Способ получения хлорокиси двухвалентной меди Советский патент 1993 года по МПК C01G3/06 

ел С

Изобретение относится к химической технологии неорганических веществ. И мо- быть использовано для получения в ка- инсектофунгицида, применяемого с ц|елью обработки растений для защиты от вредителей и болезней.

Целью предлагаемого изобретения яв- интенсификация процесса.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе получения хлорокиси двухвалентной меди, включающем окисление металлической меди газообразным хлором в смеси с воздухом, с инициатором реакции - соляной кислотой от получения растворов солей хлора одновалентной и дпухвалентной меди, фильтрацию, промывку и сушку продукта, согласно изобретению, раствор солей одно- и двухвалентной меди при температуре не ниже 40-45°С направляют на рециркуляцию через слой гранулированной (чешуйчатой) меди, находящийся в дополнительной колонне растворения меди с возможностью подачи в нее кислорода воздуха до получения в ней раствора, рН которого превышает 2,3 плотности не более 1,2 г/см , с дальнейшим окисление полученного раствора кислородом воздуха в распылительном многоступенчатом абсорбере до получения готового продукта - ХОМ и остаточных растворов хлор-медных солей, используемых в дальнейшем.для приготовления исходных растворов в основной колонне и колонне растворения меди.

Направление исходных растворов медных солей хлора на рециркуляцию через слой гранулированной (чешуйчатой) меди при температуре процесса не ниже 40-45°С и плотности не более 1,2 г/см позволяет осуществить быстрое растворение меди, связать следы соляной кислоты (если они по

00

о со со

00

ел

производственным условиям могли оказаться D исходных растворах) и образовать насыщенный раствор солей хлора и одновалентной меди (Cud) при уменьшении концентрации солей хлора и двухвалентной меди (CuCte), что ведет к повышению рН раствора выше 2,3. Этот процесс описывается реакцией:

CuCl2 + Gu - 2CuCI.

Увеличение температуры растворов приводит к увеличению концентрации CuCI при соответствующем уменьшении концентрации CuCte.

Осуществление дальнейших процессов с растворами, полученными после дополнительной колонны растворения меди, в распылительном многоступенчатом абсорбере кислорода воздуха за счет продувания воздуха и интенсивного многократного преобразования сплошной жидкой фазы в капле распыленного раствора и обратного преобразования капельной фазы в.сплошную жидкую фазу, при котором в диффузионном подслое капель за счет поглощения кислорода воздуха на обновленной поверхности вновь образующихся капель раствора почти мгновенно происходит превращение солей одновалентной меди в микрокристаллы нерастворимой ХОМ, значительно сокращает время на сам ХОМ.

Такая технология проведения процессов приводит к сокращению времени произ- .водственного цикла. Кроме того, уменьшаются энергозатраты, т.к. не требуется длительной и большой по объему рециркуляции растворов для получения готового продукта.

Кроме того, такая технология дает возможность осуществлять процесс непрерывно, возвращая растворы солей хлора после операции синтеза ХОМ в основную и дополнительную колонну растворения меди для приготовления исходных растворов. Таким образом, проведение процесса по заявляемому способу способствует его интенсификации.

Технических решений, имеющих сходные с отличительными признаками свойства, авторами не выявлено. В связи с чем считаем, что заявляемый способ соответствует критерию существенные отличия.

Заявляемый способ осуществляют следующим образом.

В основную колонну растворения меди засыпают медь в виде влажных чешуек или гранул, куда для начальной инициализации заливают соляную кислоту и подают хлор в смеси с воздухом. Процессы осуществляют ся при температуре 60-70°С.

В основной колонне растворения меди протекают два основных процесса, схема которых может быть представлена в таком . обобщенном виде:

4CiH-02 + 4HCI 4CuCI + 2H20;

Cu + Cl2 CuCl2.

Раствор солей хлора, полученный в основной колонне, разбавляют обратными растворами хлор-медных солей или водой до

О плотности раствора 1,19-1.2 г/см3 и при температуре не ниже 40-45°С и направляют на рециркуляцию через слой гранулированной меди в дополнительной колонне, куда возможна подача кислорода воздуха (хотя не

5 обязательно).

Основная реакция, которая протекает в этой колонне:

Cu + CuCl2 2CuCI.

