空气湿法氧化法生产硫酸铜工艺

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第 １ 第 ４期 ９卷 １９ ９９ 年 ８月
江　
西　
冶　
金　
Ｖｕ ． ９． Ｎｏ． １ １ ４
Ａ ＧＸＩ Ｍ ＥＴ ＡＬＬＵＲＧＹ　
Ａｕ ｕ ｔ ｇ ｓ　
１９ ９９
文 章 编 号 ：０ ６２ ７ （９ ９ ０ －０ ９ｏ １０ ．７ ７ １９ ）４０ ２ －３
２
空 气 湿 法 氧 化 法 生 产 硫 酸 铜 工 艺　
（ ． 西省 稀 土研究 所 ， 西 南 昌 Ｉ江 江
３０ １ ２ 江 西 农 业 大 学 ， 西 南 昌 ３０ １ ） ３０ ３ 江 ３０ ３
摘　
要 ： 介 绍 了以 紫杂 铜为 原科 空 气湿 法 氧化 制取 硫酸 铜 的生 产工 艺 ． 产过 程 中 生
影 响饵素 和控制 条件 。
关
键
词 ： 空 气 湿 法 氧 化 ； 酸 铜 ； 艺 硫 工
文 献 标 识 码　
） 也 士
Ｂ ｆ
中图 分类 号 ：
Ｔｅ ｈｎ ｌ ｇ ｆＰｒ ｄ ｔｎ Ｃｏ ｐｅ ｕｌ ｈ ｅ ｃ ｏ ｏ ｙ ｏ ｏ ｕｅ ｉ ｇ ｐ ｒ Ｓ ｐ ａｔ Ｕｓｎｇ Ｗ ｅ ｄ ｉ ｎ ｂ Ａｉ ｉ ｔ Ｏｘ ａｔｏ ｙ ｒ
１
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工 业 上 用 紫 杂 铜 生 产 硫 酸 铜 有 ３种 方 法… ， 第一 种 方 法 是 直 接 甩 铜 与 浓 硫 酸 发 生 化学反应 ， 化学反应式为 ： 其
△
Ｃ Ｏ＋ Ｓ ， 稀 ） ｕ Ｏ（ 一
ｃｓ ｜ ０ ｕｏ ＋
该 法 生 产 设 备 简 单 ， 有 环境 污 染 ， 原料 仅 没 但 限 于 铜 粉 等 ， 紫 杂 铜 的 生 产 加 工 成 本 相 当 对 高 。第 三 种 方 法 就 是 空 气 湿 法 氧 化 法 ． 用 紫 杂 铜 生产 硫 酸铜 其 反 应 方 程 式 如 下 ：
２ ｕ＋ Ｃ ＋ ２ ２Ｏ 稀 ） Ｈ Ｓ ，（ 一 ２ ￣ｏ ＋ ｃｓ ！
ｃ ｕ＋２ Ｓ ４ 浓 ） Ｏ （
ＣＳ ＋ｓ ２十 ＋２ ２ ｕＯ ｏ Ｈ０
由于 反 应 中产 生 大 量 的 ｓ 气 体 ， 重 污 染 严
环 境 。 第 二 种 方 法 是 先 将 铜 氧 化 ， 后 利 用 然
氧 化物 与稀 硫 酸 发 生 反 应 生 成 硫 酸 铜 ， 应 反
式如下 ：
△　
２ Ｃｕ ＋
￣
２ｃｕ ｏ　
２ ０＋热 量
啦 薯 日 期 ：９ ８１－５ １９ ．１ Ｏ
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西
冶
盒　
９ ９年 ８月 ９
映 。 图 ２显 示 紫 杂铜 中铜 丝 的百 分 含 量 与升　
ｌ 工 艺 流 程 及 试 验 过 程　
１ １ 工 艺 流 程 ．
温 时 间 成 反 比 。考 虑 紫 杂 铜 的 来 源 ， 择 铜 选
丝 含 量 为 ７ ％ 的紫 杂 铜 。 ０
生 产工 艺 流 程 见 图 １ 。
２ １２ 反 应 釜 中 铜量 的 影 响 ．． 图 ３可 以 看 出 ， 量 与 升 温 时 问 成 反 比 ， 铜 选 择 铜 量 保 持 在 ２０ ０ｋ ０ ｇ左 右 。
２ １３ 酸 度 对 升 温 时 间 的 影 响 ．．
反应 釜 内 起 始 酸 度 对 升 温 的 影 响 见 表　
４０
３ ０　
留　
礴 索 ２ ０
ｌ ０
圈 １ 硫 酸铜 生产 工艺 漉程　
２ ０ ４０ ６ ｏ ８ ｏ ｌ ｏ０
１ ２ 试 验 过 程 ．
铜 丝台 量 ， ％ 围 ２ 铜 丝 量 与 升 温 时 间 关 系　
用 工业 酒 精 点 火 烧 去 紫 杂 铜 表 面 的 有 机　
物 ， 却后 待 用 。 溶 铜 釜 内加 入 一 定 量 的 紫 冷 杂 铜 和 稀 硫 酸 溶 液 ， 动 循 环 泵 ， 过 射 流 装 启 通 置 带 人 空 气形 成 微

