CN102367173A - 用废渣铜泥制备硫化铜和氯化钠的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了用废渣铜泥制备硫化铜和氯化钠的方法，所述废渣铜泥为生产还原灰BG所得，用工业水将废渣铜泥调成浆状物，经过滤得到硫化铜和滤液一，滤液一与盐酸溶液反应，得到含氯化铜、氯化钠和硫酸钠的混合溶液，同时排出硫化氢气体；混合溶液过滤，得到极其少量的滤饼杂质和澄清的滤液；澄清的滤液先常压蒸馏蒸出沸点低的有机物杂质，再与氯化钙反应除去硫酸钠，并得到滤液三；滤液三与硫化氢溶液反应，反应生成硫化铜沉淀和氯化氢，经过滤得到硫化铜和滤液四；滤液四减压蒸馏为氯化钠的过饱和溶液，使氯化钠结晶析出，过滤，得到磷酸钠和滤液五。
Description
技术领域：
本发明属于染料有机化工行业三废综合利用技术领域，具体地，涉及是一种用废渣铜泥制备硫化铜和氯化钠的方法，所述废渣铜泥为生产还原灰BG所得。
背景技术
染料工业的活性艳蓝K-NR、碱性紫、还原灰BG、愈创木酚等生产过程产生含铜废渣，其中含有大量的有机物质、无机盐等，一般采用焙烧处理，在高温下废渣中含有铜化合物被氧化为亚铜，然后及硫酸酸化后以硫酸铜形式回收。同时废渣中的有机物在高温下发生氧化分解反应，生成二氧化硫、氧化氮、二氧化碳、盐酸、水等气体。
还原灰BC是以苯酐、氨水、对苯二酚及中间体RK为原料，经缩合、氨化、氧化、酰化、固相缩合等反应及过滤、干燥、喷干等过程而制得。中间体RK系由奈酐和氨水为原料，经氨化、水解、反重氮、芳化、环合溴化等反应及过滤、干燥等过程而制得。制得的RK供还原灰BG生产固相缩合使用。中间体RK生产的过滤过程产生大量的废渣铜泥。
检测某厂用上述工艺生产还原灰BG产生的废渣铜泥，每生产1吨还愿灰BC产生废渣铜泥989.91kg，还原灰BC年产300吨，则年产废渣铜泥为297吨。所得的废渣铜泥组分为：氯化铜3.44％，硫化铜13.44％，硫化钠3.53％，氯化钠3.26％，硫酸钠1.67％，水为20.4％，有机杂质50％。
发明内容
经检测，某厂年产还原灰BG过程中产生的废渣铜泥的组分如下：氯化铜3.44％，硫化铜13.44％，硫化钠3.53％，氯化钠3.26％，硫酸钠1.67％，水20.4％，有机杂质50％。该废渣铜泥来源于中间体RK生产的过滤过程的滤渣，每生产1吨还原灰BC产生废渣铜泥989.91kg。
本发明提供了一种用废渣铜泥制备硫化铜和氯化钠的方法，所述废渣铜泥为生产还原灰BG所得，该方法有效的治理和利用了染料行业废渣铜泥的污染，还制造出各种含铜的化合物产品，创造了可观的经济价值，同时具有殷实的社会效益和丰厚的经济效益。
为了达到上述的目的，本发明的技术方案为：一种用废渣铜泥制备硫化铜和氯化钠的方法，所述废渣铜泥为生产还原灰BG所得，所述废渣铜泥的组分如下：氯化铜3.44％，硫化铜13.44％，硫化钠3.53％，氯化钠3.26％，硫酸钠1.67％，水20.4％，有机杂质50％，其特征在于，该方法包括如下步骤：
