Меню Рубрики

Установка производству медного купороса

Производство медного купороса — технология и советы.

2-я технология.
Применяется сернокислотный электролит мелкая медь (проволока, стружка, мелкие детали, дробь) и нагрев до 80 градусов. Тут через слой металла в электролите продувается горячий воздух и в общем идет растворение меди в кислоте и получение медного купороса, который выделяют кристаллизацией. Допустим, весь день вы продували воздух, а на ночь электролит слили в отдельную емкость и у вас там сульфат меди выделится в виде кристаллов. Хороший способ, но долгий и дает купорос с примесью серной кислоты. Реакция идет по формуле H2SO4+Cu+O=CuSO4+H2O

3-й способ
Нужна окись меди или медная окалина и сернокислотный электролит. В электролит добавляем окись меди с небольшим избытком и нагреваем осторожно. При 60-80 градусов начнется реакция (бурное кипение, которое можно сбить холодной водой). При этом получается хороший медный купорос, но теряется часть меди. Оставшуюся медь можно снова обжечь и пустить на переработку. Требует больших затрат на получение окалины или осксида меди. Все это выражается формулой Cu+H2SO4=CuSO4+H2O

4-й способ
Получение купороса прямым растворением в азотной кислоте с последующим добавлением в раствор серной. Принцип получения такой. В разбавленной горячей азотной кислоте растворяется медь. Осторожно, при этом выделяется окись азота, которая опасна для здоровья. Желательно, чтобы в результате реакции прореагировала вся HNO3. Потом туда добавляется серная кислота из расчета, что от азотки отойдет и к ней присоединится вся растворенная медь. В результате в растворе получиться снова азотная кислота, только ее будет в 2 раза меньше и раствор медного купороса. Кто меня понимает — тот сам может пересчитать и понять все цифры. Способ очень простой, купорос получается отличного качества, но достаточно сложный и требует дополнительно расхода азотной кислоты, хотя улетающую окись азота можно улавливать и получать снова азотную кислоту. Но это на любителя.
Все описанное делал своими руками. Интересно почитать ваши комментарии. Готов на них ответить .

источник

ПРОИЗВОДСТВО МЕДНОГО КУПОРОСА ИЗ МЕДНОГО ЛОМА Теоретические основы процесса

В отсутствие окислителей, в частности кислорода воздуха, в. разбавленной серной кислоте медь практически не растворяется. Она с достаточной скоростью растворяется в горячей концентриро­ванной серной кислоте, но осуществлять этот процесс нерациональ­но, так как при этом половина затрачиваемой кислоты восстанав­ливается до SO2, окисляя медь в окись меди, которая и раство­ряется в серной кислоте, образуя медный купорос. Схема этого— процесса может быть выражена следующими уравнениями реак­ций:

Си + 2H2S04 = Си S04 + 2Н20 + S02

С целью экономии серной кислоты окисление меди производят кислородом воздуха одновременно с процессом «натравки», т. е. растворения в серной кислоте. Медный лом предварительно пере­плавляют для рафинирования (очистки от примесей Fe, Zn, Al, Pb — и др.) и придания ему формы, удобной для растворения — пусто­телых гранул, обладающих большой поверхностью, что ускоряет растворение в кислоте в 5—10 раз.

Очистка и грануляция медного лома

Чистая медь плавится при 1084°, а в присутствии примесей — при более низкой температуре. Примеси летучих металлов и окис­лов — металлический цинк, трехокиси мышьяка и сурьмы — уда­ляются при нагревании меди до ее расплавления. При расплавле­нии медь окисляется до закиси меди, устойчивой выше 1100°. За­кись меди накапливается на поверхности расплавленной мед№ В твердом (до 1200°) и в жидком (выше 1235°) виде и частично растворяется в меди, а затем вступает во взаимодействие с приме­сями, например:

По мере расходования растворенной закиси меди новые ее ко­личества переходят с поверхности в раствор, и медь подвергается дальнейшему окислению.

