專利名稱：一種用染料廢渣制備五水硫酸銅和硫酸亞銅的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于有機(jī)化工染料行業(yè)三廢綜合利用的技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種用染料廢渣制備五水硫酸銅和硫酸亞銅的方法。
背景技術(shù)：
染料工業(yè)中活性艷藍(lán)K-NR、堿性紫、還原灰BG、愈創(chuàng)木酚等生產(chǎn)的過程產(chǎn)生大量廢渣，其中含有大量的銅、有機(jī)物質(zhì)和無機(jī)鹽等，而這些廢渣如果直接排放會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)
重影響。其中，活性艷藍(lán)K-NA染料是以氯化銅、溴氨酸、間位酯化合物為原料，經(jīng)過縮合、 過濾、精制、結(jié)晶、分離、干燥等過程而制成產(chǎn)品；在縮合反應(yīng)后過濾過程中產(chǎn)生含銅廢液。 活性艷藍(lán)K-NR生產(chǎn)規(guī)模為每年200噸，每年排放廢渣量為250 300噸；廢渣中含碳酸銅 5.3%,有機(jī)物8.3%，水分55.4%，不容物等雜質(zhì)。其中，堿性紫染料是以二甲基苯胺、苯酚、硫酸銅為原料，經(jīng)過氧化、堿化、酸化等化學(xué)反應(yīng)及過濾、鹽析、干燥等過程而制得產(chǎn)品，在過濾中會(huì)產(chǎn)生含銅廢渣。其廢渣的組成 硫化亞銅23 30%，有機(jī)物20 23%，水為50%，每噸堿性紫產(chǎn)品可產(chǎn)生1. 01噸含銅廢渣。目前，為了減輕廢渣對(duì)環(huán)境的污染，染料工業(yè)所產(chǎn)生的廢渣一般采用焙燒處理，在高溫下廢渣中含有銅化合物被氧化為亞銅，同時(shí)廢渣中的有機(jī)物在高溫下發(fā)生氧化分解反應(yīng)，生成二氧化硫、氧化氮、二氧化碳、鹽酸、水等氣體。該方法雖然處理掉了廢渣中的有機(jī)物，但是對(duì)廢渣中所含有的有價(jià)值元素卻沒有能充分利用，目前也還沒有用染料廢渣制備五水硫酸銅和硫酸亞銅的方法的相關(guān)報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種不僅成本低廉、回收量高、易于實(shí)現(xiàn)，而且生產(chǎn)工藝及生產(chǎn)設(shè)備簡(jiǎn)單的、用染料廢渣制備五水硫酸銅和硫酸亞銅的方法；該方法不僅減少了廢渣對(duì)環(huán)境的污染，同時(shí)充分利用了廢渣中有價(jià)值的元素，創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。為了達(dá)到上述的目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為一種用染料廢渣制備五水硫酸銅和硫酸亞銅的方法，包括如下制備步驟步驟A、將染料廢渣投入到焙燒爐進(jìn)行焙燒，焙燒爐內(nèi)爐溫控制在600 700°C，焙燒得到焙燒混合物；焙燒后染料廢渣中的有機(jī)物氧化成二氧化碳和水氣，染料廢渣中的碳酸銅轉(zhuǎn)變成氧化銅，硫化亞銅轉(zhuǎn)變成氧化亞銅；步驟B、將步驟A中所得的焙燒混合物與鹽酸按照純物質(zhì)的質(zhì)量比1 0. 91投入到第一耐腐蝕反應(yīng)器中進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)生成氯化銅和氯化亞銅混合溶液I ；所述純物質(zhì)指能與鹽酸進(jìn)行反應(yīng)的、焙燒混合物中的氧化銅和氧化亞銅(即實(shí)際投入到耐腐蝕反應(yīng)器內(nèi)的鹽酸的量，為了計(jì)算方便，是分別按照純氧化銅與鹽酸質(zhì)量比1 0.91，氧化亞銅與鹽酸質(zhì)量比1 0.91計(jì)算)；
