一种制备碱式氯化铜的方法技术

本发明专利技术公开了一种制备碱式氯化铜的方法，包括以下步骤：步骤1：将电解槽用离子膜分隔为内设阳极电极的阳极区和内设阴极电极的阴极区，在所述的阳极区中加入氯化钠水溶液作为阳极电解液，在所述的阴极区中加入含水的阴极电解液，并进行电解反应；在电解反应时，电解槽中的阴极电极处发生水电解反应；步骤2：令电解反应中阳极区处得到的产物与铜和/或铜的氧化物反应；步骤3：将步骤1中阴极区的电解产物与步骤2的反应产物进行混合至pH＝3～7，得到固液混合物；对所述固液分离物进行固液分离后即得到碱式氯化铜固体。本方法工艺简单，生产成本低。

A method for preparation of tribasic copper chloride

The invention discloses a method for preparing cupric chloride, which comprises the following steps: Step 1: electrolytic ion membrane separated into cathode anode region inside the anode electrode and cathode electrode arranged in the anode region, in the addition of sodium chloride aqueous solution as anode electrolyte, cathode electrolyte added the water in the cathode region in the electrolysis, and reaction; in the electrolysis, water electrolysis reaction occurs at the cathode electrode in the electrolytic bath; step 2: make the anode oxide reaction zone in the electrolytic reaction product with copper and / or copper; step 3: electrolytic products and step step 1 in the cathode region 2 of the reaction product were mixed to pH = 3 ~ 7, get on the solid-liquid mixture; solid-liquid separation of solid-liquid separation to obtain the solid basic copper chloride. This method is simple in process and low in production cost.