Образующиеся окислы железа, магния, кальция и других ме­таллов не растворимы в меди и переходят в шлак, всплывающий на поверхность металла. Вследствие взаимодействия закиси меди — в некоторыми окислами (например, с окисью железа с образова­нием феррита меди) часть ее также переходит в шлак и содержа­ние в нем СщО достигает 30—40%.

После окисления, ошлакования примесей металлов и удаления шлака температуру в печи немного снижают с целью окисления присутствующей в меди полусернистой меди: Cu2S + 2Cu20 6Cu + S02

Эта реакция протекает бурно, и выделяющаяся двуокись серы увлекает брызги меди с образованием «медного дождя» («кипение» массы).

В производстве медного купороса дальнейшая очистка меди не требуется, а присутствие в ней кислорода и двуокиси серы необхо­димо для получения пористых и пузыристых гранул. Растворимость газов в расплавленной меди возрастает с повышением темпера­туры. В твердой меди, нагретой даже до температуры плавления, растворимость газов незначительная. Процесс гранулирования с получением пузыристой и пористой меди основан на быстром вы­делении газов при внезапном охлаждении и затвердевании рас­плавленной меди. Это осуществляется выливанием ее тонкой стру­ей в холодную воду.

Серы, содержащейся в меди, обычно недостаточно для образо­вания полых гранул. Поэтому в период «кипения» расплавз в него Добавляют некоторое количество полусернистой меди или комовой серы (1 —1,5%). Образующаяся при этом двуокись серы раство­ряется в меди, а при ее грануляции выделяется и раздувает капли меди в пустотелые шарики с тонкими стенками.

Растворение меди в серной кислоте (натравка)

При взаимодействии гранул меди с разбавленным раствором серной кислоты, содержащим также сульфат меди, в присутствии воздуха, кислород воздуха растворяется в кислоте, диффундирует К поверхности меди и окисляет ее до закиси меди:

Образующийся сульфат вакиси меди легко окисляется в суль­фат окиси меди:

Читайте также:  Установка предварительно напряженной арматуры

Общая скорость процесса лимитируется наиболее медленной его стадией — окислением меди до закиси меди. Это объясняется малой растворимостью кислорода и медленной его диффузией к поверхности гранул меди. Процесс значительно ускоряется, когда в растворе уже присутствует медный купорос. результате депо­ляризации

CuS04 восстанавливается медью до Cu2S04, а затем C112SO4 вновь окисляется растворенным кислородом до CuS04. Таким образом, медный купорос играет роль переносчика кислорода.

В присутствии металлической меди в растворе медного купороса одожет находиться лишь ничтожное количество одновалентной меди. Константа равновесия реакции Cu2++Cu 2Си+ при 25° /С=(Си+]2: [Cu2+]=0,62- Ю-6. В растворе, содержащем 50 е/л H2S04 и 32 е/л Си в виде CuS04, имеется только

0,022 г одновалентной меди, т. е. меньше 0,1% от общего ее количества 30-32.

Повышение температуры, как и в других случаях, ускоряет химические реакции, но вызывает уменьшение растворимости кис­лорода, что замедляет окисление. Поэтому в натравочной башне поддерживают температуру не выше 80—85°. При этом на окисле­ние меди используется приблизительно ‘Д кислорода, поступающего в башню с воздухом, расход которого составляет около 1000 нма На 1 т медного купороса.

Растворимость кислорода уменьшается с ростом концентрации CuS04 в растворе. Поэтому при повышении концентрации CUSO4 скорость растворения меди сначала увеличивается за счет катали­тического действия CuS04, а затем уменьшается вследствие недо­статка кислорода. Максимум скорости растворения наблюдается при концентраций 120 г CuS04 (для раствора, содержащего — 110 г H2S04) 33>84. Но даже при содержании в растворе 300 е/л CuS04 скорость растворения меди в 1,6 раза больше, чем в отсут­ствие медного купороса34. С увеличением концентрации серной кис­лоты растворимость кислорода в ней уменьшается, но усиливаются ее окислительные свойства. Поэтому повышение кислотности раствора вызывает не очень большое уменьшение скорости рас­творения меди — всего на 10% при повышении концентрации H2S04 е 2,5 до 20% 33. Растворение меди значительно ускоряется

Ионы Fe2+ вновь окисляются в Fe3+ и служат, таким образом, 1

Катализатором процесса. Доля растворяющейся меди под дей — >

Ствием ионов Fe3+ в растворе, содержащем —110 г/л H2S04, 60 г/л?

