12069-69-1 / 堿式碳酸銅的制備及應用

背景及概述^[1][2]

堿式碳酸銅屬于精細化工領域，主要用于有機催化劑、殺菌劑、電子陶瓷、原油貯存脫堿劑等。通常以綠色堿式碳酸銅和藍色堿式碳酸銅[2Cu(CO)₃·Cu(OH)₂]的形式存在?？勺鞯蜏仡伾缘闹珓?。今多使用化工原料碳酸銅，直接配入低溫色釉中。

制備^[2-3]

一、一種高純堿式碳酸銅的制備方法，無副產品和廢料生成，原料利用率高，成本低，無污染。包括如下步驟：

（1）制備氨水：將液氨在0.2MPa壓力下通入去離子水和液氨制備濃度為10%～12%的氨水，儲存備用；

（2）浸取合成反應：將純度≥99.9%的條狀電解銅裝入化銅池內，泵入步驟（1）中制得的氨水至淹沒電解銅，然后按碳酸氫銨/氨水摩爾比≥2向化銅池內加入碳酸氫銨，并用空壓機從化銅池底部鼓入空氣，使化銅池中的空氣壓力為1.01×10⁵～10⁶Pa,控制反應溫度60℃～70℃，至反應符合硫酸試驗；

（3）過濾：用泵將步驟（2）中化銅池內3/4的銅銨溶液抽取到過濾器內粗過濾后引入精密過濾器精過濾，最后用泵打入反應釜內；

（4）熱分解：利用空壓機向反應釜內鼓入空氣，并將反應釜內升溫至80～100℃，進行二次氧化和氣提，除去經兩次過濾未分離的微量銅粉，同時也使銅氨化合物發生分解反應生成堿式碳酸銅，檢測其分解反應后含有堿式碳酸銅的混合料液中銅離子濃度小于10g/L時，分解反應結束；而熱分解出來的含有氨氣和二氧化碳的水蒸氣隨空氣進入冷凝器，冷凝時生成的碳化氨水送入濃氨水制備槽待用；

（5）甩水、漂洗：將熱分解反應得到的含有堿式碳酸銅的混合料液打入離心機，先甩盡其中的母液，然后用去離子水洗滌至洗滌水中的氯離子質量濃度≤20ppm時結束洗滌，從離心機中吊出含有少量水份的堿式碳酸銅；

（6）烘干、粉碎：將步驟（5）中含有少量水分的堿式碳酸銅送至設定溫度為50～70℃的烘箱中烘至水分≤2%后粉碎，并通過100目過篩后粉碎、包裝，既得堿式碳酸銅產品。

二、一種酸性蝕刻廢液生產堿式碳酸銅的方法，所述酸性蝕刻廢液生產堿式碳酸銅的方法包括以下步驟：

步驟一 對蝕刻廢液進行預處理，在酸性蝕刻廢液中添加過氧化鈉并攪拌分散至溶液中的Cu⁺ 全部轉化為Cu²⁺；

步驟二 將預處理后的蝕刻廢液加入調節劑， 過濾去除溶液中的不溶雜質后制得二價銅離子的溶液；

步驟三 將配制好的質量比例為1:6的小蘇打溶液和步驟二中制得的銅離子溶液同時滴加入原液中反應。

步驟四 反應完全后過濾得到堿式碳酸銅潮品，所述潮品堿式碳酸銅經干燥得到堿式碳酸銅。

應用^[4]

一種由堿式碳酸銅連續生產高純低氯電鍍級氧化銅的方法，包括以下步驟：

（1）在制備容器內預先裝入水，向制備容器內通入液氨，使制備容器內氨水濃度達85~135g/L，然后通入高純二氧化碳制備碳化氨水，同時開啟冷卻水管閥門通水冷卻，將得到的碳化氨水打入貯存容器；

（2）將銅料裝入化銅池中，由貯存容器向化銅池注入步驟（1）所得的碳化氨水；

（3）封死化銅池蓋，鼓入空氣反應，反應按如下反應式進行：

2Cu+2(NH₄)₂CO₃+O₂=2Cu(NH₃)₂CO3 +2H₂O

當檢測到銅氨液中銅離子濃度達85~120g/L時，停止鼓空氣，向銅氨液中加入雙氧水充分反應后出銅氨料液；

（4）將步驟（3）所得的銅氨料液打入過濾器過濾，將濾液注入貯液容器；

（5）開啟復式離心薄膜蒸發器，通入蒸汽，將步驟（4）所得的貯液容器中的濾液打入蒸發器，在蒸發器中發生如下蒸氨反應：

3Cu(NH₃)₂CO₃ +H₂O=2CuCO₃ Cu(OH)₂+6NH₃↑+ CO₂↑

從蒸發器底部放出含有堿式碳酸銅的混合料液并打入儲料容器；

（6）啟動離心機將步驟（5）得到的含有堿式碳酸銅的混合料液放入離心機，甩盡原有的液體后再用去離子水洗滌后出料；

（7）將步驟（6）中離心機所出料裝入烘箱，當物料含水≤2%時出料；

（8）將步驟（7）所得烘干后的物料粉碎，100目過篩，分析，稱重，包裝，得到高純堿式碳酸銅；

（9）開啟連續制備電鍍級氧化銅的內壁無結垢回轉電爐，將步驟（8）得到的高純堿式碳酸銅加入回轉電爐內煅燒得氧化銅粉并進一步冷卻、過篩得氧化銅成品，其反應按如下反應式進行：

CuCO₃·Cu(OH)₂=2CuO+CO₂↑+H₂O。

主要參考資料

[1] 景德鎮陶瓷詞典

[2] CN201410200285.3 一種高純堿式碳酸銅的制備方法

[3] CN201811651133.X 一種酸性蝕刻廢液生產堿式碳酸銅的方法

[4] CN201210559223.2 一種由堿式碳酸銅連續生產高純低氯電鍍級氧化銅的方法