泡 。 约 ８ｈ后 温 度 上 升 到 工作 温 度 ， 过 调 节 冷 却 水 来 维 持 工 作 温 度 。 通
当 比 重 达 到 １ ３ ｇｃ 以 上 ， 度 降 到 ｌ ０ ． ８ ， 酸 Ｏ　
ｇＬ左 右 ， ， 向溶 铜 釜 连 续 以 一 定 流 量 进 酸 ， 连　
续 出料 ， 液 经 沉 降 机 械 除 杂 质 后结 晶 ， 水 科 用
冲洗去结晶物 表面 的游 离酸 ， 离心机 甩 干后　
成硫酸铜产 品。
铜量 ． 【
２ 试 验 结 果 与 讨 论　
２ １ 影 响 升 温 时 问的 因素 ．
围 ３ 铜 ■ 与 升 温 时 间 关 系　
溶 铜 过 程 无 外 加 热 源 ， 系 温 度 的 上 升 体 是 靠反 应 放 热 ， 温 起 动 时 反应 速 度 慢 ， 热 室 放
少 ， 度上 升 也 慢 。若 条 件控 制 不 好 ， 十 小 温 几
裹 １ 酸 度 与 升 温 时 间 的 对 应 关 系　
酸 度 ．１ Ｉ【 ｌ ０ 【ｏ ｌ５ ２ｏ ． ２５ ３ｏ ３５
升 温时间 ． 未刊温 ｈ
３ ２
ｌ ８
１ ２
８
７５
时 都 达 不 到 温度 。试 验 证 明 铜 的 质 量 、 的 铜 数 量 及 酸 度 对 升 温 时 间 有 很 大 的影 响 。
２ １ １ 铜 丝 含 量 的 影 响 ．． 铜 丝 含 量 是 铜 的 表 面 积 大 小 的 直 观 反 从 表 ｌ 出 ， 度越低升温时问越长 ， 看 酸 甚　
至不 能升 到 工 作 温 度 ， 酸 度 过 高 会 产 生 如 但
下负 面影 响 ： 产 环 境 差 ， 品 酸 度 ； 大 洗 生 产 增
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第 ｌ ９巷 第 ４期
陈 曙 生 等 ： 气 湿 法 氧 化 法 生 产 硫 酸 铜 工 艺 空
３ ? １
水 量 会 使 母 液 膨 胀 ， 高 浓 度 溶 液 极 易 结 晶 且 不 利 于 连 续 生 产 。 因 此 ， 生 产 过 程 中一 般 在
选 择 ２． ５～３ ０ｍ ｌ 起 始 酸 度 。 ． ｏ 的 ２ ２ 工 作 温 度 的 控 制 ．
定 连 续 生 产 就 必 须 保 持 母 液 平 衡 。母 液 是 具　
有一 定 酸度 的 硫 酸 铜 饱 和 溶 液 ， 液 增 加 的 母 环 节 来 自于 硫 酸 铜 结 晶 的 洗 涤 ， 应 水 的 生 反 成 及硫 酸 的 加 入 ； 液 减 少 的 环 节 主 要 是 五 母
溶 铜 的 工 作 温 度 控 制 在 ８ ℃ ～８ ℃ 是 ０ ５
此 法 生 产 硫 酸 铜 的 关 键 。 热 量 的 来 源 来 自 于 反 应 放 热 ， 热 的 多 少 是 由反 应 速 度 决 定 的 。 放
水 硫 酸 铜 的 结 晶 及 水 蒸 汽 的 挥 发 。洗 涤 每 吨　
产 品 的用 水 量 必 须 小 于 ３ ０ ｋ 。洗 涤 时 采 取 ６ ｇ
少 量多 次 的 方 法 ， 产 品 的 游离 酸达 到