CuS04 и 20—22 г/л FeS04, составляет около 60% от всего количе —

Ства меди, перешедшей в раствор34. j

Ионы железа попадают в циркулирующий при растворении меди j

Раствор с серной кислотой и вследствие растворения оставшихся 3

В меди примесей. Содержание сульфатов железа в растворе непре —

Технология минеральных солей (удо­Брений, пестицидов, промышленных со­лей, окислов и кислот)

Получение двуокиси хлора из хлорита натрия

При взаимодействии хлорита натрия с хлором происходит обра­зование хлористого натрия и выделяется двуокись хлора: 2NaC102 + С12 = 2NaCl + 2 СЮ2 Этот способ ранее был основным для получения двуокиси …

Схемы с двухступенчатой аммонизацией

На рис. 404 представлена схема производства диаммонитро — фоски (типа TVA). Фосфорная кислота концентрацией 40—42,5% Р2О5 из сборника 1 насосом 2 подается в напорный бак 3, из кото­рого она непрерывно …

СУЛЬФАТ АММОНИЯ

Физико-химические свойства Сульфат аммония (NH4)2S04 — бесцветные кристаллы ромбиче­ской формы с плотностью 1,769 г/см3. Технический сульфат аммо­ния имеет серовато-желтоватый оттенок. При нагревании сульфат аммония разлагается с потерей аммиака, превращаясь в …

источник

Через воду и огонь: как производят медный купорос на Урале (ФОТО) (ВИДЕО)

УГМК развивает производство медного купороса, спрос на который неуклонно растет. Предприятие холдинга «Уралэлектромедь» запустило в эксплуатацию новую отражательную печь по производству медных гранул. Сегодня ее показали журналистам из Москвы и Екатеринбурга.

Увиденное впечатляет: новая печь способна за одну плавку выдавать 25 тонн продукции. Это на пять тонн больше объема, производимого предыдущим агрегатом. В день металлурги выполняют по две плавки. В общей сложности печь будет выпускать около 16 тыс. тонн продукции в год по запатентованной технологии. Печь производит медные гранулы двух типов «Т» (товарный) и «ВЧ» (высокочистый) — полупродукт, использующийся в технологии нейтрализации отработанного раствора серной кислоты, полученного в результате электролиза.

«Медные гранулы, которые производит печь, и являются сырьем для медного купороса. Поскольку спрос на него растет и производство было необходимо расширять, в медеплавильном цехе провели реконструкцию, в результате производительность выросла на 25%», — рассказывает начальник цеха Иван Турчанинов.

Суть технологии в том, что при розливе струю очищенной от примесей меди разбивают на пять мелких струй. В зону падения струи меди подаются воздушно-водяные потоки, в результате чего получаются медные гранулы.

«Раскаленный металл из печи температурой 1100 градусов попадает в воду, происходит резкое охлаждение, и гранулы приобретают развернутую форму. Чем больше поверхность гранул, тем легче они потом растворяются», — объясняет Иван Турчанинов.

Эта технология была разработана на «Уралэлектромеди» в 2002 году — она уникальна и защищена патентом РФ.

Из медеплавильного цеха полученные медные гранулы попадают в купоросный цех, где их загружают в специальный аппарат, туда же заливают серную кислоту, в которой они растворяются. Полученный раствор выгружается в центрифугу, проходит отжим, затем кристаллы попадают в сушильный барабан, и готово: полученный медный купорос можно отправлять на фасовку.

«Мы производим два вида медного купороса. Первый активно используют горно-обогатительные комбинаты для обогащения рудного сырья. Также он применяется в качестве удобрения, например, на тех же виноградниках. Второй вид – высокоочистный – востребован производителями кормовых добавок для животных. Он улучшает обмен веществ у тех же коров или куриц и позволяет им быстро набрать вес», — рассказывает начальник купоросного цеха Владимир Ивонин.

