合成氨过程中铜的循环利用工艺制造技术

本发明专利技术公开一种合成氨铜洗工序中废铜循环利用技术，降低工业生产铜耗及产品成本，主要利用铜洗中产生的废铜渣（硫化亚铜和硫化铜）为原料空气中煅烧脱硫进行氨解，本技术可用于中小型化肥、化工厂，具有明显的经济效益和社会效益。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及合成氨的精炼工段（铜洗工序）中产生的废铜（硫化铜和硫化亚铜）循环利用工艺。在一般化肥、化工厂，均涉及到合成氨的的工艺流程，该流程主要包括造气、脱硫、精炼（即铜洗）和合成四个工段。造气是利用原料在一定条件下制得半水煤气，除含有N2、H2外，还存在CO、CO2和H2S气体。以H2S为主要成分的硫化物，会导致设备的腐蚀和催化剂中毒。为防止催化剂中毒，必须进行脱硫处理，去除混合气体中的H2S。在脱硫后的气体中还存在CO和CO2，需经精炼（铜洗）工段去除。目前铜洗工序普遍采用铜氨液[Cu（NH3）2Ac]去除CO。但由于脱硫工段中尚存少量硫化物（H2S）进入精炼工段，引起铜氨液与H2S反应，生成硫化亚铜（Cu2S）和硫化铜（cuS）等废铜沉淀（即铜渣），导至铜氨液浓度下降，影响铜洗效果。许多厂家为及时补充铜氨液的浓度，提高铜洗效果，就需要在合成氨过程中不断添加铜料，一个中小型化工厂每年就需要十多吨金属铜加入合成氨工艺流程中。在近年的专利文献及有关刊物上，曾有专利技术者提出合成氨工艺流程中加铜方法，但并没有解决合成氨过程中的铜耗问题。按化工部标准计算，每吨合成氨允许铜耗0.3kg，一般厂家实际铜耗高于此标准。一个中型化工厂，如每年生产4万吨合成氨，铜耗达12-15吨。全国有数百家化工化肥厂，仅合成氨的金属铜耗高达数仟吨，增加投资超亿元。由此可见，合成氨中铜的损耗是个不可勿视的数字！本专利技术的任务在于针对现有技术中，在合成氨铜洗工段产生大量废物沉淀（铜渣）进行循环利用，降低企业的铜耗，既保持铜氨液浓度和铜洗工段效果，又提高企业的经济效益。本专利技术的任务可用如下措施实现。以合成氨工艺流程中产生的硫化亚铜和硫化铜（废铜渣）为源料，经一步火法脱硫得样品A和/或继续经二步火法脱硫得样品B，将脱硫所得样品（A或B）进行氨解，得氨解溶液即可进入原合成氨工艺流程中，实现废铜的生再循环利用。-->本专利技术的任务还可以通过下述措施达到，所说一步火法脱硫，是将铜渣（Cu2S，CuS）放入分解炉容器中，空气环境下，加温500-800℃煅烧0.5-3.0小时，得到红色或棕红色样品A，该样品A主要成分为Cu2O[含有少量CuO，Cu2O（So4）];样品A可以继续进行二步火法脱硫，是将样品A适当粉碎后，再放入分解炉容器中，空气环境，加温500-800℃煅烧1-2.0小时，适当翻炒，即得黑色样品B，其主要成分为CuO。将火法脱硫后所得样品（A或B），加醋酸（C），加液氨（D），加水（E）装入溶器（或氨解槽）中混合氨解。在氨解过程中，应保护50-75℃恒温，搅拌0.5-6小时。氨解中所加水（E）可以用低浓度的铜氨液代替，各成分比例比较灵活，参数摩尔比为，（A或B）∶C∶D∶E≈1∶2.5∶6∶3。本专利技术与现有技术相比，具有如下优点。整个工艺简单，易操作，不增加什么设备，仅增设一个氨解槽作为原工艺流程的附件，更不影响原工艺流程的正常运行。采用本专利技术，可将原合成氨过程中产生的废铜渣（Cu2S，CuS）有效地得到再生循环利用，基本消除铜耗，减少投资，降低合成氨成本，提高了合成氨精炼工煅铜洗效果，同时可将Cu2O和CuO直接用于企业生产中，减少金属铜板的消耗。每年可为全国化肥、化工厂降低铜耗数仟吨，节约投资超亿元。本专利技术可推广到大中小型化工、化肥厂，具有明显的经济效益和社会效益。本专利技术的附图说明图1为附设氨解槽[10]与原工艺流程示意图图2为废铜渣（Cu2S）X-射线衍射（XRD）图图3为样品A（Cu2O）的XRD图图4为样品B（CuO）的XRD图。