Способ получения хлороксида меди (II) Советский патент 1993 года по МПК C01G3/06 

ей

; Изобретение относится к способу получения широко применяемого в сельском хс зяйстве для предохранения зеленых растений от грибковых заболеваний, - хлорокда меди (II), имеющего техническое

звание хлорокись меди (I).

Известно много способов получения хлороксида меди (II) путем взаимодействия рг створа хлорной меди с основаниями (2).

Из них наиболее известен и реализован в промышленном масштабе в Союзе способ получения хлороксида меди (II) путем взаи- м действия раствора хлорной меди с сус- пе нзией мела (3) по реакции:

4CuCl2 + ЗСаСОз + 4Н20 - ЗСиО х | xCyCl2 4H20 + 3CuCl2 + 3CU2t (1)

- .I . . . ; -: . -.- . . Этот способ выбран в качестве прототипа. Согласно этому способу реакцию (1) ведут в (;техиометрическом соотношении СиСОз и CuCLa. которое достигается при величине рН в гонце реакции равному 4,5-5,0.

Одним из основных недостатков данно- го способа является получение продукта загрязненного примесью свинца, содержание которого превышает международные нормы, что препятствует продаже его на внешний рынок за валюту. Источником поступ- ленного свинца в продукт являются примеси свинца в исходном сырье - медном ломе, переплавка которого не обеспечивает достаточную очистку от свинца.

Цель изобретения - снижение содержа-i ния примесей свинца. Это достигается тем, что получение целевого продукта с пониженным содержанием свинца достигается, с одной стороны, тем, что процесс осаждения из раствора хлорной меди осуществляется при величине рН, равной 2,5-3,0, в то время как в прототипе эта величина составляет 4,5-5,0. С другой стороны, концентрация исходного раствора хлорной меди не должна быть ниже 10%, так это сказывается не только на содержании свинца, но и на выходе целевого продукта.

Из аналитической химии ионом меди (II) и свинца (It) известно, что выделение их основных солей происходит почти при одинаковых рН в интервале величин 3-5, Отсюда кажется очевидным, что разделение меди и свинца дробной кристаллизацией практически невозможно.

ел

с

VI о

со со ю

СпёЦиаЖнбiпоставленные эксперименты показа лХ что при достаточно высокой концентрации исходного раствора хлорной меди хлороксид меди (II) выпадает в осадок при величине рН ниже 3. При этом с продуктом соосаждаётся только доля свинца, ионы которого сорбируются в процессе достройки кристаллической решетки хлороксида меди. Основная доля ионов свинца при этом остается в растворе.

При концентрации меди в хлорной меди ниже 10 мае. % по меди выход целевого продукта падает до практически неприемлемой величины 30%. При максимальных концентрациях хлорной меди (20-22 % по меди) выход целевого продукта достигает 90%.

Практически важным являются концентрации хлорной меди в интервале 15-17% по меди, которые приняты в производственной практике. Именно для этих условий приводятся примеры.

Пример 1. Синтез хлороксида меди осуществлялся путем взаимодействия раствора хлорной меди с исходной концентрацией свинца 0,1% с концентрированным, .раствором щелочи (едкого натра). Осаждение целевого продукта заканчивалось по до- стижению различных значений рН образующейся суспензии хлороксида меди, что соответствовало режиму осаждения в каскаде промышленных реакторов при осаждении хлорной меди меловой суспензией. При этом каждый раз в готовом продукте кроме показателей ГОСТа 13200-75 определялось содержанием примеси свинца на спектрометре Сатурн. Так при рН 2,6 содержание.свинца в хлороксиде меди составляло 0,068%; при рН 3,0 0,08%; при рН 3,4 0,091 % и при рН 5 (что соответст- вбвало стёхиометрическому соотношению реагентов): содержание свинца составило 0,166%, , ; . ;Л

Пример 2. Синтез хлороксида меди осуществлялся взаимодействием раствора хлорной меди С исходной концентрацией свинца 0,03% с меловой суспензией в кзс- каде промышленных1 реакторов. При этом содержание свинца в хлороксиде меди по реакторам составило; 0,034 после 1-го реактора при рН 2,5; 0,0317% после 2-го реактора при рЙ 2,8; 0,0675 - после 3-го реактора при рЙ 5,0; 0,065% после 4-го реактора при рН 5,1. Стехиометрическое соотношение реагентов достигается в третьем реакторе.

Пример 3. Синтез хлороксида меди осуществлялся аналогично примеру 2 с той разницей, что исходная концентрация свинца в 17%-растворе хлорной меди составила 0,02%. При этом содержание свинца вобр азовавшемся хлороксиде меди составило; 0,02% после 1-го реактора при рН 2,4; 0,017% после 2-го реактора при рН 2,8; 0,034% после 3-го реактора при рН 4,8;

0,04% после 4-го реактора при рН 5,

П ри м е р 4.100мл 10%-ного (помеди) цехового раствора CuCte (содержание свинца 300 мг/л) помещали в реактор с мешалкой. В реактор при работающей мешалке

0 добавили порошок природного мела до достижения величины рН, равной 2,6.

