Способ получения хлорокиси двухвалентной меди

Способ получения хлорокиси двухвалентной меди

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕ1СКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s»s С 01 G 3/06

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4926994/26 (22) 22.01.91 (46) 23.03.93. Бюл. М 11 (71) Сумский физико-технологический институт и Первомайское производственное объединение "Химпром" (/2) Л.М.Черняк, Г.И.Скляров, В.Л.Татаринов, Ю,А.Зимак и Г.К.Щербак (56) Авторское свидетельство СССР

N 367056, кл. С 01 G 3/06, 1973. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ХЛОРОКИСИ

ДВУХВАЛЕНТНОЙ МЕДИ (57) Раствор двухвалентной меди при температуре не ниже 40-45 С направляют на реИзобретение относится к химической технологии неорганических веществ. И может быть использовано для получения в качестве инсектофунгицида, применяемого с целью обработки растений для защиты от вредителей и болезней.

Целью предлагаемого изобретения является интенсификация процесса, Поставленная цель достигается тем, что в известном способе получения хлорокиси двухвалентной меди, включающем окисление металлической меди газообразным хлором в смеси с воздухом, с инициатором реакции — соляной кислотой от получения растворов солей хлора одновалентной и двухваленткой меди. фильтрацию, промывку и сушку продукта, согласно изобретению, раствор солей одно- и двухвалентной меди при температуре не ниже 40-45 С направляюг на рециркуляцию через слой гранулиро„„. Ы,„, 1803385 A l циркуляцию через слой гранулированной меди. в дополнительную колонну с воэможностью подачи в нее кислорода воздуха до получения раствора, рН которого поевышает 2,3 и плотность не более 1,2 r/ñì с дальнейшим окислением полученного раствора кислородом воздуха в распылительном многоступенчатом адсорбере до получения суспензии готового продукта и остаточных медных солей хлора, используемых для приготовления исходного раствора в дополнительной и основной колоннах растворения меди. 1 з.п.ф. ванной (чешуйчатой) меди, находящийся в дополнительной колонне растворения меди с воэможностью подачи в нее кислорода воздуха до получения в ней раствора, рН которого превышает 2,3 плотности не более

1,2 г/см, с дальнейшим окислением пол3 ученного раствора кислородом воздуха в распылительном многоступенчатом абсорбере до получения готового продукта — ХОМ и остаточных растворов хлор-медных солей, используемых в дальнейшем для приготовления исходных растворов в основной колонне и колонне растворения меди, Направление исходных растворов медных солей хлора на рециркуляцию через слой гранулираванной (чешуйчатой) меди при температуре процесса не ниэже 40-450С и плотности не более 1,2 г/см позволяет осуществить быстрое растворение меди, связать следы соляной кислоты (если они по

1803385 производственным условиям могли оказаться в исходных растворах) и образовать насыщенный раствор солей хлора и одновалентной меди (CuCI) при уменьшении концентрации солей хлора и двухвалентной меди (CuCI2), что ведет к повышению рН раствора выше 2,3. Этот процесс описывается реакцией:

CuCIz+ Cu -+ 2CuCl.

Увеличение температуры растворов приводит. к увеличению концентрации CuCI npu соответствующем уменьшении концентрации СиС!г.

Осуществление дальнейших процессов с растворами, полученными после дополнительной колонны растворения меди, в распылительном многоступенчатом абсорбере кислорода воздуха за счет продувания воздуха и интенсивного многократного преобразования сплошной жидкой фазы в капле распыленного раствора и обратного преобразования капельной фазы в.сплошную жидкую фазу, при котором в диффузионном подслое капель за счет поглощения кислорода воздуха на обновленной поверхности вновь образующихся капель раствора почти мгновенно происходит превращение солей одновалентной меди в микрокристаллы нерастворимой ХОМ, значительно сокращает время на сам ХОМ.

Такая технология проведения процессов приводит к сокращению времени и роизводственного цикла. Кроме того, уменьшаются энергозатраты, т.к. не требуется длительной и большой по объему рециркуляции растворов для получения готового продукта.

Кроме того, такая технология дает возможность осуществлять процесс непрерывно, возвращая растворы солей хлора после операции синтеза XOM в основную и дополнительную колонну растворения меди для приготовления исходных растворов. Таким образом, проведение процесса по заявляемому способу способствует его интенсификации.

Технических решений, имеющих сходные с отличительными признаками свойства, авторами не выявлено. В связи с чем считаем, что заявляемый способ соответствует критерию "существенные отличия".

Заявляемый способ осуществляют следующим образом, В основную колонну растворения меди засыпают медь в виде влажных чешуек или гранул, куда для начальной инициализации заливают соляную кислоту и подают хлор в смеси с воздухом. Процессы осуществляют-. ся при температуре 60-70 C.

