一种高纯二水氯化铜的结晶制备方法技术

本发明专利技术公开了高纯二水氯化铜的结晶制备方法，该方法向原料加入盐酸调节溶液pH值为2.0～2.5后与活性炭混合，过滤；原料为电子线路板氯化铜废液；将所得溶液减压浓缩至过饱和，加入氯化铜晶种开始结晶；加入去离子水；使所得结晶溶液冷却结晶，形成含有大晶粒的液固悬浮液；控制氯化铜溶液温度随时间的3次方变化，T＝90‐60×(t/300)3；离心过滤获得二水氯化铜固体；真空干燥，获得高纯二水氯化铜产品；以质量百分比计，本发明专利技术所得高纯二水氯化铜产品中二水氯化铜含量在98％以上；本发明专利技术方法能实现资源综合利用，有利于降低生产成本，同时获得高纯二水氯化铜产品晶粒分布均匀，满足电子生产二水氯化铜产品的要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及二水氯化铜，特别涉及一种以电子线路板氯化铜废液为原料，通过结晶过程控制手段生产高纯度高纯二水氯化铜晶体的方法。
技术介绍
高纯二水氯化铜是一种重要的高附加值化工原料，广泛应用于印刷电路板蚀刻等电子元器件的生产领域。现有二水氯化铜制备方法主要以氯化铜或碱式氯化铜为原料，通过加酸溶解和结晶分离等步骤获得高纯二水氯化铜晶体。由于生产原料具有较高的纯度，所得晶体产品质量较稳定，但高昂的原料价格使生产成本较高。同时在印刷电路板生产中，需要处理含高浓度氯化铜的废液，以此为原料可降低二水氯化铜生产成本同时，解决印刷电路板生产的废液处理问题，实现资源高效率。由于氯化铜废液具有较高的铁、锌、铝等杂质，对废液的净化成为高纯氯化铜生产的关键问题。专利CN 1840738公开了采用离子交换技术去除废液中杂质的方法，专利CN 100395186公开了一种利用酸、碱废液制备碱式氯化铜的方法。结晶是获得高纯度二水氯化铜固体产品的有效方法，而晶体粒径、分布和晶型对晶体产品的品质有着极为重要的影响。结晶初期过量的小尺寸晶体及不适宜的结晶过程温度控制都会产生尺寸分布不均的晶体，还可能产生多晶并聚及晶体内包裹母液的包晶现象，由此严重影响产品纯度。为此通过有效的结晶过程控制，能合理控制晶体的生长以得到所需的晶体大小和晶型，不仅能够提高纯度和结晶过程收率，而且有利于产品的分离、洗涤、包装、运输和贮藏。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种以电子线路板氯化铜废液为原料，通过结晶过程控制手段生产高纯度高纯二水氯化铜晶体的方法。采用本专利技术方法能获得粒度均匀的高纯二水氯化铜晶体。本专利技术的目的通过下述技术方案实现:，包括如下步骤:(I)向原料加入盐酸调节溶液pH值为2.0?2.5后与活性炭混合，去除原料中的油份和杂质，采用过滤方法获得经预处理的结晶原料；所述原料为电子线路板氯化铜废液；(2)将步骤(I)所得溶液减压浓缩至过饱和，加入氯化铜晶种开始结晶；(3)向步骤(2)所得含有大量氯化铜晶粒的悬浮液中加入去离子水；(4)使步骤(3)所得结晶溶液冷却结晶，形成含有大晶粒的液固悬浮液；控制氯化铜溶液温度随时间的3次方变化，即T = 90 - 60X (t/300)3；T为氯化铜溶液温度，t为时间；(5)步骤(4)所得液固悬浮液采用离心过滤获得二水氯化铜固体；(6)对步骤(5)所得固体进行真空干燥，获得高纯二水氯化铜产品，以质量百分比计，高纯二水氯化铜产品中二水氯化铜含量在98%以上。为进一步实现本专利技术目的，优选地，原料加入盐酸调节溶液后控制溶液温度为90?100°C，真空度为10?20kPa。优选地，步骤(3)所述加入去离子水的量为溶液体积的0.1?10.0%。加入去离子水以消除初始结晶时产生的小晶粒，控制结晶冷却过程的温度变化使二水氯化铜晶体受控生长。加入的活性炭的量与原料质量的I?20%。加入的氯化铜晶种的量为原料质量的0.02?0.60%。所述离心转速为每分钟100?600转。所述真空干燥的温度为50?60°C，绝对压力小于5kPa，干燥时间为3小时以上。