Поддержание указанного температур0 ного режима в колонне позволяет почти мгновенно связывать следы соляной кислоты (если они остались после основной колонны), уменьшить концентрацию CuCte, в результате чего повышается рН раствора

5 (превышает 2,3), а равновесное состояние между исходными компонентами смещается в сторону образования CuCI, что дает возможность получать после дополнительной колонны растворы насыщенные CuCI и

0 остатками солей CuCl2 в любом случае без признаков соляной кислоты. Полученный насыщенный раствор CuCI подвергает дальнейшему окислению кислородом воздуха в распылительном многоступенчатом абсор5 бере при температуре растворов не ниже

40-45°С до получений готового продукта в

виде суспензии, в которую входят растворы

хлор-медных солей и микрокристаллы ХОМ.

Суспензия ХОМ, полученная в распыли0 тельном абсорбере подвергается фильтрованию, промывке водой и сушке готового продукта до влажности 2%, а маточный раствор (осветленная после фильтрования и промывки жидкость) направляют на начало

5 процесса в дополнительную и частично в основную колонну растворения меди, тем самым замыкая производственный цикл по жидкости.

П р и м е р 1 конкретного выполнения

0 заявляемого способа синтеза ХОМ.

Медь в количестве.527 кг (здесь и в дальнейшем расчет ведется на 1000 кг готового продута ХОМ) в виде влажных чешуек или гранул засыпают в основную колонну рас5 творения меди, куда для инициализации начальных процессов заливают 904 кг 27,5% соляной кислоты, которую разбавляют водой до 2-3% концентрации и начинают процесс рециркуляции растворов через

колонну, после чего в колонну подают 533 кг

газообразного хлора,разбавленного воэду- хо|м, из которого 16,7 кг кислорода используется для проведения процессов внутри основной колонны растворения меди. Рециркуляция растворов происходит при температуре около 60-70°С до получения крепких растворов, плотностью 1,4 г/см3 содержащих:

1 CuCI - не белее 6%;

CuCl2 -32-34;

; HCI - отсутствует;

: рН - менее 1,2.

И;| основной колонны растворения меди растворы хлор-медных солей в количестве 8-10 т/ч подают в сборник дополнительной колонны растворения меди, в который поступает вода при первоначальном пуске, а в дальнейшем - осветленные малоконцент- pi/рованиые маточные растворы хлор-мед- ннх солей и растворы доводятся до следующих параметров:

f плотность-1,2 г/см3; рН - более 2,2;

концентрация:

CuCI -2,9%;

Г CuCl2 - 17,7%;

: HCI -отсутствует.

; Из этого сборника раствор насосом в дополнительную колонну растворения меди, в которой слой меди насыпан с многократным избытком по сравнению со стехиометрическим составом.

i При рециркуляции растворы доводят до равновесного состояния со следующими па- ра|иетрами:

температура - не ниже 40-45°С;

плотность - 1,2 г/см3; рН - более 2,3;

содержание:

1 CuCI -5-7%; CuCI2 -Ю-14%.

Из узла дополнительной колонны рас- твбры перекачивают в многоступенчатый раЬпылительный абсорбер, где и происходит собственно синтез ХОМ за счет взаимодействия молекул воды, кислорода и CuCI. Воздух подают с избытком на 1000 кг ХОМ неЫенее 6000 м , время реакции не более нескольких секунд.

Процесс окисления кислородом воздуха в распылительном многоступенчатом аб- соЬбере ведут при температуре не ниже 4р+45°С до получения суспензии ХОМ, со- деЬжащий до 3% готового продукта. Далее суспензию ХОМ направляют на сгущение, фильтрацию и сушку. Фильтрат в количестве ;14-15 тонн возвращают для приготовлений исходных растворов и разбавление их до:плотности 1,2 г/см3. Из них в основную колонну растворения меди - в количестве

8-10 т, а в дополнительную колонну растворения - в количестве 5-7 т. Таким образом, в результате рассмотренных процессов синтеза ХОМ получаем замкнутый по жидкости производственный цикл, дающий из указанных выше количеств растворов 1000 кг ХОМ, отвечающий требованиям ГОСТ 13200-75.

П р и м е р 2 конкретного выполнения способа.