步骤(1)、称量废渣铜泥，用工业水将废渣铜泥调成浆状物，经过滤，得到硫化铜滤饼和滤液一；硫化铜滤饼经洗涤后，干燥，得到硫化铜产品；
步骤(2)、计算滤液一中硫化钠的摩尔含量，按照硫化钠与氯化氢的纯物质的摩尔量之比为1∶1.6-2.4，将步骤(1)所得的滤液一与盐酸溶液投入耐腐蚀的反应器反应，得到含氯化铜、氯化钠和硫酸钠的混合溶液，同时排出硫化氢气体；
步骤(3)、将步骤(2)所得的含氯化铜、氯化钠和硫酸钠的混合溶液过滤，得到极其少量的滤饼杂质和澄清的滤液；
步骤(4)、将步骤(3)所得澄清的滤液先常压蒸馏蒸出沸点低的有机物杂质，得到的剩余溶液中主要含有硫酸钠、氯化钠和氯化铜三种物质；
步骤(5)、计算剩余溶液中的硫酸钠的摩尔含量，并加入氯化钙，使硫酸根离子与钙离子结合成硫酸钙而沉淀，并生成氯化钠，过滤后，得到硫酸钙沉淀和滤液三；
步骤(6)、滤液三中主要含氯化钠和氯化铜，计算氯化铜的摩尔含量，并根据该摩尔含量加入过量的硫化氢溶液，使氯化铜与硫化氢反应生成硫化铜和氯化氢，该反应为氧化还原反应，生成的硫化铜沉淀不溶于盐酸溶液，因而，反应能够进行，经过滤得到硫化铜产品和滤液四；
步骤(7)、滤液四经减压蒸馏为氯化钠的过饱和溶液，使氯化钠结晶析出，过滤，得到氯化钠和滤液五，滤液五与下一轮步骤(1)所得的滤液一混合并重复利用。
步骤(2)排出的硫化氢气体通入碱液中或经回收制造氢硫酸。
步骤(3)得到的滤饼杂质深埋或者焚烧。
本发明所述用废渣铜泥制备硫化铜和氯化钠的方法，其化学反应方程式为：
Na2S+2HCl＝＝＝＝2NaCl+H2S
CuCl2+H2S＝＝＝＝CuS+2HCl
本发明的有益效果为：所述用废渣铜泥制备硫化铜和氯化钠的方法，操作简单，设备投资少，有效的治理了染料行业废渣铜泥的污染，实现变废为宝，创造了可观的经济价值。
具体实施方式
实施例1：
一种用废渣铜泥制备硫化铜和氯化钠的方法，所述废渣铜泥为生产还原灰BG所得，所述废渣铜泥的组分如下：氯化铜3.44％，硫化铜13.44％，硫化钠3.53％，氯化钠3.26％，硫酸钠1.67％，水20.4％，有机杂质50％，该方法包括如下步骤：
步骤(1)、称量500kg废渣铜泥，用工业水将废渣铜泥调成浆状物，经过滤，得到硫化铜滤饼和滤液一；硫化铜滤饼经洗涤后，干燥，得到67.2kg硫化铜产品；
步骤(2)、计算滤液一中硫化钠的摩尔含量，按照硫化钠与氯化氢的纯物质的摩尔量之比为1∶2.0，将步骤(1)所得的滤液一与盐酸溶液投入耐腐蚀的反应器反应，得到含氯化铜、氯化钠和硫酸钠的混合溶液，同时排出硫化氢气体；
步骤(3)、将步骤(2)所得的含氯化铜、氯化钠和硫酸钠的混合溶液过滤，得到极其少量的滤饼杂质和澄清的滤液；
步骤(4)、将步骤(3)所得澄清的滤液先常压蒸馏蒸出沸点低的有机物杂质，得到的剩余溶液中主要含有硫酸钠、氯化钠和氯化铜三种物质，含有氯化铜大约17.2kg，氯化钠大约42.78kg，硫酸钠大约8.35kg；
步骤(5)、计算剩余溶液中的硫酸钠的摩尔含量，并加入氯化钙，使硫酸根离子与钙离子结合成硫酸钙而沉淀，并生成氯化钠，过滤后，得到硫酸钙沉淀和滤液三；