本专利技术相对于现有技术具有如下的优点及效果:I)本专利技术结晶过程控制结晶溶液温度T随时间t的三次方变化，即T =90 - 60X (t/300)3，使结晶初期温度变化较小而利于晶体均匀生长，抑制包晶现象；结晶后期温度变化较大则利于晶体加速生长，提高了结晶速率，从而实现高纯二水氯化铜的高效生产。2)本专利技术对废液原料进行活性炭吸附，有效去除废液中的油份和杂质，有利于制备高纯二水氯化铜晶体。3)本专利技术利用小尺寸晶体具有较大的比表面积而溶解较快，通过加入溶剂减少小尺寸晶体比例，从而使晶体尺寸分布更均匀。4)本专利技术采用生产废液为原料，显著降低氯化铜原料成本，同时通过废弃资源综合利用减少环境影响，实现清洁生产。5)本专利技术产品二水氯化铜具有晶粒尺寸大、分布均匀、形貌规整的优点。【附图说明】图1为本专利技术所述高纯二水氯化铜结晶制备的工艺流程图。图2为本专利技术实施例1所得二水氯化铜产品的晶粒尺寸分布图。【具体实施方式】为更好地理解本专利技术，下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。实施例1以A电子印刷线路板厂I号工段废液为原料，其氯化铜质量百分含量为21%、游离盐酸质量百分含量为11%，生产高纯二水氯化铜产品。如图1所示，包括如下步骤:I)过滤:将5吨废液加入常压搅拌釜，加入5公斤工业级盐酸和200公斤块状活性炭。加入盐酸调节溶液pH值为2.0 ;搅拌I小时后卸料过滤，测得滤液比重为1.15。2)浓缩:将滤液加入有效容积为3立方米的夹套搅拌釜式结晶器中。维持釜内真空度约为20kPa，将滤液加热至95°C，使氯化铜溶液真空浓缩。通过实时比重计监测氯化铜溶液的比重，当比重为1.17时停止抽真空并向结晶器内添加0.1mm氯化铜晶种I公斤。3)受控结晶:通过视镜观察釜内结晶情况，结晶器中出现明显的悬浮晶粒时加入10升去离子水，控制夹套中导热油温度使釜内溶液温度T随时间t的三次方变化，即T =90 - 60X (t/300)3。经过5小时的冷却结晶，使母液温度降低至30°C。4)离心过滤:在离心过滤机中分离二水氯化铜晶体；5)真空干燥:然后将二水氯化铜晶体置于绝对压力为5kPa、温度为50°C的真空干燥器中干燥3小时后得二水氯化铜产品366.lg。取二水氯化铜产品0.1?0.2g，加入10mL分析纯无水正己烷并充分摇匀后，用Malvern Mastersizer 3000超高速智能粒度仪测定晶粒尺寸分布，结果如图2所示。结果表明产品具有较大的晶粒尺寸，其粒度为1.2mm，同时晶粒尺寸分当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高纯二水氯化铜的结晶制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)向原料加入盐酸调节溶液pH值为2.0～2.5后与活性炭混合，去除原料中的油份和杂质，采用过滤方法获得经预处理的结晶原料；所述原料为电子线路板氯化铜废液；(2)将步骤(1)所得溶液减压浓缩至过饱和，加入氯化铜晶种开始结晶；(3)向步骤(2)所得含有大量氯化铜晶粒的悬浮液中加入去离子水；(4)使步骤(3)所得结晶溶液冷却结晶，形成含有大晶粒的液固悬浮液；控制氯化铜溶液温度随时间的3次方变化，即T＝90‐60×(t/300)3；T为氯化铜溶液温度，t为时间；(5)步骤(4)所得液固悬浮液采用离心过滤获得二水氯化铜固体；(6)对步骤(5)所得固体进行真空干燥，获得高纯二水氯化铜产品；以质量百分比计，高纯二水氯化铜产品中二水氯化铜含量在98％以上。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：关国强，江燕斌，谭泽，徐丽，赖少媚，
申请(专利权)人：华南理工大学，广东光华科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44