После окончания реакции суспензию х лороксида меди отстояли и раствор декантировали. Сгущенную после отстоя сус5 пензию отфильтровывали, промывали .дистиллированной водой и сушили.

Расход продукта по меди составил 30%, содержание свинца в продукте составило 0,08%.

0 Декантат, фильтрат и промывные воды могут быть использованы для дальнейшей переработки, путем возвращения в рецикл на растворение меди или для получения низкосортного продукта.

5 Для сравнения проводим обычный синтез:

100мл 10%-ного (по меди) цехового раствора, содержащего 300 мг/л свинца, помещали в реактор с мешалкой. В реактор при

0 работающей мешалке добавили порошок природного мела до достижения величины рН равной 4,6.

После окончания реакции суспензию хлороксида меди отстояли и раствор декан5 тировали,.

Сгущенную суспензию отфильтровали дистиллированной водой и высушили.

Расход продукта по меди составил 95%, содержание свинца в продукте 0,17%.

0 - Декантат, фильтрат и промывные воды составили сточные воды процесса, содержащие 5% хлористого кальция и примеси меди (200 мг/л ионов меди).

П р и м е р 5.100 мл 16%-ного(помеди)

5 цехового раствора CuCla, содержащего 250 мг/л свинца, помещали в реактор с мешалкой. В реактор при работающей мешалке добавили порошок природного мела до достижения величины рН, равной 2,7.

0 После окончания реакции суспензию хлороксида меди отстояли, раствор декантировали.

Сгущенную после отстоя суспензию отфильтровали, промыли дистиллированной

5 водой и высушили.

Выход чистого продукта по меди составил 60%, содержание свинца в продукте составило 0,07%,

100мл 16%-ного раствора 16%-ного(по меди) цехового раствора CuCla, содержащеro 250 мг/л свинца, помещали в реактор с мешалкой. В реактор при работающей мешалке добавили порошок природного мела до достижения величины рН, равной 2,7.

После окончания реакции суспензию хлорЬксида меди отстояли, раствор декантировали.

Сгущенную суспензию отфильтровали и высушили.

Ныход низкокачественного продукта по мед1 составил 97%, содержание свинца в продукте составило 0,19%.

Декантат, фильтрат и промывные воды составили сточные воды процесса, содержащие 8% хлористого кальция и примеси меди (100 мг/л ионов меди).

П р и м е р 6. 100 мл 20%-ного(по меди) цехового раствора CuCte, содержащего 400 мг/л свинца, помещали в реактор с мешалкой. В реактор при работающей мешалке добавили порошок природного мела до достижения величины рН, равной 2,9.

После окончания реакции суспензию хлоррксида меди отстояли, раствор декантировали.

Сгущенную после отстоя суспензию от- фильтровали, промыли дистиллированной водоЬ и высушили.

Выход чистого продукта по меди соста вил 90%, содержание свинца 0,09%. .

100 мл 20%-ного раствора (по меди), содержащего 400 мл свинца, помещали в реактор с мешалкой. В реактор при работающей мешалке добавили порошок природI.-. .

ного мела до достижения величины рН, рзв ной 2,9.

После окончания реакции суспензию хлороксида меди отстояли, раствор декантировали.

Сгущенную суспензию отфильтровали, промыли и высушили.

Выход низкокачественного продукта по меди составил 99%, содержание свинца в продукте составило 0,2%.

Декантат, фильтрат и промывные воды составили сточные воды процесса, содержащие 10% хлористого.кальция и примеси меди (50 мг/л ионов меди).

Для осуществления процесса в непрерывном режиме необходим каскад реакторов и отстойников, содержащий как минимум два реактора и два отстойника. В первом реакторе должна поддерживаться величина рН в пределах 2,5-3. Во втором в пределах 4-5. Первый реактор будет продуцировать чистый продукт, второй обычный.

Формула изобретения Способ получения хлороксида меди (II), включающий взаимодействие раствора хлорной меди с суспензией мела с последующим отстаиванием и фильтрацией готового продукта, от л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью снижения содержания примесей свинца в продукте, раствор хлорной меди берут с концентрацией по меди не менее 10% и взаимодействие ведут до достижения величины рН суспензии 2,5-3,0.

Раствор хлорной меди с концентрацией по меди не менее 10% взаимодействует с суспензией мела до достижения величины рН суспензии 2,5-3,0, отстаивают и фильтруют с отделением готового продукта. Содержание примесей свинца составляет 0,08-0,07%.