步驟C、將步驟B中所得的混合溶液I用第一過濾器進(jìn)行過濾；所得濾餅雜質(zhì)送去深埋或者焚燒；步驟D、將步驟C中所得濾液與稀硫酸按照純物質(zhì)的質(zhì)量比1 0.52 0.92投入到第二耐腐蝕反應(yīng)器中進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)生成五水硫酸銅和硫酸亞銅混合溶液II ；所述純物質(zhì)是指能與稀硫酸進(jìn)行反應(yīng)的、濾液中的氯化銅和氯化亞銅(即實(shí)際投入到耐腐蝕反應(yīng)器內(nèi)的稀硫酸的量，為了計(jì)算方便，是分別按照純氯化銅與稀硫酸質(zhì)量比1 0.52 0.92，氯化亞銅與稀硫酸質(zhì)量比1 0.52 0.92計(jì)算)，其中稀硫酸是指體積濃度為18%的硫酸。步驟E、將步驟D中所得的混合溶液II用第二過濾器進(jìn)行過濾；所得濾餅雜質(zhì)送去深埋或者焚燒；步驟F、將步驟E中所得濾液用分級(jí)蒸餾器進(jìn)行分級(jí)減壓蒸餾，得到蒸餾液I和蒸餾液II，剩下的鹽酸溶液返回第一耐腐蝕的反應(yīng)器循環(huán)利用；步驟G、將步驟F中所得蒸餾液I依次用第一冷卻器、第一洗滌器、第一粉碎機(jī)進(jìn)行冷卻結(jié)晶、洗滌包裝得到五水硫酸銅產(chǎn)品；所得蒸餾液II依次用第二冷卻器、第二洗滌器、 第二粉碎機(jī)進(jìn)行冷卻結(jié)晶、洗滌包裝得到硫酸亞銅晶體產(chǎn)品；其中，步驟A中所述染料廢渣為活性艷藍(lán)K-NA染料的廢渣和堿性紫染料廢渣按照 11混合均勻的混合物。本發(fā)明主要是利用生產(chǎn)染料過程中所產(chǎn)生的廢渣，先經(jīng)過焙燒后再用鹽酸進(jìn)行處理，制得氯化銅和氯化亞銅后再用稀硫酸進(jìn)行處理，最終制得五水硫酸銅和硫酸亞銅；該方法不僅生產(chǎn)工藝及其設(shè)備簡(jiǎn)單、成本低廉，有效治理了染料過程中所產(chǎn)生的廢渣制對(duì)環(huán)境的污染，而且能生產(chǎn)出有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的、比較純凈的五水硫酸銅和硫酸亞銅產(chǎn)品，創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。其化學(xué)反應(yīng)方程式為Cu0+2HC1 = = = = CuC12+H20Cu20+2HC1 = = = = 2CuC1+H20 CuC12+H2S04+5H20 = = = = CuSO4 · 5H20+2HC12CuC1+H2S04 = = = = Cu2S04+2HC

圖1是用染料廢渣制備五水硫酸銅和硫酸亞銅的方法的工藝流程示意圖，其中1-焙燒爐，2-第一耐腐蝕反應(yīng)器，3-第一過濾器，4-第二耐腐蝕反應(yīng)器，5-第二過濾器，6-分級(jí)蒸餾器，7-第一冷卻器，8-第一洗滌器，9-第一粉碎機(jī)，10-五水硫酸銅產(chǎn)品， 11-第二冷卻器，12-第二洗滌器，13-第二粉碎機(jī)，14-硫酸亞銅晶體產(chǎn)品。具體的實(shí)施方式實(shí)施例1一種用染料廢渣制備五水硫酸銅和硫酸亞銅的方法，包括如下制備步驟步驟A、將染料廢渣(活性艷藍(lán)K-NA染料的廢渣和堿性紫染料廢渣按照1 1混合均勻的混合物)投入到焙燒爐1進(jìn)行焙燒，焙燒爐1內(nèi)爐溫控制在600 700°C，焙燒得到焙燒混合物；焙燒后染料廢渣中的有機(jī)物氧化成二氧化碳和水氣，染料廢渣中的碳酸銅轉(zhuǎn)變成氧化銅，硫化亞銅轉(zhuǎn)變成氧化亞銅；步驟B、將步驟A中所得的焙燒混合物與鹽酸按照純物質(zhì)的質(zhì)量比1 0. 91投入到第一耐腐蝕反應(yīng)器2中進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)生成氯化銅和氯化亞銅混合溶液；(假設(shè)取焙燒混合物500kg，其中氧化銅300kg，氧化亞銅200kg ；所投入的鹽酸為910kg)。步驟C、將步驟B中所得的混合溶液用第一過濾器3進(jìn)行過濾；所得濾餅雜質(zhì)送去深埋或者焚燒；步驟D、將步驟C中所得濾液與稀硫酸按照純物質(zhì)的質(zhì)量比1 0. 