用氧化铜矿石直接生产硫酸铜的新工艺制造技术

一种以氧化铜矿石为原料直接生产硫酸铜的新工艺。将氧化铜矿粉与硫酸反应后分出矿渣的溶液与富氧空气、铜相作用进行净化处理除去有害杂质，然后再经蒸发浓缩、冷却结晶而成。本工艺方法具有操作控制易行，反应时间短，不污染环境，生产成本低，产品纯度高的优点；尤其是可充分利用氧化铜矿石。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及硫酸铜的生产方法，具体为以氧化铜矿石为原料，直接生产硫酸铜的方法。硫酸铜是制备其它铜化合物和电解精炼铜的重要化工原料，也是果树栽培中用以配制杀虫剂等农药的重要化学成分。通常硫酸铜可由铜或氧化铜与硫酸作用制得，或从废品回收中的杂铜为原料来生产硫酸铜，这些方法均存在反应时间长，工艺难度大，生产成本高等缺点。CN1095110A公开了一种用氧化铜矿石粉与硫酸作用直接生产硫酸铜的方法，缩短了反应时间，使废弃的氧化铜矿石得到充分利用，大大降低了生产成本，但由于采用了化学反应抑制剂；抑制非铜硫酸盐等有害杂质的生成，需在生产过程进行多次化验和测试，往往使反应温度和时间难以较好控制，从而使抑制效果有时不理想，使产品质量受到一定的影响。本专利技术目的，克服CN1095110A提供方法中存在的缺点，提供一种用氧化铜矿石生产硫酸铜的新工艺，减少或去掉过多的烦琐化验和测试手续，保证反应温度和时间不受影响从而可进行连续生产，同时又能有效地除去非铜硫酸盐杂质。氧化铜矿石中含有多种杂质，如铁、钙、镁离子等，尤其以铁含量较多，与硫酸反应时都能生产硫酸盐，不仅消耗过多的硫酸，而且作为有害杂质而影响硫酸铜的质量。经研究试验表明氧化铜矿粉与硫酸反应后，分离出的反应溶液中的硫酸亚铁在一定条件下可发生下列反应(I)此反应可使溶液中的酸度增加，为了把硫酸亚铁全部除去，可用(II)式将(I)式产生的游离酸被铜中和掉，酸度迅速降低，(II)根据溶度积计算，只需控制溶液的PH值为3～5时，由(I)式产生成的Fe(OH)3就会沉淀出，从而可使反应溶液中的FeSO4通过生成Fe(OH)3沉淀而被除去。达到净化反应溶液的效果，并通过(II)式可调节溶液中的PH值增大，所生成的硫酸铜又可使加入的硫酸得到有效地利用。基于上述原理，本专利技术的用氧化铜矿石粉为原料生产硫酸铜的新工艺是指依次将固-液比中的水、粉碎的矿粉、浓硫酸加入反应釜中，在60℃～80℃反应30～40分钟，进行固-液分离，将分离后的反应溶液进行净化处理，除去溶液的铁离子等杂质，然后将净化液经蒸发浓缩，直到溶液的比重达到1.35～1.4时，经冷却、结晶、离心脱水、干燥等工序制得产品(图1)。所述净化处理是指将通过固-液分离方法分离出的溶液在70℃～80℃与富氧空气、铜相作用的净化处理工艺。其具体工艺步骤可以是如图2所示，由泵6将循环液池5中固液分离后含硫酸铜溶液送入溶液加热器7加热，再送到净化塔4的喷头8，喷淋到铜丝9上，保持塔内温度70℃～80℃，使硫酸铜溶液从上往下流动，正好与由塔底送入的富氧空气在净化塔中逆流相接触，发生如反应式(I)的反应，所产生硫酸与铜丝9相接触在富氧空气气流发生反应式(II)的反应，使酸度降低；被中和的硫酸生成硫酸铜，与原硫酸铜溶液一起经塔底回到循环液池5，通过反复循环净化，直到塔液的PH值达到3.5～5时，溶液中的Fe(OH)3在循环液池5沉淀出，从而除去了溶液中的二价铁离子。得到净化后的硫酸铜溶液，经板框压滤机10过滤后即可进入蒸发程序。经试验表明，铜矿床氧化带中碳酸盐矿石中的孔雀石和兰铜矿；硅酸盐类矿物中硅孔雀石和透视石；氧化铜类矿物中的黑铜矿和赤铜矿(需稍加处理)都可用于生产硫酸铜。此外，也适用于含贵金属的氧化铜矿石，只需在反应前或反应后应用重选法将其中的贵金属金、银选出后，按此工艺流程进行。