步骤(6)、滤液三中主要含氯化钠和氯化铜，计算氯化铜的摩尔含量，并根据该摩尔含量加入过量的硫化氢溶液，使氯化铜与硫化氢反应生成硫化铜和氯化氢，该反应为氧化还原反应，生成的硫化铜沉淀不溶于盐酸溶液，因而，反应能够进行，经过滤得到约9.7kg硫化铜产品和滤液四；
步骤(7)、滤液四经减压蒸馏为氯化钠的过饱和溶液，使氯化钠结晶析出，过滤，得到氯化钠和滤液五，滤液五与下一轮步骤(1)所得的滤液一混合并后重复利用。
实施例2：
一种用废渣铜泥制备硫化铜和氯化钠的方法，所述废渣铜泥为生产还原灰BG所得，所述废渣铜泥的组分如下：氯化铜3.44％，硫化铜13.44％，硫化钠3.53％，氯化钠3.26％，硫酸钠1.67％，水20.4％，有机杂质50％，该方法包括如下步骤：
步骤(1)、称量500kg废渣铜泥，用工业水将废渣铜泥调成浆状物，经过滤，得到硫化铜滤饼和滤液一；硫化铜滤饼经洗涤后，干燥，得到67.2kg硫化铜产品；
步骤(2)、计算滤液一中硫化钠的摩尔含量，按照硫化钠与氯化氢的纯物质的摩尔量之比为1∶2.4，将步骤(1)所得的滤液一与盐酸溶液投入耐腐蚀的反应器反应，得到含氯化铜、氯化钠和硫酸钠的混合溶液，同时排出硫化氢气体；
步骤(3)、将步骤(2)所得的含氯化铜、氯化钠和硫酸钠的混合溶液过滤，得到极其少量的滤饼杂质和澄清的滤液；
步骤(4)、将步骤(3)所得澄清的滤液先常压蒸馏蒸出沸点低的有机物杂质，得到的剩余溶液中主要含有硫酸钠、氯化钠和氯化铜三种物质，含有氯化铜大约17.2kg，氯化钠大约42.78kg，硫酸钠大约8.35kg；
步骤(5)、计算剩余溶液中的硫酸钠的摩尔含量，并加入氯化钙，使硫酸根离子与钙离子结合成硫酸钙而沉淀，并生成氯化钠，过滤后，得到硫酸钙沉淀和滤液三；
步骤(6)、滤液三中主要含氯化钠和氯化铜，计算氯化铜的摩尔含量，并根据该摩尔含量加入过量的硫化氢溶液，使氯化铜与硫化氢反应生成硫化铜和氯化氢，该反应为氧化还原反应，生成的硫化铜沉淀不溶于盐酸溶液，因而，反应能够进行，经过滤得到9.7kg硫化铜产品和滤液四；
步骤(7)、滤液四经减压蒸馏为氯化钠的过饱和溶液，使氯化钠结晶析出，过滤，得到氯化钠和滤液五，滤液五与下一轮步骤(1)所得的滤液一混合并后重复利用。
实施例3
步骤(1)、称量500kg废渣铜泥，用工业水将废渣铜泥调成浆状物，经过滤，得到硫化铜滤饼和滤液一；硫化铜滤饼经洗涤后，干燥，得到67.2kg硫化铜产品；
步骤(2)、计算滤液一中硫化钠的摩尔含量，按照硫化钠与氯化氢的纯物质的摩尔量之比为1∶1.6，将步骤(1)所得的滤液一与盐酸溶液投入耐腐蚀的反应器反应，得到含氯化铜、氯化钠和硫酸钠的混合溶液，同时排出硫化氢气体；
步骤(3)、将步骤(2)所得的含氯化铜、氯化钠和硫酸钠的混合溶液过滤，得到极其少量的滤饼杂质和澄清的滤液；
步骤(4)、将步骤(3)所得澄清的滤液先常压蒸馏蒸出沸点低的有机物杂质，得到的剩余溶液中主要含有硫酸钠、氯化钠和氯化铜三种物质，滤液中含有氯化铜大约17.2kg，氯化钠大约37.5kg，硫酸钠大约8.35kg；