Читайте также:  Установка зубного импланта сразу после удаления зуба

Качество и экологическая безопасность продукции подтверждены сертификатом Европейской ассоциации по управлению качеством пищевых добавок и кормов (FAMI-QS). Кроме того, медный купорос соответствует требованиям европейского Регламента REACH. Сейчас медный купорос «Уралэлектромеди» поставляют в более чем 15 стран мира.

Отметим, что всего с 1939 года на «Уралэлектромеди» было произведено более 1,5 млн тонн медного купороса. И, как говорит директор предприятия Владимир Колотушкин, в перспективе объемы будут только расти, так же, как и количество стран-партнеров.

источник

«Уралэлектромедь» внедрила энергоэффективное оборудование для производства медного купороса

В купоросном цехе АО «Уралэлектромедь» (г. Верхняя Пышма Свердловская обл., предприятие металлургического комплекса УГМК) введен в эксплуатацию пластинчатый теплообменник отечественного производства. В результате его внедрения удалось снизить потребление оборотной воды, используемой в технологии производства медного купороса, на 10-15%. Стоимость проекта составила 3,5 млн рублей.

— Используя высокоэффективное оборудование в технологической цепочке, мы снижаем энергетические затраты на производство продукции и тем самым повышаем экономическую эффективность, — отметил главный инженер АО «Уралэлектромедь» Алексей Королёв.

Кристаллический медный купорос на предприятии получают из отработанных медеэлектролитных растворов путем выпаривания в вакуумно-выпарной установке. Процесс кристаллизации зависит от уровня разрежения в ней: чем он выше, тем ниже температура раствора, и тем больше медного купороса выделяется в виде кристаллов. Нужное разрежение в вакуум-кристаллизаторе как раз и поддерживается пластинчатым теплообменником.

Новое оборудование имеет ряд преимуществ перед кожухотрубными агрегатами, которые ранее применялись для этих целей. Передача тепла от пара к воде осуществляется через гофрированные пластины в противоток друг к другу, благодаря чему процесс теплообмена происходит более интенсивно. При этом суммарный расход используемой воды ниже примерно на 100 куб.м/час. Кроме того, пластинчатый теплообменник имеет меньшие габариты, что позволяет экономить пространство и упрощает монтаж.

Одновременно в цехе внедрили автоматизированную систему управления оборудования, которая контролирует основные технологические параметры. Отметим также, что в процессе производства купороса используется вода оборотного цикла, что отвечает экологическим требованиям — нет необходимости брать воду из внешних источников.

Отметим, что в 2015 году АО «Уралэлектромедь» освоило выпуск высокочистого медного купороса, проведя модернизацию технологического оборудования, который характеризуется наличием низкого содержания примесей. Медный купорос используется в цветной металлургии для обогащения руд, сельском хозяйстве для борьбы с вредителями и в качестве кормовых добавок.

источник

Производство медного купороса из медного лома

1.1.3 Производство медного купороса из медного лома

Производство медного купороса из медного лома делится на три стадии:

1) получение гранулированной меди; 2) получение раствора сульфата меди;

3) кристаллизация и сушка медного купороса.

Получение гранулированной меди

Медный лом («тяжелую» медь) плавят в медеплавильной печи. Проволоку, стружку, высечку и т. п. («легкую» медь) перед подачей в печь брекетируют. Плавку лома ведут обычно в пламенных печах из огнеупорного шамотного кирпича, отапливаемых мазутом.

Плавка меди в печи продолжается, в зависимости от количества примесей, 4,5 – 6 часов. После удаления шлака в «кипящую» медь забрасывают серу, затем ее выпускают тонкой струей в воду, находящуюся в гранулировочном бассейне. Он представляет собой бетонированную яму, высотой 1,6 м и диаметром 2,5 м.

В бассейн помещают стальную корзину с дырчатыми стенками высотой 1 м и диаметром 1,6 м; в последней собираются гранулы. При подъеме корзины с гранулированной медью вода стекает через отверстия в стенках корзины. Образующиеся гранулы имеют диаметр 5 – 15 мм. Вес 1 л гранул не должен превышать

2 кг. 1 кг таких гранул имеет поверхность до 1500 см 2 .