本专利技术的用氧化铜矿石为原料直接生产硫酸铜的新工艺，除保留了CN1095110A公开方法中所具有的优点，如反应速度快，变废为宝、对环境无污染，产品纯度高，成本低等优点外；免去加化学反应抑制剂，省去了反应过程的许多化验手续和测定工作，使反应温度和时间不致受影响，而采用了净化塔装置进行净化处理，操作控制简单易行，只需按时测循环液池5中溶液的PH值和蒸发溶液的比重，便能有效地控制整个生产过程，保证了产品的质量。实施例将氧化铜矿石经人工手选后的优质品，依次通过鄂式破碎机、细粒鄂式破碎机、磨粉机加工成180～200目的细粉，分析铜含量9％，并计算硫酸加入量；首先将1.6m3的水加入到1.8m3的不锈钢反应釜中；同时在反应釜夹套中通入水蒸气加温，使水温升至65℃，开动搅拌器，将上述细矿粉460kg加入釜中，再将78Kg浓硫酸以细流方式缓慢加入釜中，控制加酸速度，以反应生成的气泡不溢出反应釜为准，加完硫酸后，再搅拌35分钟，测定PH值为3～4，停止反应；用螺旋卸料沉降离心机(WL-350B型中国重庆化工机械厂产)进行固-液分离；将分离出的含硫酸盐液送入如图2所述的循环液池5，由泵6将循环池5中的清液抽出，送给溶液加热器7加热，再送至喷嘴8，喷淋到铜丝9上，使硫酸盐溶液从上往下流动，并同时启动富氧空气装置，由富氧膜1经鼓风机2和加热器3进入塔底送入净化塔与流下的溶液逆流接触，经净化塔4的底面到循环液池5，用PH试纸测定循环液池5中溶液的PH值为4时，即净化完成；然后将净化后的硫酸铜溶液，经板框压滤机10过滤后输入不锈钢的列管式真空蒸发器进行蒸发浓缩，直至溶液比重达到1.35为止；最后从蒸发中将溶液移出，经冷却，结晶，离心脱水，干燥，称重包装工序，制得一级品硫酸铜80.5kg。离心分出的硫酸铜溶液81kg，比重为1.2，可加到下一次生产分离出来的溶液中一并进行蒸发浓缩。对分离出的矿渣进行三级逆流洗涤，将洗放返回生产线。作为母液供下一次反应使用。见图(1)工艺流程示意图。 附图说明图1是无贵金属的氧化铜矿石直接生产硫酸铜的工艺流程示意图；图2是净化处理工艺示意图1、富氧膜 2、鼓风机 3、热风换热器 4、净化塔5、循环液池6、高温耐酸泵 7、溶液加热器 8、喷头9、紫铜丝 10、板框压滤机权利要求1.一种用氧化铜矿石直接生产硫酸铜的方法，依次将固-液比中的水、细矿粉及浓硫酸加入反应釜中；在60℃～80℃反应30～40分钟；进行固-液分离；其特征是将分离出的反应溶液进行净化处理，然后，经蒸发浓缩、冷却、结晶而成；所述净化处理是在70℃～80℃反应溶液与富氧空气、铜相作用的净化工艺。2.如权利要求1所述的用氧化铜矿石直接生产硫酸铜的方法，其特征是所述净化工艺的具体步骤可以是如图所示由泵6将循环液池5中硫酸铜溶液送入溶液加热器7加热，再送至净化塔4的喷头8，喷淋到铜丝9上，保持塔内温度70℃～80℃，使硫酸铜溶液从上往下流动，与由塔底送入的富氧空气在净化塔中逆流相接触，然后经塔底回到循环液池5中，反复循环净化，直到溶液PH值达3.5～5。全文摘要一种以氧化铜矿石为原料直接生产硫酸铜的新工艺。将氧化铜矿粉与硫酸反应后分出矿渣的溶液与富氧空气、铜相作用进行净化处理除去有害杂质，然后再经蒸发浓缩、冷却结晶而成。本工艺方法具有操作控制易行，反应时间短，不污染环境，生产成本低，产品纯度高的优点；尤其是可充分利用氧化铜矿石。文档编号C22B3/00GK1160020SQ97100770公开日1997年9月24日 申请日期1997年2月25日 优先权日1997年2月25日专利技术者封瑞, 蔡萌生 申请人:封瑞本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用氧化铜矿石直接生产硫酸铜的方法，依次将固－液比中的水、细矿粉及浓硫酸加入反应釜中；在６０℃～８０℃反应３０～４０分钟；进行固－液分离；其特征是将分离出的反应溶液进行净化处理，然后，经蒸发浓缩、冷却、结晶而成；所述净化处理是在７０℃～８０℃反应溶液与富氧空气、铜相作用的净化工艺。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：封瑞，蔡萌生，
申请(专利权)人：封瑞，
类型：发明
国别省市：15[中国|内蒙]