一种碱式氯化铜晶体的制备方法及其用途技术

本发明专利技术提供一种碱式氯化铜晶体的制备方法，该碱式氯化铜晶体为副氯铜矿，该副氯铜矿的制备方法包括：将斜氯铜矿和水加入到反应器中形成反应体系，加热该反应体系，控制所述反应体系的pH和反应时间，生成副氯铜矿沉淀。采用上述方法制备得到副氯铜矿被用作饲料营养添加剂，该副氯铜矿晶体的稳定性良好，能解决碱式氯化铜产品结块的问题，给产品的储存和使用带来极大的便利。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及碱式氯化铜生产利用技术，尤其是涉及一种碱式氯化铜晶体一一副氯铜矿的制备方法及其用途，属于碱式氯化铜制备

技术介绍
在动物养殖业中，铜元素是动物生长所必需的一种微量元素，在维持动物体的正常生理代谢、提高免疫力等方面发挥着重要的作用，能够参与血红素的合成和红细胞的成熟及成骨过程、毛发和皮毛的色素沉着和角质化过程。大量的喂养数据证明，添加铜可提高动物的生长速度、日进食量并可促进饲料的精细化和高品质化。作为最重要和最先开发的铜添加剂，硫酸铜长期以来一直是最普遍的铜元素来源。虽然硫酸铜具有价格低廉的优势，但其也存在诸多实质性缺陷:1.其水溶性高，非常容易吸水，从而容易受潮结块，容易发生板结和腐蚀加工与生产设备。2.其氧化作用较强，易被还原，从而能够破坏饲料中的维生素并导致脂肪酸败，从而在一定程度上破坏了饲料的营养成分。3.硫酸铜的吸收利用率低，并对其它的微量元素，如铁、锌的吸收具有拮抗作用，极大地降低了饲料中微量元素的正常吸收，并影响了在动物体内的正常代谢和生物利用度。4.当大量使用时，动物粪便中的可溶性铜含量高，大量排出时，会对环境尤其是水体带来很大的污染。为了克服上述硫酸铜存在的诸多缺陷，人们进行了大量努力，最终认为碱式氯化铜是一种更为优越的铜源添加剂。碱式氯化铜作为一种中性盐，又名氧氯化铜、壬铜，与硫酸铜相比，其存在如下的优点:第一、不溶于水却极易快速地在动物的肠道中溶解，由于其水溶性低，因此不会分解产生铜阳离子，从而不会促进饲料的氧化，对饲料的破坏性比酸性盐尤其是硫酸铜更低，因此在饲料中的利用率高，从而提高了饲料维生素和油脂的稳定性以及动物组织中维生素的保存率。第二、吸潮性低，化学结构稳定，避免了硫酸铜因吸潮而氧化破坏饲料中营养成分的巨大缺陷，防止了饲料酸败变质，可有效地延长饲料的保质期。第三、能有效地改善动物对铜的吸收利用率，相比硫酸铜而言可提高生物学利用率高达21-41%，且不影响铁、锌等其它营养成分的吸收利用。第四、研究表明，家禽对碱式氯化铜的生物学利用率高于硫酸铜，在40°C储存21天后测定饲料中的植酸酶活力，发现碱式氯化铜比硫酸铜高16.7%。第五、由于其生物利用度和利用效率高，从而降低了其使用量，有利于保护环境，符合畜牧业的绿色可持续发展政策。目前，碱式氯化铜作为铜源添加剂已在国内外得到普遍应用，其制备方法根据反应原料主要分为两种。第一种是以氯化铜为主要原料，同时采用食盐、盐酸和氨水等，通过一系列反应，经沉淀、过滤、结晶和干燥等步骤，最终得到碱式氯化铜。第二种是以电子工业中印刷电路板蚀刻工艺产生的废液为原料，经过原料除杂、中和结晶和废水处理三个环节，最终得到碱式氯化铜。该方法既能够处理工业废液、消除环境污染，又能生产新材料、为企业带来经济效益，对于电子工业和饲料工业的可持续发展具有重要的现实意义。CN1230092C公开了一种碱式氯化铜饲料添加剂及其制备方法，利用硫酸铜或硫酸盐铜矿与食盐、盐酸共同反应，控制反应温度和pH条件，得到碱式氯化铜。CN101391800A公开了一种利用含铜蚀刻废液生产碱式氯化铜、五水硫酸铜的方法，是将酸性蚀刻废液和碱性蚀刻废液在严格控制加液条件和反应pH范围的条件下进行中和结晶反应，得到碱式氯化铜晶体。CN101935121A公开了一种碱性蚀刻废液的循环回收工艺，是向碱性蚀刻废液中加入盐酸和沉降剂，调整pH值，使碱性蚀刻液内的铜盐沉淀，产生氯化铜和氯化铵的混晶结构，然后进行固液分离，将固体铜盐进行纯化、转制得到碱式氯化铜或氧化铜。CN102107978A公开了一种电路板行业含铜蚀刻废液的资源化利用及无害化处理的方法，是将酸性和碱性蚀刻废液进行去除悬浮杂质的预处理后，将该预处理的酸性蚀刻废液和碱性蚀刻废液混合并投入晶种进行中和反应，得到碱式氯化铜。