СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГИДРООКИСИ МЕДИ Российский патент 1994 года по МПК C01G3/00 C01G3/02 

Изобретение относится к способам получения гидроокиси меди-красителя в производстве стекла и может быть использовано для утилизации медьсодержащих отходов химических и металлургических производств.

Известные методы получения гидроокиси меди сложны в осуществлении, требуют помимо затрат на реагенты дополнительных расходов на приготовление растворов и специальное оборудование.

Наиболее близким к заявленному является способ получения гидроокиси меди, включающий гидролитическое разложение соединения меди щелочными растворами и отделение полученного продукта. Способ осуществляют путем быстрой загрузки разбавленного раствора сульфата меди в концентрированный раствор щелочи. При этом образуется продукт - голубой гидрат окиси меди, пригодный для использования в качестве красителя в производстве стекла. Другие приемы осуществления этого способа - медленная загрузка, обратный порядок загрузки, отклонения концентраций - приводят к получению основных солей меди или оксида меди темно-коричневой о краски, не пригодных для стекольной промышленности.

Недостатками данного способа являются низкая производительность и высокая стоимость процесса, обусловленная необходимостью выдерживания заданных концентраций растворов меди и щелочи и высоким расходом реагентов, используемых в синтезе. Необходимость выдерживания заданных концентраций растворов меди и щелочи в ходе синтезе не позволяет использовать для получения гидроокиси меди сточные воды и отходы производства переменного состава.

Цель изобретения - повышение производительности и удешевление процесса при одновременном его упрощении.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе получения гидроокиси меди, включающем гидролитическое разложение соединений меди щелочным раствором и отделение полученного продукта, в качестве соединений меди используют арсенаты меди, а гидролитическое разложение проводят при 0-50^оС. В качестве щелочных растворов используют анионированные стоки обогатительной фабрики. Щелочные растворы с содержанием едкого натра 0,207-0,83Н образуются при пропускании через анионит в гидроксильной форме (анионировании) сточных вод обогатительной фабрики. Последние содержат (Н), сульфид натрия 0,2-0,6, сульфат натрия 0,005-0,22; тиосульфат натрия 0,012-0,14 в различных сочетаниях. В настоящее время эти стоки сбрасывают в хвостохранилище после предварительной нейтрализации кислотой. При этом ценные компоненты теряются. Анионирование осуществляют путем фильтрации сточной воды через анионированный фильтр с ионитом АВ-17 или низкоосновными ионитами. На выходе из фильтра собирают анионированные стоки - растворы едкого натра, не содержащие примесей.

При анионировании сточных вод обогатительной фабрики все анионные компоненты стоков (сульфиды, сульфаты, тиосульфаты) замещаются на гидроксил-ионы. Катионная часть, представленная натрием, остается без изменения. При этом образуется раствор гидроксида натрия с концентрацией 0,207-0,83 Н. Анионированные стоки по свойствам полностью соответствуют приготовленным из реактивов растворам гидроокиси натрия, в том числе и в реакции гидролитического разложения соединений меди.

Арсенаты меди трех видов получили из сбросных растворов рафинированного производства. Сбросные растворы содержат, г/л: медь 0,5-42,9; никель 0,3-18,2; мышьяк 14,4-21,1. Раствор фильтровали через слой катионита КУ-2 до перевода меди и никеля в фазу катионита. На выходе из слоя собирали катионированный мышьяксодержащий фильтрат. Фильтрат нейтрализовали щелочным раствором и осаждали арсенаты меди: кислый при рН 5, средний при рН 7-в, основной при рН 9. Арсенаты использовали для получения гидроокиси меди заявленным способом в мокром виде или после сушки. Качество арсенатов соответственно марке "химически чистый". Содержание основного вещества 99,95% .

П р и м е р 1. Для испытаний использовали растворы, приготовленные из реактивов сульфата меди и едкого натра марки "Х4". В первой серии опытов в реактор емкостью 2,5 л заливали раствор сульфата меди, затем в течение 5 мин приливали раствор едкого натра и перемешивали 1 ч. Осадок и маточный раствор разделяли фильтрацией. Осадок анализировали. Результаты приведены в табл. 1.

