CN101423240A - 一种从铜氨络合物废液中回收铜的方法 - Google Patents

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殷玉圣
孙中华
袁浩然
祝东红
吴结华
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Abstract

本发明属化工技术领域，涉及一种从铜氨络合物废液中回收铜的方法。通过在铜氨络合物废液中加入在水溶液中能离解生成H+的酸，调节溶液的pH值在5～7，从而使铜以氢氧化铜的形式沉淀出来，加以回收利用。该方法具有快速、操作简单、原料消耗低等特点，同时可根据回收铜的不同用途选用不同的原料。

Description

一种从铜氨络合物废液中回收铜的方法
技术领域： 本发明属于化工领域，具体涉及一种从铜氨络合物废液中回收铜的方法。
背景技术： 在化工领域中，采用浸渍法制备负载型铜催化剂，经常要使用铜氨络合物溶液作浸渍液，并且所用的浸渍液的体积相对于载体孔容及吸附量是过量的，即将催化剂载体浸泡于过量的铜氨络合物溶液中，铜氨络离子在一定条件下吸附到载体表面及孔内，因而高浓度的铜氨络合物溶液经过浸渍后，就会形成低浓度的铜氨络合物母液，由于该母液中含有一定浓度的酸根离子及铵离子，当铵离子达到一定浓度时就会影响铜离子吸附到载体上，因而该低浓度母液只能作为废液进行处理，处理的目的主要是回收废液中的铜，然后加以利用，否则就会增加铜原料的消耗，同时如果将该母液直接排放，还会造成环境污染。以前通常是在该废液中加入大量的烧碱或纯碱，形成氢氧化铜或碳酸铜沉淀，然后将沉淀滤出加以处理再循环利用，然而采用该法需消耗大量的碱。由于化工生产中需使用铜氨络合物溶液的地方较少，因而相关铜氨络合物废液中铜的回收未见报道。
发明内容： 本发明的目的提出一种回收铜氨络合物废液中铜的方法，该方法具有快速、操作简单、原料消耗低等特点，同时可根据回收铜的不同用途选用不同的原料。
众所周知，铜离子与过量的氨水极易形成铜氨络合物，由于氨分子中的氮原子拥有一对孤对电子，而铜离子又有空的电子轨道(4s，4p)，所以它们可以形成配位键，即可形成铜氨络离子。用离子方程式可表示为：
Cu2++2NH3·H2O＝Cu(OH)2↓+2NH4 +           (1)
Cu(OH)2+2NH3·H2O＝[Cu(NH3)4]2++2OH-           (2)
从离子方程式可以看出，制备铜氨络离子的过程实际上是分两步完成的，并且最终形成的溶液是显碱性的，即pH值大于7，实际上完全的铜氨络合物溶液的pH值一般都在9.0左右，如果达不到这一数值，该溶液就不是澄清的，其中含有部分沉淀物，因而使得溶液有点混浊，这从铜氨络合物溶液的制备过程可以看出。前已述及，制备铜氨络合物溶液是因为在铜离子溶液中加入过量的氨水而形成的，反过来，如果能够采用一种方法，使得氨从铜氨络合物溶液中析出，那么上面的离子方程式(2)就可以向相反方向进行，显然通过加热的方法可以达到这一目的，但这种方法并不能完全解决问题，因为毕竟氨在水中的溶解度是很大的，那么只有通过采用其它方法来解决这一问题，实际上只要在铜氨络合物溶液中引入H+就可以使溶液的pH值下降，这从酸碱中和的原理就不难理解。该反应可用下面的离子方程式来表示：
[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H+＝Cu(OH)2↓+4NH4 +           (3)
不妨从另一角度来进行理解，因为H+同样有空的电子轨道(4S)，也可以与氨分子形成配位键生成NH4 +，关键就看H+与Cu2+哪一个更容易与氨分子形成配位键，本发明试验证明通过在铜氨络合物溶液中引入H+可以使溶液的pH值下降，并且有Cu(OH)2沉淀生成，能达到铜回收的目的。