【技术实现步骤摘要】
一种制备碱式氯化铜的方法
本专利技术涉及铜的氯化物的制备方法，具体涉及一种制备碱式氯化铜的方法。
技术介绍
碱式氯化铜(Cu4(OH)6Cl2)被广泛地用于农药、医药、木材防腐剂、饲料添加剂中，是一种重要的化学原料。传统的碱式氯化铜主要通过氯化铜与氢氧化钠溶液在常温常压下反应获得。为制备氯化铜，需要使用高浓度的盐酸与铜反应，在此过程中会产生大量酸雾和氯气，对环境污染大。目前，碱式氯化铜的一种主要制备方法是将印刷线路板生产过程过程中产生的酸性氯化铜蚀刻废液与碱性氯化铜蚀刻废液或碱性溶液混合中和。例如，中国专利CN201310084198.1公开了一种碱式氯化铜的生产方法，包括将酸性蚀刻废液进行除杂，并使其与碱溶液反应，控制pH和反应温度，以形成碱式氯化铜。又例如，中国专利CN201010622901.6公开了另一种碱式氯化铜的制备方法，其为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。上述的这种工艺的步骤虽然简单，但随着印刷线路板蚀刻技术的不断发展，其存在以下两个主要缺点：1.目前，电子产品的集成度越来越高。为满足蚀刻质量和性能的要求，通常需要在蚀刻液中加入多种化合物以进一步提高蚀刻质量和速率。这些添加的化学物，例如有机防析氯剂等往往难以分离，故为保证制成的碱式氯化铜的纯度，需要在中和反应前对蚀刻废液进行预除杂处理，导致制备碱式氯化铜的工艺复杂化，处理成本提高；2.为了更好地进行资源的回收整合利用，印刷线路板工厂逐渐开始采用例如中国专利CN201610480698.0中公开的回收工艺，对蚀刻废液进行电解处理，以回收蚀刻废液中的铜并再次制备蚀刻液。因此，对外售出的蚀刻废液会越来越少，导致碱式氯化铜的制备原料变得紧张。这严重地制约了碱式氯化铜的产量，也提高了碱式氯化铜的生产成本。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种制备碱式氯化铜的方法，其工艺简单，生产成本低。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种制备碱式氯化铜的方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1：将电解槽用离子膜分隔为内设阳极电极的阳极区和内设阴极电极的阴极区，在所述的阳极区中加入氯化钠水溶液作为阳极电解液，在所述的阴极区中加入含水的阴极电解液，并进行电解反应；在电解反应时，电解槽中的阴极电极处发生水电解反应；步骤2：令电解反应中阳极区处得到的产物与铜和/或铜的氧化物反应；步骤3：将步骤1中阴极区的电解产物与步骤2的反应产物进行混合至pH＝3～7，得到固液混合物；对所述固液分离物进行固液分离后即得到碱式氯化铜固体。利用上述技术方案制备碱式氯化铜的原理如下：1.在电解槽处发生的化学反应在电解时，阳极区内的氯化钠溶液电解液中的游离氯离子在阳极电极处被氧化为氯气，而阴极电极处发生水电解化学反应，生成氢气和氢氧根：·阳极电极处发生的电解化学反应：Cl--e-→1/2Cl2↑；·阴极电极处发生的电解化学反应：H2O+e-→1/2H2↑+OH-。在氢氧根生成后，电解槽中未参与电解反应的钠离子与氢氧根反应，生成氢氧化钠：Na++OH-→NaOH。阳极处产生的氯气与铜和/或铜的氧化物继续进一步的化学反应，阴极处产生的氢气作排空安全处理。2.阳极生成的氯气与铜和/或铜的氧化物的化学反应令阳极处产生的氯气在水的存在下与铜和/或铜的氧化物进行化学反应，生成CuCl2。例如，可以将铜和/或铜的氧化物置入电解阳极槽内，直接与阳极处产生的氯气反应，也可将铜和/或铜的氧化物置入独立的反应槽内，并将阳极产生的氯气引入反应槽内与其进行反应。可能发生的化学反应如下：·氯气与水反应生成次氯酸：Cl2+H2O→HClO+HCl·Cu与次氯酸反应生成CuO：Cu+HClO→CuO+HCl·Cu反应生成CuCl2：(1)2Cu+O2+CO2+H2O→Cu2(OH)2CO3(2)Cu2(OH)2CO3+4HCl→2CuCl2+3H2O+CO2↑·铜的氧化物反应生成CuCl2：(1)CuO+2HCl→CuCl2+H2O(2)Cu2O+2HCl→CuCl2+Cu+H2O(3)CuCl2+Cu→Cu2Cl2(4)Cu2Cl2+Cl2→2CuCl2上述反应中的氧气和二氧化碳的一个可能的来源为溶解于水中的空气。3.将上述步骤1生成的氢氧化钠与步骤2生成的氯化铜混合步骤1的电解完成后，阴极室中的含氢氧化钠的溶液与步骤2生成的CuCl2混合并生成碱式氯化铜沉淀(Cu4(OH)6Cl2)：4CuCl2+6NaOH→Cu4(OH)6Cl2+6NaCl步骤1所生成的含氢氧化钠的溶液为碱性，而步骤2生成的CuCl2为偏酸性。将这两者以一定的比例混合，使混合后得到的固液混合物的pH为3～7。专利技术人发现，当pH控制在此范围内时，碱式氯化铜的溶解度较低，能够实现较高的收率。对产物进行固液分离即能够获得碱式氯化铜固体。所述的阳极电极优选为由不溶性阳极材料制成，例如碳板或稀有金属涂层阳极板；所述的阴电极优选为钛板。所使用的氯化钠水溶液可为任意浓度的氯化钠水溶液，例如浓度为小于或等于26wt％的氯化钠水溶液。所述的铜和/或铜的氧化物为铜金属和/或铜氧化物和/或铜合金。根据需要，可以选用任何含有铜(Cu)、氧化铜(CuO)或氧化亚铜(Cu2O)的单质或合金。在实际生产中，所选用的铜和/或铜的氧化物可来源于对含铜的线路板蚀刻废液进行电解后所得到的铜和/或铜氧化物。为加快反应速率，所述的铜金属和/或铜氧化物和/或铜合金优选为粉状。优选地，在所述的步骤1中，所述的阴极电解液为含氯化钠和/或氢氧化钠的水溶液或清水。当同时加入含氯化钠和氢氧化钠的水溶液时，氯化钠和氢氧化钠之间的配比无比例限制，可为任意混合比例。更优选地，所述的阴极电解液为氢氧化钠水溶液，其浓度为小于或等于54wt％。专利技术人发现，当初始的阴极电解液为氢氧化钠溶液时，阴极电解液的氢氧化钠浓度在电解过程中更能够保持相对稳定，有利于稳定生产工艺，方便步骤3的混合，提高生产效率。优选地，所述的阴极区上设有比重自动控制器，以控制所述阴极区的液体的氢氧化钠浓度。在制备碱式氯化铜的过程中，阴极区电解液中的氢氧化钠的浓度会随着反应的进行而不断产生变化。由于氢氧化钠水溶液的浓度与其比重相关，浓度越高，比重越大，因此，可以利用比重自动控制器来对氢氧化钠水溶液的浓度进行监控，以稳定生产工艺，方便步骤3的混合，提高生产效率。本专利技术制备碱式氯化铜的第一种具体方案包括以下步骤：步骤1：将电解槽用离子膜分隔为内设阳极电极的阳极区和内设阴极电极的阴极区，在所述的阳极区上方设抽气系统，所述抽气系统的排气口通向一个反应槽；在所述的阳极区中加入含氯化钠的水溶液作为阳极电解液，在所述的阴极区中加入含水和/或氢氧化钠的水溶液作为阴极电解液，在所述的反应槽中加入盐酸水溶液以及铜和/或铜的氧化物，并进行电解反应；在电解反应时，电解槽中的阴极电极处发生水电解反应；步骤2：将所述阳极区在电解反应中析出的气体通过所述的抽气系统引流到所述的反应槽中，令其与铜和/或铜的氧化物反应；步骤3：将步骤1的液体产物与步骤2的液体产物进行混合调配至pH＝3～7，得到固液混合物；对所述固液分离物进行固液分离后即得到碱式氯化铜固体。也就是说，本方案本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备碱式氯化铜的方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1：将电解槽用离子膜分隔为内设阳极电极的阳极区和内设阴极电极的阴极区，在所述的阳极区中加入氯化钠水溶液作为阳极电解液，在所述的阴极区中加入含水的阴极电解液，并进行电解反应；在电解反应时，电解槽中的阴极电极处发生水电解反应；步骤2：令电解反应中阳极区处得到的产物与铜和/或铜的氧化物反应；步骤3：将步骤1中阴极区的电解产物与步骤2的反应产物进行混合至pH＝3～7，得到固液混合物；对所述固液分离物进行固液分离后即得到碱式氯化铜固体。