72投入到第二耐腐蝕反應(yīng)器4中進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)生成五水硫酸銅和硫酸亞銅混合溶液II ；步驟E、將步驟D中所得的混合溶液II用第二過濾器5進(jìn)行過濾；所得濾餅雜質(zhì)送去深埋或者焚燒；步驟F、將步驟E中所得濾液用分級(jí)蒸餾器6進(jìn)行分級(jí)減壓蒸餾，得到蒸餾液I和蒸餾液II，剩下的鹽酸溶液返回第一耐腐蝕的反應(yīng)器循環(huán)利用；步驟G、將步驟F中所得蒸餾液I依次用第一冷卻器7、第一洗滌器8、第一粉碎機(jī) 9進(jìn)行冷卻結(jié)晶、洗滌包裝得到923. 63kg五水硫酸銅產(chǎn)品10 ；所得蒸餾液II依次用第二冷卻器11、第二洗滌器12、第二粉碎機(jī)13進(jìn)行冷卻結(jié)晶、洗滌包裝得到405. 05kg硫酸亞銅晶體產(chǎn)品14。實(shí)施例2一種用染料廢渣制備五水硫酸銅和硫酸亞銅的方法，包括如下制備步驟步驟A、將染料廢渣(活性艷藍(lán)K-NA染料的廢渣和堿性紫染料廢渣按照1 1混合均勻的混合物)投入到焙燒爐1進(jìn)行焙燒，焙燒爐1內(nèi)爐溫控制在600 700°C，焙燒得到焙燒混合物；焙燒后染料廢渣中的有機(jī)物氧化成二氧化碳和水氣，染料廢渣中的碳酸銅轉(zhuǎn)變成氧化銅，硫化亞銅轉(zhuǎn)變成氧化亞銅；步驟B、將步驟A中所得的焙燒混合物與鹽酸按照純物質(zhì)的質(zhì)量比1 0. 91投入到第一耐腐蝕反應(yīng)器2中進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)生成氯化銅和氯化亞銅混合溶液；(假設(shè)取焙燒混合物500kg，其中氧化銅300kg，氧化亞銅200kg ；所投入的鹽酸為910kg)。步驟C、將步驟B中所得的混合溶液用第一過濾器3進(jìn)行過濾；所得濾餅雜質(zhì)送去深埋或者焚燒；步驟D、將步驟C中所得濾液與稀硫酸按照純物質(zhì)的質(zhì)量比1 0. 52投入到第二耐腐蝕反應(yīng)器4中進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)生成五水硫酸銅和硫酸亞銅混合溶液II ；步驟E、將步驟D中所得的混合溶液II用第二過濾器5進(jìn)行過濾；所得濾餅雜質(zhì)送去深埋或者焚燒；步驟F、將步驟E中所得濾液用分級(jí)蒸餾器6進(jìn)行分級(jí)減壓蒸餾，得到蒸餾液I和蒸餾液II，剩下的鹽酸溶液返回第一耐腐蝕的反應(yīng)器循環(huán)利用；步驟G、將步驟F中所得蒸餾液I依次用第一冷卻器7、第一洗滌器8、第一粉碎機(jī) 9進(jìn)行冷卻結(jié)晶、洗滌包裝得到666. 56kg五水硫酸銅產(chǎn)品10 ；所得蒸餾液II依次用第二冷卻器11、第二洗滌器12、第二粉碎機(jī)13進(jìn)行冷卻結(jié)晶、洗滌包裝得到四2. Mkg硫酸亞銅晶體產(chǎn)品14。實(shí)施例3一種用染料廢渣制備五水硫酸銅和硫酸亞銅的方法，包括如下制備步驟
步驟A、將染料廢渣(活性艷藍(lán)K-NA染料的廢渣和堿性紫染料廢渣按照1 1混合均勻的混合物)投入到焙燒爐1進(jìn)行焙燒，焙燒爐1內(nèi)爐溫控制在600 700°C，焙燒得到焙燒混合物；焙燒后染料廢渣中的有機(jī)物氧化成二氧化碳和水氣，染料廢渣中的碳酸銅轉(zhuǎn)變成氧化銅，硫化亞銅轉(zhuǎn)變成氧化亞銅；步驟B、將步驟A中所得的焙燒混合物與鹽酸按照純物質(zhì)的質(zhì)量比1 0. 91投入到第一耐腐蝕反應(yīng)器2中進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)生成氯化銅和氯化亞銅混合溶液；(假設(shè)取焙燒混合物500kg，其中氧化銅300kg，氧化亞銅200kg ；所投入的鹽酸為910kg)。步驟C、將步驟B中所得的混合溶液用第一過濾器3進(jìn)行過濾；所得濾餅雜質(zhì)送去深埋或者焚燒；步驟D、將步驟C中所得濾液與稀硫酸按照純物質(zhì)的質(zhì)量比1 0. 92投入到第二耐腐蝕反應(yīng)器4中進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)生成五水硫酸銅和硫酸亞銅混合溶液II ；步驟E、將步驟D中所得的混合溶液II用第二過濾器5進(jìn)行過濾；所得濾餅雜質(zhì)送去深埋或者焚燒；步驟F、將步驟E中所得濾液用分級(jí)蒸餾器6進(jìn)行分級(jí)減壓蒸餾，得到蒸餾液I和蒸餾液II，剩下的鹽酸溶液返回第一耐腐蝕的反應(yīng)器循環(huán)利用；步驟G、將步驟F中所得蒸餾液I依次用第一冷卻器7、第一洗滌器8、第一粉碎機(jī) 9進(jìn)行冷卻結(jié)晶、洗滌包裝得到1179. 