В основной колонне растворения меди протекают два основных процесса, схема которых может быть представлена в таком обобщенном виде:

4Cu+ Ог+ 4HCI 4CuCI + 2HzO;

Cu + С!2 - Си С!2.

Раствор солей хлора, полученный в основной колонне, разбавляют обратными рас. творами хлор-медных солей или водой до

"0 плотности раствора 1,19-1,2 г/см и при температуре не ниже 40-45 С и направляют на рециркуляцию через слой гранулированной меди в дополнительной колонне. куда возможна подача кислорода воздуха (хотя не

"5 обязательно).

Основная реакция, которая протекает в этой колонне:

Cu + CuClz = 2CuCI.

Поддержание указанного температурного режима в колонне позволяет почти мгновенно связывать следы соляной кислоты (если они остались после основной колонны), уменьшить концентрацию СиС!г, в результате чего повышается рН раствора

25 (превышает 2,3), а равновесное состояние между исходными компонентами смещается в сторону образования CuCI, что дает воэможность получать после дополнительной колонны растворы насыщенные CuCI u

30 остатками солей CuClz в любом случае без признаков соляной кислоты. Полученный насыщенный раствор CuCI подвергаетдальнейшему окислению кислородом воздуха в распылительном многоступенчатом абсорбере при температуре растворов не ниже

40-45 С до получений готового продукта в виде суспензии, в которую входят растворы хлор-медных солей и микрокристаллы ХОМ, Суспензия ХОМ, полученная в распыли40 тельном абсорбере подвергается фильтрованию, промывке водой и сушке готового продукта до влажности 2, а маточный раствор (осветленная после фильтрования и промывки жидкость) направляют на начало

45 процесса в дополнительную и частично в основную колонну растворения меди, тем самым замыкая производственный цикл по жидкости.

Пример 1 конкретного выполнения заявляемого способа синтеза ХОМ, Медь в количестве 527 кг (здесь и в дал ьнейшем расчет ведется на 1000 кг готового продута ХОМ) в виде влажных чешуек или гранул засыпают в основную колонну рас55 творения меди, куда для инициализации начальных процессов заливают 904 кг 27,5 соляной кислоты, которую разбавляют водой до 2-3 концентрации и начинают процесс рециркуляции растворов через колонну, после чего в колонну подают 533 кг

1803385 газообразного хлора, разбавленного воэдуxoIM, из которого 16,7 кг кислорода исполь! эуется для проведения процессов внутри основной колонны растворения меди. Рец ркуляция растворов происходит при температуре около 60-70 С до получения к!цепких растворов, плотностью 1,4 г/см содержащих;

CuCI — не более 6%:

Си С!г — 32-34;

HCI — отсутствует; рН вЂ” менее 1,2.

И основной колонны .растворения меди р створы хлор-медных солей в количестве

8-, 0 т/ч подают в сборник дополнительной кс) онны растворения меди, в который пос, пает вода при первоначальном пуске, а в

° д льнейшем — осветленные малоконцентр рованные маточные растворы хлор-медн х солей и растворы доводятся до следующих параметров; плотность-1,2 г/см ; з. рН вЂ” более 2,2; концентрация:

CuCl — 2,9%;

Си С!2 — 17,7%;

HCI — отсутствует.

Иэ этого сборника раствор насосом пддают а дополнительную колонну растворения меди, в которой слой меди насыпан с м!1огократным избытком по сравнению со ст хиометрическим составом.

При рециркуляции растворы доводят до равновесного состояния со следующими пара четрами: температура — не ниже 40-45 С; плотность — 1,2 г/смз; рН вЂ” более 2 3; содержание:

Cu CI — 5-7%;

Cu Clz — 10-14%.

Из узла дополнительной колонны растворы перекачивают в многоступенчатый ра пылительный абсорбер, где и происходит собственно синтез XOM за счет взаимоде ствия молекул воды, кислорода и CuCI.

В здух подают с избытком на 1000 кг ХОМ не менее 6000 мз, время реакции не более нескольких секунд.

Процесс окисления кислородом воздуха, в распылительном многоступенчатом абсо бере ведут при температуре не ниже

40 45 С до получения суспензии ХОМ, содержащий до 3% готового продукта. Далее су4пензию ХОМ направляют на сгущение, I фильтрацию и сушку, Фильтрат в количестве 14-15 тонн возвращают для приготовлени исходных растворов и разбавление их до плотности 1,2 г/см . Из них в основную колонну растворения меди — в количестве

45 плотность — 1,05 г/см з рН вЂ” 2,1-2,2.

Из узла дополнительной колонны раствора I0 м /час перекачивают в многоступенчатый абсорбер, где и происходит

50 синтез Х0М, время реакции для получения

5

8-10 т, а в дополнительную колонну растворения — в количестве 5-7 т. Таким образом, в результате рассмотренных процессов синтеза XOM получаем замкнутый по жидкости производственный цикл, дающий иэ указанных выше количеств растворов 1000 кг ХОМ, отвечающий требованиям ГОСТ 13200-75.