要 求 。 使 另 外 ， 求 溶 铜 釜 出来 的 待 结 晶 液 酸 度 要 尽 要
量 低　
铜 的 表 面 积 输 入 空 气 的 多 少 ， 气 在 溶 铜 釜 空 中 的 分 散 状 态 及体 系 的 酸 度 都对 反 应 速 度 有 很大 的影 响 。 热 量 的 散 失 主 要体 现 在 反 应 釜 及循 环管 道 的 热辐 射 、 稀 酸 溶 液 的吸 热 、 冷 冷 空气 的 吸 热 及 冷 却 水 的 吸 热 （ 度 过 高 时 温 用 ） 当 反应 放 热 与 热 量 的 散 失 达 到平 衡 时 。 才 能 维 持 正 常 的工 作 温 度 。 因此 在生 产 过 程 中必 须 控 制 以下 几 点 ： （ ） 铜 釜 内尽 量 要 有 较 多 的铜 ， 应 一 １溶 反
段时间后要及时补加铜 。
３ 结 语　
（ ） 工 艺 生 产 硫 酸 铜 无 需 外 加 蒸 汽 等 １本
热 源 ， 需 配 套 空 气 压 缩 机 等 供 风 设 备 ， 耗 无 电 低 于 １０ｋ Ｉｔ 品 ， 低 了生 产 成 本 ０ Ｗ? 产 ｄ 降
（ ） 产 过 程 在低 酸 度 下 运 行 ， 气 中含 ２生 废
硫 酸低 于 ６ ｇｍ ， ０ｍ ｔ ３ 又无 废 水 排 放 ， 环 境 不 对
会 造 成 污染 。 （ ） 液 处 于 封 闭 循 环 运 行 ， 属 收 率 大 ３母 金
于 ９ ％。 ８
（ ） 环 泵 的功 率 要 足 够 大 ， 能带 进 尽 ２循 才
量 多 的 空气 。
（ ） 应 酸 度 不 能 低 于 １０ Ｌ ３反 ０ 。 （ ） 制 流 人 反 应 釜 稀 酸 流 量 ， 维 持 釜 ４控 来 内 酸度 、 度 、 浓 温度 的 相对 稳 定 （） ５ 温度 过 高 时 硫 酸 铜溶 液极 易结 晶 ， 不　
（ ） 铜 原 料 应 用 范 围广 ， 需 对 原 料 进 ４对 无 行变形加工 ， 艺简单 ， 作方便 。 工 操
参 考 文 献　
利 于 空气 进 入 和 连 续 操 作 ， 加 冷 却 水 进 行 应
调节 。
１ 詹 益 兴 ． 工 小 商 品 生 产 法 ［ 第 十 集 长 秒 ： 南 科 化 ＭＪ 湖 学 技 术 出 版 社 ，９ ２ １８ Ｌ９ ；７ ２ 魏 民 星 等 ． 种 新 型 的 溶 铜 装 置 ｆ ］ 有 色 盒 届 （ 炼 部 一 Ｊ 冶
分 ） １９　（ ） １ ．９ １ ４ ：０～１ １
２ ３ 母 液 循 环 平衡 的控 制 ． 本 工 艺 的母 液 处 于 封 闭 循 环 状 态 ， 稳 要
（ 文 翻译 英
卢
宏）
（ 接第 １ 上 ３页 ）
（ ） 磨 机 制 粉 能 力 提 高 ， 粉 时 间 由 原 １球 制 １ ． ｈ缩 短 到 １ ， 年 可节 约 电耗 ３ ６５ ２ｈ 每 ６万元 。 （ ） 消 二 次 风 机 ， 低 设 备 能 耗 ， 年 ２取 降 一
可节约 ２ ５万 元 。
量也大大减轻。 （） 用大布袋除尘后 ， ３使

测试 煤 粉 排 放 浓 度 ７ ｅｍ 左 右 ， 尘 、 灰 效 果 极 佳 ， 布 ０ｍｄ ￣ 除 清 且
袋除 尘 器 运 行 可靠 ， 保 系 统 排 尘 浓 度 达 标 ， 确 解 决 了长 期 以来 环 境 污 染 的 问题 。
４ ２ 效 益 ．
（ ） 少 浪 费 。 以改 造 前 每 天 跑 、 煤 粉 ３减 漏 ２ｔ ， 年 减 少 损 失 ２ 计 每 ２万 元 。 以上 仅 为 直 接 效 益 ， 算 上 高 炉 降 低 焦 如 比及 提 高 喷 煤 比 对 炉 内 反 应 的 间 接 效 益 ， 一　
年 即可 收 回全 部 投 资 。
（ 文 翻泽 英 胡 山）
对 喷 煤 制 粉 系 统 改 造 后 的效 益 进 行 了测 算 ， 年 直接 经 济 效 益 达 ８ 每 ３万 元 具体 分 析　
如下 ：

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