虽然现有技术中已经对碱式氯化铜的制备技术进行了较多的研究，但是仍然存在一些缺陷和/或不足，如:1.采用硫酸铜或硫酸铜矿原料的纯度未加说明，由于国家标准中对饲料添加剂的铅、砷等有害元素的含量有严格限制，因此含有大量伴生的重金属杂质的硫酸铜矿是不适合作为原料使用的，而工业级硫酸铜也夹杂相当数量的重金属元素，需要检测合格后才能使用；2.碱式氯化铜的合成反应以常温形式进行，为确保充分反应，停留时间可长达8小时，生产效率过低；3.碱式氯化铜的合成与沉淀分离在两个不同容器中进行，同样影响生产效率；4.反应步骤较多、过程繁琐，导致生产效率降低。此外，虽然现有技术中能够制备碱式氯化铜，但是少有涉及碱式氯化铜的同分异构体的进一步研究。现已发现自然界中存在有四种碱式氯化铜的同分异构体:正交晶系的氯铜矿(atacami te)、三斜晶系的副氯铜矿(paratacami te)、单斜晶系的斜氯铜矿(botallackite)和单斜晶系的鞍氯铜矿(clinoatacamite)。正如石墨、金刚石和木炭虽同为碳单质，但三种同分异构体的理化性质截然不同一样，虽然氯铜矿、副氯铜矿、斜氯铜矿和鞍氯铜矿均为碱式氯化铜，但是由于晶体结构具有较大差异，因此这四种同分异构体的理化性质也截然不同。也就是说，一种碱式氯化铜的同分异构体结构适用于动物营养添加剂并不表不其他同分异构体结构也适用于动物源营养添加剂。美国微营养元素公司研发过一种应用于动物营养添加剂的结晶体碱式氯化铜，其仅为正交晶系的氯铜矿，由此也仅能得出氯铜矿可作为动物营养添加剂的结论。深圳市危险废物处理站也曾研发一种应用于动物级饲料的碱式氯化铜，其仅为单斜晶系的斜氯铜矿，由此也仅能得出斜氯铜矿适用于动物营养添加剂的结论。然而，通过对碱式氯化铜的光谱研究表明，在碱式氯化铜晶体结构中，氯铜矿和副氯铜矿中氢键的结合强度要比斜氯铜矿大一些，因此斜氯铜矿的理化性质不如氯铜矿和副氯铜矿稳定，防潮结块性和产品的储存周期不如二者。基于上述分析可知，实有必要在优化碱式氯化铜生产工艺的同时，进一步研发出不同晶体的碱式氯化铜同分异构体，以掌握不同的同分异构体是否能作为动物饲料的铜源添加剂，为碱式氯化铜作为动物饲料的铜源添加剂提供更多选择。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术人进行了潜心研究，在付出了大量创造性劳动和经过深入实验探索后，从而完成了本专利技术。具体而言，本专利技术涉及两个方面。第一个方面，本专利技术提供一种碱式氯化铜晶体的制备方法，所述碱式氯化铜晶体为副氯铜矿，所述制备方法包括:将斜氯铜矿和水加入到反应器中形成反应体系，加热所述反应体系，控制所述反应体系的pH和反应时间，生成沉淀，所述沉淀即为所述副氯铜矿。在本专利技术的所述制备方法中，“将斜氯铜矿和水加入到反应器中形成反应体系，加热所述反应体系”可具体为:将所述斜氯铜矿和水加入到反应器中后，边通入蒸汽边进行搅拌边加热所述反应体系。在本专利技术的所述制备方法中，生成所述沉淀后，可将所述沉淀进行过滤、洗涤、干燥、过筛，从而得到最终产物副氯铜矿。在本专利技术的所述制备方法中，将所述斜氯铜矿和水加入到反应器中时，所述斜氯铜矿的质量与水的体积比为100-300g:lL，该比例范围包括了其中的任何具体数值，非限定性地可例举为所述斜氯铜矿的质量与水的体积比为100g: 1L、120g: 1L、150g: lL、200g: 1L、250g:lL 或 30本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种碱式氯化铜晶体的制备方法，所述碱式氯化铜晶体为副氯铜矿，其特征在于，所述制备方法包括：将斜氯铜矿和水加入到反应器中形成反应体系，加热所述反应体系，控制所述反应体系的pH和反应时间，生成沉淀，所述沉淀为副氯铜矿。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李怡莎，
申请(专利权)人：厦门成斯涞科技有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35