【技术特征摘要】
2016.07.15 CN 2016105561247;2016.10.18 CN 201610901.一种制备碱式氯化铜的方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1：将电解槽用离子膜分隔为内设阳极电极的阳极区和内设阴极电极的阴极区，在所述的阳极区中加入氯化钠水溶液作为阳极电解液，在所述的阴极区中加入含水的阴极电解液，并进行电解反应；在电解反应时，电解槽中的阴极电极处发生水电解反应；步骤2：令电解反应中阳极区处得到的产物与铜和/或铜的氧化物反应；步骤3：将步骤1中阴极区的电解产物与步骤2的反应产物进行混合至pH＝3～7，得到固液混合物；对所述固液分离物进行固液分离后即得到碱式氯化铜固体。2.根据权利要求1所述的制备碱式氯化铜的方法，其特征在于：所述的铜和/或铜的氧化物为铜金属和/或铜氧化物和/或铜合金。3.根据权利要求1所述的制备碱式氯化铜的方法，其特征在于：在所述的步骤1中，所述的阴极电解液为含氯化钠和/或氢氧化钠的水溶液或清水。4.根据权利要求3所述的制备碱式氯化铜的方法，其特征在于：所述的阴极电解液为氢氧化钠水溶液，其浓度为小于或等于54wt％。5.根据权利要求1所述的制备碱式氯化铜的方法，其特征在于：所述的阴极区上设有比重自动控制器，以控制所述阴极区的液体的氢氧化钠浓度。6.根据权利要求1所述的制备碱式氯化铜的方法，其特征在于：在所述的步骤1中，所述阳极区上方设有抽气系统，所述抽气系统的排气口通向一反应槽；所述的反应槽中添加有盐酸水溶液以及铜和/或...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶涛，
申请(专利权)人：叶涛，
类型：发明
国别省市：广东,44