焙烧-酸溶-置换-焙烧-酸溶法
具体方法为:将杂质废铜焙烧,用硫酸浸取。使铜及合金元素进入溶液,然后置换沉淀出铜分离杂质,焙烧成氧化铜后用硫酸溶解生产硫酸铜。 相当长时间内,由废铜及废杂铜生产硫酸铜一直是工业上的重要方法。以铜矿石生产硫酸铜已在工业上得到广泛应用。
可用于生产硫酸铜的铜矿石有氧化铜矿,硫化铜矿以及它们的混合矿。由于这些铜矿的性质有较大的差别,因此生产硫酸铜的工艺有各自的适应性和特点。
氧化铜有赤铜矿,孔雀石,黑铜矿,蓝铜矿,硅孔雀石等;硫化铜有黄铜矿,方黄铜矿,砷黝铜矿,砷硫铜矿等;次生硫化铜矿有辉铜矿,斑铜矿,铜蓝等。
酸浸
一般而言,生产硫酸铜时,氧化铜矿要细磨至通过150μm筛,然后用含100~120g/L H2SO4的溶液在搅拌下反应。最为常见的孔雀石为代表,其反应如下:
CuCO3.Cu(OH)2+2H2SO4=2CuSO4+CO2↑+3H2O
浸出液过滤除去未反应物,根据杂质情况以不同方法除杂后,浓缩,结晶,得到硫酸铜。
用硫酸铜浸出氧化铜矿时,许多杂质也与铜一起进入浸出液 ,要生产符合质量要求的硫酸铜产品,除杂工序很重要。除杂又可分置换出铜分离除杂,或将铁杂质氧化后沉淀除去,铜与铁,铝分离后,再将其水解成碱式硫酸铜而与镁等杂质分离,碱式硫酸铜再溶于硫酸,浓缩,结晶产出硫酸铜。例如对酸浸液用H2O2氧Fe2+为Fe3+,用新配制的 碱式碳酸铜调节PH至3.5便可将Fe3+沉淀除去,避免了使用含锰氧化剂导致的硫酸铜溶液玷污。在生产饲料级硫酸铜时,必须除去铅和砷。可将已结晶的硫酸铜溶于水过滤除去硫酸铅;而As3+可通过加入氧化剂氧化成As5+并中和至PH<4利用溶液中的Fe3+将AsO43-沉淀为FeAsO4除去砷。