Получение раствора сульфата меди

Гранулированную медь загружают в натравочную башню, высотой около 6 м, диаметром 2,5 м. Башня изготовлена из листовой стали, внутри футерована кислотоупорным кирпичом и диабазовыми плитками. На высоте 0,5 – 0,9 м от дна в башне имеется ложное днище, лежащее на колосниковой решетке из стальных балок, опаянных свинцом. На ложном днище находится слой меди, высоту которого поддерживают периодическими загрузками на уровне 0,25 м от крышки башни. Под крышкой помещена турбинка, с помощью которой медь непрерывно орошается смесью серной кислоты с маточным раствором. Количество находящейся в башне меди составляет 22 – 28 т.

В башне происходит одновременно окисление и растворение меди. Эти процессы идут с выделением тепла, достаточным для повышения температуры до необходимого уровня, то есть до 70 – 85 0 С. Для окисления меди в башню под колосниковую решетку вдувают воздух в смеси с паром. Пар подают для нагревания воздуха. Вдувание холодного воздуха вызвало бы охлаждение щелока и выделение из него кристаллов медного купороса, что привело бы к закристаллизовыванию нижнего слоя гранулированной меди. Подачей пара регулируют и температуру в башне. Уходящая из нее паро-воздушная смесь выбрасывается в атмосферу. С 1 м 3 натравочной башни можно получить в сутки более 1,3 т. медного купороса.

Орошающий щелок имеет температуру 55 – 60 0 С и содержит 20 – 30 % CuSO4 ∙ 5 H2O, и 12 – 19 % свободной H2SO4. Оптимальная плотность орошения натравочной башни, равная 1,5 – 2,1 м 3 /(м 2 ∙ ч), обеспечивает образование на поверхности медных гранул очень тонкой жидкостной пленки, через которую кислород диффундирует к меди с достаточной скоростью. При большей плотности орошения [4 – 5 м 3 (м 2 ∙ ч)] происходит снижение производительности башни, которое происходит после кратковременного ее возрастания, башня как бы «вымывается».

Читайте также:  Установка заглушек за неуплату

Вытекающий из натравочной башни горячий щелок (74 – 76 0 С) представляет собой почти насыщенный раствор медного купороса – он содержит 42-49 % CuSO4 ∙ 5 H2O и 4 – 6 % свободной H2SO4. Этот щелок подают центробежным насосом из хромоникелевой стали во вращающийся кристаллизатор непрерывного действия с воздушным охлаждением раствора. Смесь кристаллов медного купороса с маточным раствором через сборник с мешалкой поступает в центрифугу из нержавеющей стали, где кристаллы, отжатые от маточного раствора, промываются водой. На центрифугирование поступает пульпа с соотношением Т: Ж от 1: 2 до 1: 1,5. Отфугованный продукт, содержащий 4 – 6 % влаги и 0,15 – 0,2 % кислоты, высушивают в барабанной сушилке воздухом при 90–100 0 С. Маточный раствор и промывную воду после смешения с серной кислотой возвращают в производственный цикл.

В маточном растворе происходит постепенное накопление примесей, все больше загрязняющих продукт. Содержащийся в медном купоросе сульфат никеля можно удалить с достаточной полнотой при однократной перекристаллизации. Для удаления FeSO4 необходима многократная перекристаллизация. Получение медного купороса с содержанием 99,9 % CuSO4 ∙ 5 H2O однократной перекристаллизацией из раствора, насыщенного при 70 0 С, возможно при содержании в нем не более 0,3 % NiSO4 и не более 0,15 % FeSO4.

Если в растворе больше 40 г./л FeSO4, то количество железа в продукте больше 0,4 %, то есть выше нормы, допускаемой ГОСТом для продукта III сорта. Из растворов, содержащих больше 100 – 120 г./л FeSO4, выделяются смешанные кристаллы железного и медного купоросов с характерной сине-зеленой окраской.