Согласно полученным данным гидроокись меди голубой (синий) окраски, соответствующая по кондиции (окраска, качество "ХЧ"), образуется при медленном приливании раствора щелочи к 0,0002 Н раствору сульфата меди (опыт N 1). Расход щелочи составляет 0,748 на 1 г сухого гидрата окиси меди, производительность реактора по сухому продукту составляет 0,0107 г/л ч. При более высоком содержании меди в растворе образуются основные сульфаты меди (опыты N 2-5) и гидратированная окись меди (опыт N 6).

Во второй серии опытов в реактор заливали раствор едкого натра, затем в течение 1-2 с приливали раствор сульфата меди и перемешивали 1 ч. Осадок отделяли фильтрацией, промывали, анализировали.

Результаты приведены в табл. 2.

Согласно полученным данным, голубая гидроокись меди образуется при быстром приливании медьсодержащего раствора к раствору щелочи и соотношение медь: щелочь 1: 7,5.

При более высоком соотношении реагентов образуется темно-коричневая гидратированная окись меди.

П р и м е р 2. Для испытаний использовали нерастворимые соединения меди кислый арсенат CuHAsO₄ x 2H₂O, средний арсенат Cu₃(AsO₄)₂ x 2H₂O, основной арсенат Cu₃(AsO₄)₂ x Cu(OH)₂ в виде сухих продуктов и/или влажных продуктов установки извлечения мышьяка из сточных вод медьзавода. Качество арсенатов меди соответствовало марке "ХЧ", содержание основного вещества в арсенате 99,95% . Разложение проводили в реакторе емкостью 2,5 л раствором едкого натра, полученного анионированием сточных вод обогатительной фабрики, при перемешивании пульпы воздухом каждые 10-15 мин в течение 1 ч. По окончании опытов пульпу фильтровали. Осадок промывали до удаления маточного раствора; анализировали. Маточный раствор анализировали и направляли в производстве арсената натрия для антисептических препаратов.

Результаты приведены в табл. 3.

Во всех опытах, кроме N 4 (табл. 3), использовали арсенаты, полученные из сточных вод. В опыте N 4 использовали арсенат, синтезированный из реактивов.

Во всех опытах, кроме N 5, использовали анионированные стоки обогатительной фабрики. В опыте N 5 использовали реактивный едкий натр в виде 0,6 Н раствора.

Согласно полученным данным, голубая гидроокись меди образуется при разложении арсенатов меди при температуре не более 50^оС. При этом расход щелочи составляет 0,56-0,99 г/г сухого продукта, производительность (в расчете на объем маточного раствора, в который входит влага арсенатов) составляет 14,66-41,272 г/г ˙ч).

Как показали результаты испытаний, предлагаемый способ прост в осуществлении, отвечает требованиям производства и обеспечивает: повышение производительности до 14,66-41,272 против 10,654 г/(л ˙ч) по известному способу или на 33,96-287,39% , снижение расхода щелочи до 0,563-0,99 против 5,632 г/г продукта по известному способу или на 87,75-90,00% .

Ожидаемый экономический эффект 288-316 тыс. руб. в год за счет повышения производительности и удешевления процесса. (56) 1. Карякин Ю. В. и Ангелов И. И. Чистые химические реактивы. М. : Госхимиздат, 1955, с. 345.

2. Г. Н. Доброхотов. Журнал прикладной химии. - 1954, N 10, т. 27, с. 1056.

Использование: получение гидроокиси меди-красителя. Гидроокись меди получают путем гидролитического разложения арсенатов меди щелочными растворами при 0 - 50С с последующим отделением гидроокиси меди. Арсенаты меди используют в виде продуктов установки переработки мышьяксодержащих стоков производства меди. В качестве щелочных растворов используют анионированные стоки медно-молибденовой обогатительной фабрики. 2 з. п. ф-лы, 3 табл.

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГИДРООКИСИ МЕДИ, включающий гидролитическое разложение солей меди щелочью с последующим отделением гидроокиси меди, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности и снижения расхода щелочи, в качестве солей меди используют арсенаты меди, а гидролитическое разложение ведут при 0 - 50^oС. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что арсенаты меди используют в виде продуктов установки переработки мышьяксодержащих стоков производства меди. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве щелочных растворов используют анионированные стоки медно-молибденовой обогатительной фабрики.