Способ получения медного купороса Советский патент 1979 года по МПК C01G3/10 

Изобретение относится к производству неорганических солей и может быть ис-. пользовано в химической промышленноети для получения медного купороса. Известен способ получения медного купороса путем взаимодействия серной кислоты, металлической меди, кислородсодержащего газа, ионов железа и добавок образующих комплексы с трехвалентным железом i. Ионы железа в щзоцессе растворения меди являю й катализатором, при этом доля меди, растворяющейся под ИХ дейс :вием пршорциональна содержанию ионов железа в растворе. Процесс JP ас творения меди протекает по реакциям: Oi+ 2Н,,0;. (I) -- О 2Си + 4Fe, 2Си + 4f .- в результате низкой скорости реакции (.1) 85-90% железа находится вдвухвалентной форме, а из-за разницы в скоростях реакций I и U каталитическое действие ионов железа незначительно. Двухвалентное железо в отличие от трехвалентного образует с медным купоросом твердый раствор замещения типа Си(Ре)бО4. 5Н20, в результате продукт загрязняется железом. Целью изофетения является интенсификация процесса получения медного купороса. Поставленная цель достигается описываемым способом получения медного купороса в результате взаимодействия серной кислоты, металлической меди кислородсодержащего газа, ионов железа и ортофосфорной кислоты в качестве ком.плексообразующей добавки. Ортофосфорную кислоту можно вводить J6 виде пирбполи- или метафосф( кис лот, которые гидрализуются в растворе до орто(1хэсфорной,, Предпочтительным является введение в процесс З.О-3,5 молекул на 1 атом жепеёй; . Отличительным признаком способа является использование в качестве комйпексообразующей добавки сфтофосфорной кислоты. В ipeaKTope на ЗОО мл снабжённом Меш(алк6й натреваюцщм устрбйртврм и. уОтройствЪм дпй подачи кислородсбдержшцегО; газа-(воздуха) проводят получение медного купороса..L В реактор загружают 200 г маЪчйжа (послекрнсталлнзадйи(Медного ку-. пороса при и свежей серной киспоты с общим Содержанием С и SO л 20% и HjiSO 10%. Содержание железа изменяют от О до 1,1 2%, а содержание ортофосфорной кислоты от О до 24 | олекуй HjPO на 1 ион железа. В реак Ч)e подвешивают медную Пластинку, по ерхность контакта KoTqpoM с рйствором составляла 16,5 см и растворяют ее при 80 С( ащеши мешалки с частотой с (кивгетический режим) и :;6оздуха в количестве 1 л/мин. Растворе ние меди- пр вЬдят до содержания cejpHoft дйслоть BI растворе 5%. дййttbie по средгшм скоростям растворения ШЙ гфёйс 4qpтёже, Где цифра ; ми обозначень опыты: 1 - без ; 2-S молекулы H,PO на 1 ион железа; .3 - 6 молекул Н,РО, на Йб% жёйеза; ; 4-1 2 молекул Н.РО на 1 иой железа и молекулы Н„РО на IlaoH железа. Из трафика видно, что скфостъ растворения меди прбпоргйонаЛьЁ&Жд йстае с убеличенйем JcoHneHipaiiBH железа. Цри bfoM каталитическое действие ионов железа под влиянием ортофосфорной кис лоты увеличивается в 2, 4, 6, 8 раз 7 1 соответственно при содержании 3, 6, 12, 24 молекулы на 1 ион железа. Влияние ортофосфорной кислоты на сботнощедйе йвух- и трехвалентного железа при растворении меди показано ниже С одержанйё В этом же реактс е исследовали влияние на скорость окисления двухвалентного железа при отсутствии контакта раствору с медной пластинкой к на, fclcupocTb Жос ;1айЬвлешя трехвалентного железа Металлической медью. восстановлении воздуха из реак-, тора был вытесйеназотом.Опытные данные ЙоЪкфостй окисления и восста швления щзйведены в табл. 1. Влияние НдРОд на CKbpoctb окисления и восстановления железа. Температура. 4adiroTa a avaefoia мешалки 200 , Количество воздуха подаваемого на окисление 1 л/мин, поверхность медной пластики, контактирующей с раствором : 1ФИ восстановлении 16,5 см , содержание СибОд 20%, содержание Н,504. 10% Таблицаll

Как видно из табл.1, скоростьокисле. - -. -.. ----- --- - . -.- -, .V.-,..; -4 -- i j«i4 : --- iSMJsb Повышением 1концентрацйи Н.,РО до 24 моль/г «ион во астает в 6 ,J3 paisa njiM практически неизменной скорости всэсЁ Ййбвления, что в конечном счете и обусШЖпйвйе т увеличение ти растворения меда. В табл. 2 дано содержание железа в Кристаллах мейярто купороса при различном содержании двухи трехвалентного железА в растворе 1 низкие концентрации двухвалентного же1,12 1,12 1,12 0,60

0,80 0,56

0,56 Трехвалентное железо не кристаллизуется с медным купоросом, и как видно и6 табл. 2, содержание яШлёзав кристаллах зависит тодько от содержания в растворе двухвалентного железа. Фосфорная кислота такхю. не затряэняет продукт. Использование предлагаемого, способа получения медного купороса обеспечивае по срйвненвгкЬ ссущесгвуюшймй способами следуюодае преимущества: а)возможность значительной интевсифпкаовн продесса и получение меньшег количества HepacTBqpeHHbiX остатков Меди за счет увеличения скфосРй растворения меди; б)экономически выгодное получение высших cqpTOB медного из раст воров i загрязненных железом, i . Формула и 3 о б р е т е. я .и я 1. Споооб получения медного куйороса путем растворения металпическо Й,ме.70

0,02 0,35

0,ОО5

;

0,11

0,03 0,04 .

6,02 5О1 леза в раствс е Получали его окйслением воздухом). Влияние Fe на загрязнение железом 5 .медного Kyncipoca. Таблица 2 --.:.ч..1,-.-.w-,..-,- i iwi -T- Kw fcaoi; ST iira«&i« : ;,rf.: 11-..: . - . ди в серной кислоте в присутствии кислорода.ионов железа и добавки, образующей комплексы с трехвалентным железом, отличающийся тем, что, с целью интёнсй псации процесса в качестве комплексообразующей добавки используют ортофосфорную кислоту. 2.Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и и с я тем, что фтофосфорную кислоту вводят в виде пнро-поли- или метафосфорной кислот. 3.Способ по п. 1, о Г Л и ч а ю щ и и с я тем, что ортофосфорную кисjioTy используют в количестве 3,0 - 3,5 молекул на 1 атом железа. i Источники информации. ; принятые во внимание при 1. Позин М. Е. Технология минеоальнызс солей ,1 970, т. 1, с. 670-674,

Со е жание ( i-F ) растВорСу /о