Способ получения основной углекислой меди Советский патент 1993 года по МПК C01G3/00 

СП

С

Назначение: основная углекислая медь используется для изготовления малахита и низкотемпературного катализатора конверсии оксида углерода и синтеза метанола, Сущность: медьсодержащий компонент сус- пендируют в водной среде при барботаже воздуха и диоксида углерода при соотношении 1 :(0,2-0,4) при общем расходе воздуха и диоксида углерода 150-300 м3/ч на 1м3 суспензии в течение 10-28 ч при 30-95°С. Возможно введение в водную среду дополнительно оксида или карбоната марганца и активированного угля при соотношении оксид медиюксид марганца:активированный уголь 1:(0,005-0,02):(0,005-0,04). 2 з.п. ф-лы. 1 табл.

Изобретение относится к химической промышленности, к технологии получения основной углекислой соли меди - Малахиту и может быть использовано при производстве низкотемпературных катализаторов конвер- сии оксида углерода и синтеза метанола.,

Целью изобретения является снижение затрат на производство углекислой меди и обеспечение экологической чистоты процесса.

Цель достигается суспензированием металлической или оксидной меди в обессоленной воде с дозировкой газовой смеси воздуха и диоксида углерода при соотношении: воздух-.диоксид углерода1:(0.2-0,4), подаче в суспензию газовой смеси в количестве 150-300 нм3/ч на 1 м3 раствора, температуре суспензии 30-95°С в течение 10-28 ч или до изменения цвета суспензии от серовато-бурого до светло-зеленого или серо-зеленого цвета, отделения продукта и

его сушке при температуре 80-160°С, причем маточник после отделения продукта возвращают в цикл суспендирования медного компонента.

Для расширения ассортимента сырья и большего ускорения процесса карбонизации меди используют добавки марганцевого компонента: оксида или карбоната марганца и активированного угля при соотношениях в пересчете на оксиды: оксид меди :оксид марганца:активированный уголь 1 :(0,005-0,02):(0.005-0,04).

Товарный металлический порошок меди, предназначенный для длительного хранения с целью предохранения от окисления и самовозгорания вследствие пирофорно- сти меди, покрывают ингибиторами окисления металлов, таких как: парафин, церезин, органические масла и др. В таких случаях для снятия пленок ингибиторов окисления применяют щелочные растворы. В качестве

00

о о о о о

со

щелочных растворов используют водные растворы малых концентраций 1-10 мас.% стиральных порошков, различные мыла, аммиачные растворы или их смеси. Добавки щелочных веществ не сказываются на составе конечного вещества основной углекислой соли меди.

Снижение затрат на производство основной углекислой меди достигается за счет значительного упрощения промышленных способов: упрощения аппаратурного оформления, сокращения стадий на 50%, снижения энергоемкости процесса на 60-70%, материалоемкости на 5-10%.

Экологическая чистота способа обеспечивается изменениями составов газовых компонентов, используемых в предлагаемом способе, а кроме того, утилизация отходов производства - диоксида углерода позволяет снизить угрозу парникового эф- фекта. Применяемые для снятия ингибитора окисления щелочные.добавки не изменяют экологической чистоты процесса, так как находятся в замкнутом цикле использования маточника.

Сопоставительный анализ известных и предлагаемого способа приготовления показывает, что заявляемый способ получения основной углекислой меди отличается интенсивностью процесса, позволяет значительно упростить аппаратурное оформление, снизить материале- и энергоемкость способа, тем самым удешевить продукт, обеспечить экологическую чистоту.

Предложенный способ осуществляется следующим образом. В аппарат интенсивного перемешивания - реактор, снабженный рамкой, турбинной или импеллерной мешалкой или кавитационно истирающий измельчитель, или гидродинамическим перемешиванием, или бисерной мельнице, или с ультразвуковым перемешиванием с водой или водным щелочным раствором 1- 10 мас.% стирального порошка, мыла, аМми- ака или их смеси, загружают металлическую медь или оксид, или гидроксид меди, или медный компонент и добавки марганцевого компонента в виде оксида марганца или карбоната марганца и активированный уголь при соотношении в пересчете на оксиды: оксид меди, оксид марганца, активированный уголь, равном 1:(0,005-0,02):(0,005-0,04), дозируют смесь диоксида углерода и воздуха при соотношении воздух:диоксид углерода, равном 1:(0,2-0,4), в количестве 150-300 м3/ч на 1 м3 суспензии, подогревают до температуры 30-95°С и перемешивают в течение 10-28 ч или до изменения цвета суспензии из серовато-бурого до зеленого или серо-зеленого цвета, последующего отделения осадка, его сушки при температуре 80- 160°С, а воду - маточник возвращают в реактор интенсивного перемешивания. Пример 1. В реактор с интенсивным

перемешиванием заливают обессоленную воду, загружают порошок металлической меди, подают газовую смесь при соотношении воздух: диоксид углерода, равном 1:0,4, в количестве 300 м3/ч на 1 м суспензии,

поднимают температуру до 90 ± 5°С, перемешивают в течение 28 ч до изменения цвета с серо-бурого до серо-зеленого. Отделяют осадок - сушат при температуре 160°С, а фильтрат возвращают в реактор интенсивно5 го перемешивания. Готовый продукт содер- . жит основного вещества 98,8%.

