專利名稱：氧化亞銅制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于無機化工原料制備工藝領(lǐng)域，涉及到氧化亞銅制備方法。它提供了濕法制備氧化亞銅粉末的新工藝。應(yīng)用這項新工藝，可以經(jīng)濟而有效地制得純度高、粒度細、晶型完整的深紅色氧化亞銅粉末。
氧化亞銅作為無機化工原料，在顏料、船舶、涂料、焊膏、催化劑、濕法冶金等方面都有特殊用途。它的產(chǎn)量正在逐年增長。
工業(yè)上生產(chǎn)氧化亞銅的方法主要有燒結(jié)法、電解法、葡萄糖還原法等。燒結(jié)法先將氧化銅和銅粉混合然后在1000℃左右進行固-固反應(yīng)，生成氧化亞銅。在惰性氣氛下冷卻后再用磨細設(shè)備將燒結(jié)產(chǎn)物磨細。這一方法勞動條件差，能量消耗大，氧化亞銅純度低。采用銅電極電解方法雖能產(chǎn)出質(zhì)量較好的氧化亞銅。但電耗大，生產(chǎn)效率較低。葡萄糖還原法則需要消耗昂貴的原料，生產(chǎn)成本較高。為了改進現(xiàn)有的工藝，研究開發(fā)了不少濕法制備氧化亞銅的新方法。與本發(fā)明相近似的方法有蘇聯(lián)專利994409報導(dǎo)的用氫作還原劑，在高壓釜內(nèi)將硫酸銅溶液還原成氧化亞銅的工藝。該方法產(chǎn)品純度較高，但過程中需添加銅粉，工藝參數(shù)控制范圍比較窄，氧化亞銅的收得率約95%。蘇聯(lián)專利891565報導(dǎo)了醋酸銅溶液加壓氫還原制備氧化亞銅的工藝。這一方法采用了便宜的氫作還原劑，卻使用了昂貴的化學(xué)試劑、而且由于醋酸銅溶液溶解度的限制，產(chǎn)率較低。所獲得的氧化亞銅粉末粒度在10μ以上。美國專利3833717報導(dǎo)的銅氨溶液加壓氫(或一氧化碳)還原，氫氧化物沉淀制備氧化亞銅法，該法首先加氨到含銅溶液中，使銅與氨形成絡(luò)合物，然后用氫(或一氧化碳)于高壓釜中，在不超過180℃和14Kg/Cm2的條件下進行還原反應(yīng)，使銅離子還原為亞銅離子。高壓釜冷卻到90℃以下后，再加入NaOH等堿溶液，使氧化亞銅沉淀析出，然后又需在常壓下再次加熱高壓釜，排除95%的氨(可返回流程使用)。得到的漿液經(jīng)過濾、洗滌，真空干燥，得黃色氧化亞銅，該工藝流程復(fù)雜，還原和沉淀過程分兩步進行，延長了生產(chǎn)周期;此外，氨的回收需消耗能量，增加生產(chǎn)成本，其產(chǎn)品的產(chǎn)率和質(zhì)量均未報導(dǎo)。
本發(fā)明的目的是針對已有技術(shù)中存在的問題，改進現(xiàn)有的濕法制備氧化亞銅方法，以降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量，制備超細氧化亞銅粉。
為了達到這一目的，采用了一個簡單的加壓氫還原物料體系，即采用純水作為分散介質(zhì)與氧化銅或堿式碳酸銅制成漿液，在高壓釜內(nèi)直接進行漿化氫還原，一步產(chǎn)出氧化亞銅超細粉末。
堿式碳酸銅或氧化銅可以從銅氨溶液蒸氨沉淀獲得，也可以從從硫酸銅溶液用碳酸鈉中和沉淀制得。所獲得的碳式碳酸銅，可過濾洗滌后用水制成漿液進行氫還原，也可不經(jīng)過過濾、洗滌工序，直接進行氫還原。
氫還原條件為漿液中總銅濃度為10-100克/升，溫度130-180℃。氫分壓15-35公斤/厘米2左右，反應(yīng)時間30-120分。并控制反應(yīng)的終點PH值在3.0-5.0范圍內(nèi)。