30kg五水硫酸銅產(chǎn)品10 ；所得蒸餾液II依次用第二冷卻器11、第二洗滌器12、第二粉碎機(jī)13進(jìn)行冷卻結(jié)晶、洗滌包裝得到517. 57kg硫酸亞銅晶體產(chǎn)品14。上述實(shí)施例，只是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非用來限制本發(fā)明實(shí)施范圍，故凡以本發(fā)明權(quán)利要求所述的特征及原理所做的等效變化或修飾，均應(yīng)包括在本發(fā)明權(quán)利要求范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用染料廢渣制備五水硫酸銅和硫酸亞銅的方法，其特征在于包括如下制備步驟步驟A、將染料廢渣投入到焙燒爐進(jìn)行焙燒，焙燒爐內(nèi)爐溫控制在600 700°C，焙燒得到焙燒混合物；焙燒后染料廢渣中的有機(jī)物氧化成二氧化碳和水氣，染料廢渣中的碳酸銅轉(zhuǎn)變成氧化銅，硫化亞銅轉(zhuǎn)變成氧化亞銅；步驟B、將步驟A中所得的焙燒混合物與鹽酸按照純物質(zhì)的質(zhì)量比1 0.91投入到第一耐腐蝕反應(yīng)器中進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)生成氯化銅和氯化亞銅混合溶液I ；步驟C、將步驟B中所得的混合溶液I用第一過濾器進(jìn)行過濾；所得濾餅雜質(zhì)送去深埋或者焚燒；步驟D、將步驟C中所得濾液與稀硫酸按照純物質(zhì)的質(zhì)量比1 0.52 0.92投入到第二耐腐蝕反應(yīng)器中進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)生成五水硫酸銅和硫酸亞銅混合溶液II ；步驟E、將步驟D中所得的混合溶液II用第二過濾器進(jìn)行過濾；所得濾餅雜質(zhì)送去深埋或者焚燒；步驟F、將步驟E中所得濾液用分級(jí)蒸餾器進(jìn)行分級(jí)減壓蒸餾，得到蒸餾液I和蒸餾液 II，剩下的鹽酸溶液返回第一耐腐蝕的反應(yīng)器循環(huán)利用；步驟G、將步驟F中所得蒸餾液I依次用第一冷卻器、第一洗滌器、第一粉碎機(jī)進(jìn)行冷卻結(jié)晶、洗滌包裝得到五水硫酸銅產(chǎn)品；所得蒸餾液II依次用第二冷卻器、第二洗滌器、第二粉碎機(jī)進(jìn)行冷卻結(jié)晶、洗滌包裝得到硫酸亞銅晶體產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的用染料廢渣制備五水硫酸銅和硫酸亞銅的方法，其特征在于步驟A中所述染料廢渣為活性艷藍(lán)K-NA染料的廢渣和堿性紫染料廢渣按照1 1混合均勻的混合物。
全文摘要
本發(fā)明屬于有機(jī)化工染料行業(yè)三廢綜合利用的技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種用染料廢渣制備五水硫酸銅和硫酸亞銅的方法；本發(fā)明主要是利用生產(chǎn)染料過程中所產(chǎn)生的廢渣，先經(jīng)過焙燒后再用鹽酸進(jìn)行處理，制得氯化銅和氯化亞銅后再用稀硫酸進(jìn)行處理，最終制得五水硫酸銅和硫酸亞銅；該方法不僅生產(chǎn)工藝及其設(shè)備簡(jiǎn)單、成本低廉，有效治理了染料過程中所產(chǎn)生的廢渣制對(duì)環(huán)境的污染，而且能生產(chǎn)出有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的、比較純凈的五水硫酸銅和硫酸亞銅產(chǎn)品，創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號(hào)C01G3/10GK102344161SQ201110182738
公開日2012年2月8日 申請(qǐng)日期2011年7月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月1日
發(fā)明者王嘉興 申請(qǐng)人:馮若愚