П р и м е р 2. Основную углекислую соль меди готовят как в примере 1, но в качестве медного компонента используют оксид ме0 дц с каталитическими добавками оксида марганца и активированного угля при соотношении оксид медиюксид марганца:активи- рованный уголь 1:0,02:0,005, соотношение воздух:диоксид углерода поддерживают

5 равным 1:0,2 в количестве 150 м3/ч(на 1м3 суспензии, температуру поддерживают 70 ± 5°С и перемешивают в течение 10 ч. Осадок сушат при температуре 80°С. Получают продукт с содержанием основного ве0 щества97%.

П р и м е р 3. Основную углекислую соль меди готовят как в примере 2, но в качестве медного компонента используют порошок меди с каталитическими добавками карбо5 ната марганца и активированного угля при соотношении компонентов в пересчете на оксиды: оксид меди: оксид марганца: активированный уголь-1:0,005:0,04. Соотношение воздух: диоксид углерода поддерживается

0 равным 1:0,3 в количестве 200 м /ч на 1 м3 суспензии, температуру поддерживают 60°С и перемешивают в течение 12ч, осадок сушат при температуре 140°С. Получают продукт с содержанием основного вещества

5 97,2 мас.%.

П р и м е р 4. Основную углекислую соль меди готовят как в примере 2, но в качестве медного компонента используют порошок меди, покрытый ингибитором окисления с

0 каталитическими добавками соединения марганца и активированного угля при соотношении компонентов в пересчете на оксиды, оксид меди: оксид марганца: активированный уголь 1:0,01:0,02, в качестве водного

5

раствора используют раствор с содержанием 3 мас.% стирального порошка,- соотношение воздух: диоксид углерода поддерживают равным 1:0,25 в количестве 250м/чна 1 м3 суспензии, температуру поддерживают 85°С и перемешивают в течение 20 ч, осадок сушат при температуре 110°С. Получают продукт с содержанием основного вещества 98,3 мае. %.

Пример 5. Основную углекислую соль меди готовят как в примере 2, но в качестве медного компонента используют порошок меди, покрытый ингибитором окисления с каталитическими добавками марганца и активированного угля при соотношении ком- понентов в пересчете на оксиды, оксид меди: оксид марганца: активированный уголь 1:0,008:0,0027 в качестве водного раствора используют раствор с содержанием 2 мас.% стирального порошка, 4 мас.% мыла и 4 мас.% аммиака. Соотношение воздух: диоксид углерода поддерживают в пределах 1:0,34 в количестве 180 мэ/ч на 1 м суспензии, температуру поддерживают 30°С и перемешивают в течение 24 ч, осадок сушат при температуре 90°С. Получают продукт с содержанием основного вещества 987 мас.%.

На основании проведенных опытных работ определены оптимальные соотноше- ния газов, каталитических добавок, времени смешения, сушки, температурные режимы.

Показанные в примерах 1-5 соотноше- ,ния и параметры полностью удовлетворяют требованиям к продукту основной углекис- лой меди согласно ТУ 6-09-4016-78. При дополнительном введении в суспензию соединения марганца и активированного угля (примеры 2-5) сокращается время

Параметры способа приготовления и содержание основного вещества

В примере запредельные значения соотношения воздух: двуоксид углерода, количество подаваемой газовой смеси

на 1 м3 супензии, температура смешения, температура сушт продукта. В примере запредельное соотношение медного компоненте и добавок, соотношение воздух: двуоксид углерода.

количество подаваемой газовой смеси на 1 м супензии. температура смешения, температура сушки продукта.

образования продукта по сравнению с примером 1.

В примерах 6-7 параметры соотношений и режимов не соответствуют заданным и не позволяют получить продукт, отвечающий требованиям к основной углекислой со- ли меди ТЕ 6-09-4016-78. Примеры выполнения способа сведены в таблицу.

Формула изобретения

3. Способ по п.1,отличающийся тем, что в качестве медьсодержащего компонента используют медь или оксид меди.