基于以上原理，本发明提出一种从铜氨络合物废液中回收铜的方法，该方法是这样来实现的：是通过在铜氨络合物废液中加入在水溶液中能离解生成H+的酸，调节溶液的pH值在5～7，从而使铜以氢氧化铜的形式沉淀出来。
一般地说，即将经使用得到的铜氨络合物废液进行处理，该废液通常浓度很低，一般废液中铜含量小于7g/L，只需在铜氨络合物废液中加入能易产生H+的酸溶液，该酸可以是盐酸，也可以是硝酸，也可以是硫酸，最好是盐酸和硝酸，调节pH到酸性值，调节时控制溶液的温度在20℃～90℃，通常pH值控制到5～7，最好在5.5～6.0，就能产生Cu(OH)2沉淀，将沉淀物经过滤、洗涤、干燥后，就可以再次加以利用。
所述的酸也可以是生产过程中产生的浓度较低的废酸；
具体实施方式： 下面通过实施例对本发明进行更详细的描述，当然这些实施例决不是对本发明的限制。
本发明实施例是通过下述方式来具体实施的。取适量的铜氨络合物溶液加入带搅拌的容器中，然后向容器中滴加入一定浓度的酸调节溶液的pH值，pH值控制到5～7，最好在5.5～6.0，即有大量沉淀生成，经过滤，分析母液中的铜含量，铜回收率用下面的公式计算：
Figure A200710135032D00051
式中：m1----表示处理前铜氨液中的铜净含量；
      m2----表示处理后母液中的铜净含量。
实施例1
取0.10M的铜氨络合物溶液500ml加入带搅拌的1000ml烧瓶中，然后向烧瓶中滴加0.16M的盐酸溶液，调节pH值至5.0，有大量沉淀生成，将沉淀物过滤，分析母液中的铜含量为0.44g/l，母液体积为640ml，计算铜的回收率为91.48％。
实施例2
取0.10M的铜氨络合物溶液500ml加入带搅拌的1000ml烧瓶中，然后向烧瓶中滴加0.18M的硫酸溶液，调节pH值至5.6，有大量沉淀生成，将沉淀物过滤，分析母液中的铜含量为0.80g/l，母液体积为555ml，计算铜的回收率为86.57％。
实施例3
取0.12M的铜氨络合物溶液500ml加入带搅拌的1000ml烧瓶中，然后向烧瓶中滴加0.08M的硝酸溶液，调节pH值至5.0，有大量沉淀生成，将沉淀物过滤，分析母液中的铜含量为0.69g/l，母液体积为784ml，计算铜的回收率为85.69％。
比较例
按实施例3的方法，向烧瓶中滴加0.08M的硝酸溶液，分别调节pH值至4.7、5.0、5.4、5.7、5.8、6.4、6.5，将沉淀物过滤，分别分析母液中的铜含量，计算铜的回收率，数据见下表。
 
pH值 4.7 5.0 5.4 5.7 5.8 6.4 6.5
母液体积，ml 795 784 774 770 765 750 702
母液铜含量，g/l 1.53 0.69 0.39 0.27 0.27 0.88 3.04
铜回收率，％ 67.82 85.69 92.01 94.50 94.54 82.54 43.65

Claims (6)

1.一种从铜氨络合物废液中回收铜的方法，其特征是通过在铜氨络合物废液中加入在水溶液中能离解生成H+的酸，调节溶液的pH值在5～7，从而使铜以氢氧化铜的形式沉淀出来。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述酸是盐酸、硝酸或硫酸。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述酸是盐酸或硝酸。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述酸是生产过程中产生的浓度较低的废酸。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于调节溶液的pH值5.5～6.0之间。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于调节溶液的pH值时控制溶液的温度在20℃～90℃。
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