Пример 2 конкретного выполнения способа.

Медь в количестве 527 кг в аиде влажных чешуек или гранул засыпают в основную колонну растворения меди, куда заливают 904 кг 27% HCI, которую разбавляют водой до 2-3 концентрации и начинают процесс рециркуляции растворов через колонну, после чего в колонну подают 533 кг газообразного хлора, разбавленного воздухом, из которого 16,7 кг кислорода используется для проведения процессов внутри основной колонны растворения меди. Рециркуляцию растворов осуществляют при температуре около 60-70 С до получения крепких растворов плотностью 1,4 г/см содержащих:

CuCI — не более 4%;

C u Clg — 32-34%;

HCI — отсутствует рН вЂ” менее 1,2.

Из основной колонны растворения меди раствора хлор-медных солей в количестве 8-10 т/час подают в сборник дополнительной колонны, в которой также поступает вода при первоначальном пуске, а в дальнейшем — осветленные малоконцентрированные маточные растворы хлор-медных солей. Из этого сборника раствор попадает в дополнительную колонну растворения меди, в которой слой меди насыпан с многократным избытком по сравнению со стехиометрическим составом.

При рециркуляции раствора при температуре 20 С получают раствор содержащий:

C u CI — 1,2-1,5%

СuClz — 8-10%

1000 кг XOM порядком 1-2 часа.

Кэк видно из этого примера, ведение процесса при наиболее низкой температуре, малой плотности раствора и pH около 2,2 (и меньше) в производственно-экономическом отношении не выгодно, так как приходится перерабатывать (рециркулировать через аппараты) очень больше количество балласта а виде воды (10 м при 10-20 кратз

1803385

Составитель Л.Черняк

Техред М.Моргентал Корректор А.Дбручар

Редактор

Заказ 1031 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 ной рециркуляции) т.к. скорость синтеза незначительна и т.о. нижний передел температуры и рН влияет на интенсификацию процессов отрицательно.

Полученная суспензия ХОМ (1000 кг) содержит до 98% готового продукта, который направляют на сгущение, фильтрацию и сушку. Фильтрат в количестве 10 т/час тонн возвращают для приготовления исходных растворов и разбавления их до плотности

1,2 г/смз. Из них в основную колонну растворения меди 8 т, а остальные в дополнител ь ную колон ну.

П ример3.

До подачи раствора в дополнительную колонну растворения меди, процесс осуще ствляют в таких количествах и в таком режиме, как описано в примерах 1 первоначального описания.

Рециркуляцию раствора в дополнительной колонне растворения осуществляют при температуре 85ОС и получают раствор, содержащий:

CuCI — 6

Си CI2 — 20-28 плотность — 1;2 г/см з рН вЂ” 0,7-2,1

Время скорости синтеза ХОМ порядком

1-1,5 часа.

Полученная суспензия ХОМ (1000 кг) содержит до 98 готового продукта, который далее направляют на сгущение, фильтрацию и сушку, И в целом, о менее интенсивном процессе проведения синтеза ХОМ.

Пример4, До подачи раствора в дополнительную колонну растворения меди, процесс осуществляют в таких количествах и в таком режиме, как описано в примере 1 основного описания.

Рециркуляцию раствора в дополнительной колонне осуществляют при температуре 60 и получают раствор содержащий:

CuCI — 67

5 Cu Clz — 14-17% плотность раствора — 1,18-1,2 рН вЂ” 2,7-3.2

Время синтеза ХОМ порядка 10 минут, полученная суспензия ХОМ (1000 кг) содер10 жит до 98 готового продукта, который далее направляют нэ сгущение, фильтрацию и сушку.

Таким образом, режимы указанные в формуле изобретения позволяют интенси15 фицировать синтез XOM. за счет сокращения времени синтеза (10 раз), что значительно снизило и знергозэтраты на осуществление способа, Формула изобретения

20 1. Способ получения хлорокиси двухвалентной меди включающий окисление металлической меди газообразным хлором в присутствии иона хлора и кислорода воздуха с образованием раствора солей однова25 лентной и двухвалентной меди, фильтрацию и сушку готового продукта, о т л и ч а ю щ ий с я тем, что, с целью интенсификации процесса. раствор солей меди с температурой . не ниже 40-45 С и плотностью не более 1,2

30 г/см предварительно направляют на рез циркуляцию через слой гранулированной меди до достижения значения рН раствора выше 2,3 с дальнейшим окислением полученного раствора кислородом воздуха до

35 получения суспензии готового продукта и остаточных растворенных медных солей хлора, 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что рециркуляцию ведут в присутствии

40 кислорода воздуха.