下面结合（附图）实施例进一步说明：图1是在原合成氨工艺流程中，增设一个氨解槽[10]，图中编号1-9为原工艺流程，其中1为铜塔，2为回流塔，3为再生器，4为上加热器，5为下加热器，6为化铜桶，7为水冷，8为氨冷，9为高压铜泵。所增设氨解槽[10]仅为原流程的附件，二者之间有阀门联接，阀门可随开随关，不影响原-->循环系统的运行。实施例1，①一步火法脱硫，取25g风干铜渣（XRD图见附图2）放入刚玉坩锅中，在马弗炉中700℃煅烧1小时，得17g棕红色样品A，XRD检测如图3所示，除Cu2O主要成分外，还含少量CuS、CuSO4、CuO及Cu2（SO4）。②二步火法脱硫，将所得17g样品A粉碎，在马弗炉中800℃煅烧1小时，适当翻炒，即制得15.6黑色样品B，XRD检测如图4，主要成份为CuO。③氨解，取16g样品A，加氨水（分析纯）130ml，加醋酸40ml，加水5g，加热60-70℃恒温，搅拌1小时，冷却过滤，称量烘干过滤余物，为1.6g，故得样品A的氨解率90%。④氨解样品B，取16g样品B，加氨水（分析纯）130ml，加醋酸40ml，加水5g，加热60-70℃恒温，搅拌1小时，冷却过滤，称量烘干过滤余物，为1.4g，故得样品B的氨解率92%。实施例2，①一步火法脱硫，取风干铜渣8kg，放自制坩锅中（堆厚5cm），用1500W电炉（200V），淌口煅烧1.5小时，取得5.6kg全红样品A（Cu2O）。②二步火法脱硫，取3kg样品A粉碎，返回坩锅中，加热翻炒1.5小时，制得2.7kg样品B（CuO）。③氨解;取2.5kg样品A，加5L液氨，4.5kg醋酸，从再生器中取5L（升）低浓度铜氨液，用蒸气加热60℃恒温，搅拌1小时，冷却过滤，量烘干余物0.3kg，故得样品A氨解率为88%。④氨解样品B，取2.5kg样品B，加5L液氨，5kg醋酸，5L低浓度铜氨液，65℃恒温，搅拌2小时，冷却过滤，量烘干余物0.25kg，故得样品B氨解率为90%。实施例3，①一步火法脱硫，取干铜渣15kg，放铁桶中（堆厚10cm），用1500W电炉（220V），加热800℃煅烧2小时，后期翻炒几次，得到10.5kg红色样品A（Cu2O）。②氨解，取10kg样品A，加醋酸12kg，液氨20L，水8L混合后，蒸气加热保持60℃恒温搅拌3小时，过滤称得余物1.5kg，故得样品A的氨解率87%。上述实施例中，样品（A或B）经氨解得铜氨液浓度约为4M，可从氨解槽[10]放入地槽，用循环泵打入原合成氨工艺流程，实现废铜渣再生循环利用的目的。从氨解实例知，一步火法脱硫得到样品A的氨解率略低于二-->步火法脱硫得样品B的氨解率。但差异不明显，故一般采用一步火法脱硫，即可取得满意效果。根据企业的具体情况，可方便选择使用样品A氨解，或者用样品B氨解均可。本文档来自技高网...

【技术保护点】
合成氨过程中铜的循环利用工艺，特征在于将合成氨工艺流程中产生的废铜渣（原料）经一步火法脱硫得样品Ａ或／和继续经二步火法脱硫得样品Ｂ，将脱硫所得样品（Ａ或Ｂ）氨解，最后进入原合成氨工艺流程中。

【技术特征摘要】
1、合成氨过程中铜的循环利用工艺，特征在于将合成氨工艺流程中产生的废铜渣(原料)经一步火法脱硫得样品A或/和继续经二步火法脱硫得样品B，将脱硫所得样品(A或B)氨解，最后进入原合成氨工艺流程中。2、如权利要求1所述铜的循环利用工艺，其特征是一步火法脱硫是将原料放入容器中，空气环境加温500-800℃煅烧0.5-3.0小时，得到样品A。3、如权利要求1或2所述铜的循环利用工艺，其特征是所说二步火法脱硫，是将...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴兴才，王维，
申请(专利权)人：吴兴才，王维，
类型：发明
国别省市：34[中国|安徽]