為促成和加快反應(yīng)，可添加微量氯化鈀作催化劑，其用量范圍Pd++2.4毫克～24毫克/升。
堿式碳酸銅轉(zhuǎn)化為氧化亞銅的過程可用下式表示
采用本發(fā)明以制備氧化亞銅粉，其原料來源可以多種多樣，凡從含銅物料濕法處理中間產(chǎn)品，例如堿式碳酸銅、氧化銅、硫酸銅均可。這樣的中間產(chǎn)品，來源是充足的，價格比最終產(chǎn)品銅便宜。
本工藝簡單，流程短，原料便宜，氧化亞銅產(chǎn)品純度高，(氧化亞銅純度＞98%，化工部部頒標準為95%)，粒度小于1.0μ而且均勻，晶型完整，深紅色(或者血紅色)。本工藝具有較大的實用經(jīng)濟價值。
例1.含銅約55%的干堿式硫酸銅116g與1000ml水制成漿液，12mg/lPd++，在155℃，PH2＝20Kg/Cm2的條件下反應(yīng)45分，最終PH＝3.36，所獲產(chǎn)品中含氧化銅98.78%，轉(zhuǎn)化率＞99%。
例2.含銅約55%的干堿式碳酸銅116g與1000ml水制成漿液，6mg/lPd++，在135℃，PH2＝20Kg/Cm2條件下，反應(yīng)120分，最終PH＝3.60，所獲產(chǎn)品中含氧化亞銅98.23%，轉(zhuǎn)化率99%。
例3.含銅約55%的干堿式碳酸銅116g與1000ml水制成漿液，12mg/lPd++，在155℃，PH2＝22.5Kg/Cm2條件下，反應(yīng)60分，最終PH＝4.5，所獲得產(chǎn)品中含氧化亞銅98.81%，轉(zhuǎn)化率99%。
例4.含銅約55%的干堿式碳酸銅116g，與1000ml水制成漿液，12mg/lPd++，在155℃下反應(yīng)120分，最終PH＝5.30，所獲產(chǎn)品中含氧化亞銅48.10%，金屬銅51.59%。
例5.含銅79.3%的氧化銅粉79g與1000ml水制成漿料，12mg/lPd++，在155℃下反應(yīng)33分，所獲產(chǎn)品中含氧化亞銅83.20%。
權(quán)利要求
1.從含銅物料用濕法加壓氫還原制備氧化亞銅的方法，其特征在于采用純水作分散介質(zhì)、與堿式碳酸銅或氧化銅制成漿液，直接進行加壓氫還原生產(chǎn)氧化亞銅超細粉末。
2.按權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于加壓氫還原條件為，總銅濃度10-100克/升，溫度130-180℃氫分壓15-35公斤/厘米2。
3.按權(quán)利要求1、2所述的方法，其特征在于為加快和促成反應(yīng)，在漿液中加入少量氯化鈀作催化劑，其用量為2.4-24毫克/升。
4.按權(quán)利要求1、2所述的方法，其特征在于保證最終PH在3.0-5.0范圍內(nèi)。
全文摘要
研究開發(fā)了新的濕法制取超細氧化亞銅粉末的方法。本發(fā)明的特點在于采用純水與堿式碳酸銅或氧化銅制成漿液，在總銅濃度為10-100克/升，溫度130-180℃，氫分壓pH＝15-35公斤/厘米
文檔編號C01G3/02GK1032151SQ87106540
公開日1989年4月5日 申請日期1987年9月24日 優(yōu)先權(quán)日1987年9月24日
發(fā)明者毛銘華, 涂桃枝, 杜士奎 申請人:中國科學(xué)院化工冶金研究所