Содержание железа в кристаллах медного купороса можно уменьшить предварительным окислением Fe 2+ в Fe 3+ . Окислителем может служить воздух (длительный барботаж), азотная кислота, перекись водорода и др. Степень очистки повышается в 2 – 4 раза при добавке к раствору незначительного количества HF (плавиковой кислоты), что приводит к образованию фторидных комплексов Fe 3+ . Установлено также, что при усилении перемешивания в процессе кристаллизации получаются кристаллы с меньшим содержанием железа, но и размеры их уменьшаются. Присутствие ионов никеля также уменьшает размеры кристаллов, а мышьяка – увеличивает.

На производство 1 т. кристаллического медного купороса расходуют: 0,27 – 0,29 т. металлической меди и 0,39 – 0,40 т. серной кислоты (100 %).

На заводе имени Войкова общие затраты тепла на производство медного купороса составляли 0,76 мгкал на 1 т. продукта. Расход тепла распределяется следующим образом. В натравочную башню через инжекторы вводится 47 % тепла, на подогрев воздуха в калориферах сушильного агрегата затрачивается 26 % тепла и 27 % тепла расходуется на подогрев раствора в сборниках, на разогрев мазута в цистернах и т. д. Количество тепла, выводимого с паро-воздушной смесью, больше тепла, вводимого с паром вследствие дополнительного парообразования, обусловленного выделением тепла реакцией. Поэтому вместо паро-воздушной смеси можно вдувать в башню теплый воздух из кристаллизатора с добавкой 20 – 25 % пара от обычного количества, при температуре смеси, исключающей закристаллизовывание нижнего слоя гранул в башне.

Ввод пара в натравочную башню может быть и вовсе исключен при осуществлении процесса с рециркуляцией паро-воздушной смеси. Отходящую из башни паро-воздушную смесь с температурой

80 0 С направляют при помощи вентилятора из нержавеющей стали под ложное дно башни. При осуществлении процесса по такой схеме возможно введение в цикл газообразного кислорода, что значительно интенсифицирует растворение меди.

Отходом производства медного купороса являются илы, скапливающиеся в резервуарах с производственными растворами. Количество илов составляет 1 – 2 % от перерабатываемой меди. Состав их различен; они могут содержать до 8,5 % Ag2O, до 5 % Bi2O3, 0,05 – 0,1 % Au, Pt, Pd. Такие илы могут быть переработаны гидрометаллургическими методами для извлечения из них ценных металлов.

Предложено получать медный купорос из натравочного щелока добавкой к нему серной кислоты (башенной, купоросного масла, олеума или SO3) до содержания свободной H2SO4 60 % и более. При этом быстро осаждается мелкокристаллический белый безводный сульфат меди, примеси же остаются в растворе. CuSO4 отфуговывают и растворяют в чистом маточном растворе медного купороса, из которого кристаллизуется CuSO4 ∙ 5 H2O. Кислый щелок после осаждения безводного CuSO4 возвращается на растворение меди. После накопления в нем значительного количества ценных примесей (никель, цинк, серебро и др.) их можно извлечь. Преимущество этого способа – в простой и быстрой кристаллизации медного купороса без затраты тепла и холода и высокой чистоте продукта.

Можно вообще отказаться от выпуска пятиводного сульфата меди и выпускать безводный продукт, концентрация меди в котором больше (39,8 % вместо 25,5 % в CuSO4 ∙ 5 H2O). Производство и транспорт его будут дешевле, хотя он и потребует более тщательной упаковки из-за гигроскопичности. Впрочем, даже при небрежной упаковке на поверхности белого порошка появится лишь синеватая окраска вследствие гидратации влагой воздуха, но это не ухудшит качества продукта, который предназначен для растворения в воде. Однако, во избежание слеживания, упаковка должна быть герметичной.

Очистка сточных вод, сбрасываемых в водоемы из производств медного купороса и других медных солей, от ионов меди может быть осуществлена на 70 – 90 % с помощью сульфата алюминия. Выделяющаяся при гидролизе сульфата алюминия гидроокись алюминия адсорбирует ионы меди.

источник

Добавить комментарий

Adblock
detector