步骤(5)、计算剩余溶液中的硫酸钠的摩尔含量，并加入氯化钙，使硫酸根离子与钙离子结合成硫酸钙而沉淀，并生成氯化钠，过滤后，得到硫酸钙沉淀和滤液三；
步骤(6)、滤液三中主要含氯化钠和氯化铜，计算氯化铜的摩尔含量，并根据该摩尔含量加入过量的硫化氢溶液，使氯化铜与硫化氢反应生成硫化铜和氯化氢，该反应为氧化还原反应，生成的硫化铜沉淀不溶于盐酸溶液，因而，反应能够进行，经过滤得到9.7kg硫化铜产品和滤液四；
步骤(7)、滤液四经减压蒸馏为氯化钠的过饱和溶液，使氯化钠结晶析出，过滤，得到氯化钠和滤液五，滤液五与下一轮步骤(1)所得的滤液一混合并后重复利用。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，其架构形式能够灵活多变，可以派生系列产品。只是做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。
Claims (3)
1.一种用废渣铜泥制备硫化铜和氯化钠的方法，所述废渣铜泥为生产还原灰BG所得，所述废渣铜泥的组分如下：氯化铜3.44％，硫化铜13.44％，硫化钠3.53％，氯化钠3.26％，硫酸钠1.67％，水20.4％，有机杂质50％，其特征在于，该方法包括如下步骤：
步骤(1)、称量废渣铜泥，用工业水将废渣铜泥调成浆状物，经过滤，得到硫化铜滤饼和滤液一；硫化铜滤饼经洗涤后，干燥，得到硫化铜产品；
步骤(2)、计算滤液一中硫化钠的摩尔含量，按照硫化钠与氯化氢的纯物质的摩尔量之比为1∶1.6-2.4，将步骤(1)所得的滤液一与盐酸溶液投入耐腐蚀的反应器反应，得到含氯化铜、氯化钠和硫酸钠的混合溶液，同时排出硫化氢气体；
步骤(3)、将步骤(2)所得的含氯化铜、氯化钠和硫酸钠的混合溶液过滤，得到极其少量的滤饼杂质和澄清的滤液；
步骤(4)、将步骤(3)所得澄清的滤液先常压蒸馏蒸出沸点低的有机物杂质，得到的剩余溶液中主要含有硫酸钠、氯化钠和氯化铜三种物质；
步骤(5)、计算剩余溶液中的硫酸钠的摩尔含量，并加入氯化钙，使硫酸根离子与钙离子结合成硫酸钙而沉淀，并生成氯化钠，过滤后，得到硫酸钙沉淀和滤液三；
步骤(6)、滤液三中主要含氯化钠和氯化铜，计算氯化铜的摩尔含量，并根据该摩尔含量加入过量的硫化氢溶液，使氯化铜与硫化氢反应生成硫化铜和氯化氢，该反应为氧化还原反应，生成的硫化铜沉淀不溶于盐酸溶液，因而，反应能够进行，经过滤得到硫化铜产品和滤液四；
步骤(7)、滤液四经减压蒸馏为氯化钠的过饱和溶液，使氯化钠结晶析出，过滤，得到氯化钠和滤液五，滤液五与下一轮步骤(1)所得的滤液一混合并重复利用。
2.如权利要求1所述的用废渣铜泥制备硫化铜和氯化钠的方法，所述废渣铜泥为生产还原灰BG所得，其特征在于，步骤(2)排出的硫化氢气体通入碱液中或经回收制造氢硫酸。
3.如权利要求1所述的用废渣铜泥制备硫化铜和氯化钠的方法，所述废渣铜泥为生产还原灰BG所得，其特征在于，步骤(3)得到的滤饼杂质深埋或者焚烧。
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