的铜负载有机相加入反萃取剂萃取得到氯化铜溶液，所述反萃取剂为盐酸溶液，盐酸溶液的浓度为2～5mol/L；S4.合成碱式氯化铜：将S3中的氯化铜溶液和氨水并流加入反应母液中，待反应完全，过滤得到碱式氯化铜固体和生产母液，其中氯化铜溶液和氨水的流量比为1:0.25～0.8。2.如权利要求1所述方法，其特征在于，S1中所述浸取剂为盐酸，浸出体系pH为0.5～1.5。3.如权利要求1所述方法，其特征在于，S4中所述反应体系pH为4.0～5.5，反应时间2～5...

【专利技术属性】
技术研发人员：王伍，查正炯，吴阳东，王永成，
申请(专利权)人：广州科城环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44