0 Медь в количестве 527 кг в виде влажных чешуек или гранул засыпают в основную колонну растворения меди, куда заливают 904 кг 27% НС, которую разбавляют водой до 2-3% концентрации и начина- 5 ют процесс рециркуляции растворов через колонну, после чего в колонну подают 533 кг газообразного хлора, разбавленного воздухом, из которого 16,7 кг кислорода используется для проведения процессов внутри 0 основной колонны растворения меди. Рециркуляцию растворов осуществляют при температуре около 60-70°С до получения крепких растворов плотностью 1,4 г/см3 содержащих:5 CuCI - не более 4%;

CuCI2 -32-34%;

HCI -отсутствует

рН -менее 1,2.

Из основной колонны растворения ме- 0 ди раствора хлор-медных солей в количестве 8-10 т/час подают в сборник дополнительной колонны, в которой также поступает вода при первоначальном пуске, а в дальнейшем - осветленные малоконцен- 5 трированные маточные растворы хлор-медных солей. Из этого сборника раствор попадает в дополнительную колонну растворения медит в которой слой меди насы- пан с многократным избытком по 0 сравнению со стехиометрическим составом.

При рециркуляции раствора при температуре 20°С получают раствор содержащий:

CuCI -1,2-1,5%

CuCI2 -8-10% 5 плотность -1,05 г/см3

рН -2,1-2,2.

Из узла дополнительной колонны раствора 10 м3/час перекачивают в многоступенчатый абсор&ер, где и происходит 0 -синтез ХОМ, время реакции для получения 1000 кг ХОМ порядком 1-2 часа.

Как видно из этого примера, ведение процесса при наиболее низкой температуре, малой плотности раствора и рН около 2,2 5 (и меньше) в производственно-экономическом отношении не выгодно, так как приходится перерабатывать (рециркулировать через аппараты) очень больше количество балласта в виде воды (10 м при 10-20 кратной рециркуляции) т.к. скорость синтеза незначительна и т.о. нижний передел температуры и рН влияет на интенсификацию процессов отрицательно.

Полученная суспензия КОМ (1000 кг) содержит до 98% готового продукта, который направляют на сгущение, фильтрацию и сушку. Фильтрат в количестве 10 т/час тонн возвращают для приготовления исходных растворов и разбавления их до плотности 1,2 г/см3. Из них в основную колонну растворения меди 8 т, а остальные в дополнительную колонну.

ПримерЗ.

До подачи раствора в дополнительную колонну растворения меди, процесс осуществляют о таких количествах и в таком режи- ме, как описано в примерах 1 первоначального описания.

Рециркуляцию раствора в дополнительной колонне растворения осуществляют при температуре 85°С и получают раствор, содержащий:

CuCI -6%

CuCI2 -20-28%

плотность - 1,2 г/см3

рН -0,7-2,1

Время скорости синтеза ХОМ порядком 1-1,5 часа.

Полученная суспензия ХОМ (1000 кг) содержит до 98% готового продукта, который далее направляют на сгущение, фильтрацию и сушку. И в целом, о менее интенсивном процессе проведения синтеза ХОМ.

П ри м ер4.

До подачи раствора в дополнительную колонну растворения меди, процесс осуществляют в таких количествах и в таком режиме, как описано в примере 1 основного описания.

Рециркуляцию раствора в дополнительной колонне осуществляют при температуре 60° и получают раствор содержащий: CuCI -6%

CuCla - 14-17%

плотность раствора - 1,18-1,2 рН -2,7-3.2

Время синтеза ХОМ порядка 10 минут, полученная суспензия ХОМ (1000 кг) содержит до 98% готового продукта, который далее направляют на сгущение, фильтрацию и сушку.

Таким образом, режимы указанные в формуле изобретения позволяют интенсифицировать синтез ХОМ, за счет сокращения времени синтеза (10 раз), что значительно снизило и энергозатраты на осуществление способа,

Формула изобретения

г/см3 предварительно направляют на рециркуляцию через слой гранулированной меди до достижения значения рН раствора выше 2,3 с дальнейшим окислением полученного раствора кислородом воздуха до

получения суспензии готового продукта и остаточных растворенных медных солей хлора.

кислорода воздуха.