專利名稱：高純硫酸銅的生產方法
技術領域：
本發明涉及高純度硫酸銅的制造方法。
背景技術：
硫酸銅又名膽礬、藍礬、銅礬，在傳統エ業領域，主要用作棉及絲織品印染的媒染齊U、殺蟲劑、水的殺菌劑、木材防腐剤，同時還大量用于配制波爾多液、電鍍銅、有色金屬選礦(浮選)エ業，船舶油漆工業及其它化工原料的制造。隨著高科技電子元器件、集成電路、印制線路板及相關企業在國內的飛速增長，硫酸銅的市場需求以前所未有的速度大幅度提高，這同時也對產品的質量提出了十分嚴格的要求。由于エ業級硫酸銅不可避免地含有不同程度的有機雜質、各種金屬和非金屬雜質，這些雜質不經去除將直接影響電子產品的質量。例如印制電路板等電子元器件化學鍍時鍍液對雜質非常敏感，有機和非金屬雜質會降低鍍液活性，導致化學鍍速度降低并漏鍍，嚴重時會導致化學鍍エ藝完全停止；各種金屬雜 質會導致降低鍍速、鍍層發暗、漏鍍等現象，并在鍍層上的沉積，造成鍍層不穩定，使鍍層粗糙。因此，高純硫酸銅的純度和潔凈度對于ic產品的成品率、電性能及可靠性有著十分重要的影響；高純硫酸銅已成為電子行業的關鍵電子化學品。目前，高純電子級硫酸銅產品的生產方法有很多，主要有下面幾種
I、用提純凈化的傳統エ藝，即采用化學氧化法中和水解除鐵，然后通過調節PH值將鐵離子和其他金屬雜質以氫氧化物的形式沉淀除去，但是此方法的產品質量不高，一般達不到印制電路板エ業使用需求。2、用高純電解銅作為原料直接合成,據報道,美國Univertical公司以高純電解銅為原料，生產出了雜質總含量小于20ppm的高純銅鹽，由于高純電解銅價格的不斷攀升，以電解銅為原料生產銅鹽的生產線成本高，價格昂貴，無法滿足市場競爭的要求。3、用エ業級硫酸銅經多次重結晶提純后制得，但是產品收率低，能耗高，重結晶的方法生產的銅鹽目前只應用于中低端電子產品的生產，純度難以達到電子制造業高端產品加工的質量要求。CN1678532公開ー種高純度硫酸銅，將硫酸銅溶解在晶體純凈水中、對其進行蒸發濃縮、除去初始沉淀的晶體、進ー步進行蒸發濃縮以實現結晶，將其過濾獲得高純度硫酸銅。該方法由于除去初始沉淀的晶體，產品轉化率低。4、選用合適的萃取溶液用萃取-反萃取技術萃取銅離子，如CN1835891公開ー種高純度硫酸銅的制造方法，使粗硫酸銅結晶或銅合金溶解，將其進行活性炭處理或溶劑萃取和活性炭處理，與其他的金屬離子分離達到純化的目的，但此方法效率低，不能大規模應用于エ業生產。

發明內容
本發明的目的在于提供一種易于操作并且可以エ業化規模生產高純硫酸銅試劑的方法。本發明方法包括如下步驟A.取エ業級硫酸銅溶于超純水中，升溫到40—70°C，滴加硫酸調節pH至I. 0—2. 0，攪拌溶解后下加入雙氧水；
B.將聚合硫酸鐵和堿式碳酸銅的按質量比I: 2. 5 — 4. 5混合制成沉淀絡合劑，按溶液重量的O. 5—2. 5%將沉淀絡合劑加入到上述的保溫溶液中，再加入溶液重量O. 5—2. 5%的活性炭，攪拌3— 7個小時，冷卻到室溫，靜置過夜；
C.將上述溶液粗濾后再用O.2Mffl的微孔膜過濾，濾液濃縮結晶得到高純硫酸銅。上述步驟B中，保溫溫度優選是40— 50°C。沉淀絡合劑中聚合硫酸鐵和堿式碳酸銅的質量優選的是I : 2. 5 — 3. O。沉淀絡合劑用量是溶液重量的I. O — 2.0%。沉淀絡合劑加完后，可以用堿式碳酸銅調節溶液pH=3. 5—3. 8。在濃縮結晶過程，本發明提供兩個優選的方案一種是過濾后的硫酸銅溶液在常溫至60°C下，操作壓カO. 05—0. 09MPa的氣壓下濃縮，然后冷卻到20— 25°C結晶，過濾，得 到硫酸銅的結晶產品；另ー種是過濾后的硫酸銅溶液采用導流桶蒸發器濃縮結晶，采用的溫度為常溫至60°C，真空度為低于15mmHg柱。本發明采取氧化、吸附絡合、中和沉淀、活性炭處理、導流桶結晶技術聯合的生產方法，除去エ業級硫酸銅原料中的有機物、異物、油膜、AS、Sb、Bi、Pb和Fe等金屬離子雜質，最終產品外觀為藍色結晶，油膜去除率達到99%以上，色素去除率達到99%，雜質達到以下重量含量指標CuSO4·5Η20彡99. 98%，水不溶物彡O. 005%,氯化物(Cl)彡7ppm,總氮量(N) く IOppm,鈉(Na) ^ 2ppm,鉀(K) ^ Ippm,鋅(Zn) ^ 4ppm,鉛(Pb) ^ 5ppm,鎳(Ni) ^ Ippm,鐵(Fe) ^ 8ppm,鉻(Cr) ^ Ippm,砷(As) ^ 5ppm,鎘(CdX Ippm,符合高純試劑級標準，達到電子制造業高端產品的質量要求，可規模化生產，設備簡單，操作簡便，產品質量穩定。


圖I是本發明的生產エ藝流程簡圖。
具體實施例方式在裝有攪拌、溫度計和回流冷凝管的1500L反應器中加入1000L水和250Kg的エ業硫酸銅，攪拌溶解并加熱到60°C，滴加硫酸調節pH至I. 5，趁熱加入適量的30%的雙氧水將溶液中可能存在的低價金屬離子氧化，加入雙氧水的速度以發泡不過分激烈為宜，加完后攪拌2個小時保溫3個小吋。然后加入以質量比I : 3比例混合的聚合硫酸鐵和堿式碳酸銅沉淀絡合剤，沉淀絡合劑為溶液總重量的I. 5%，并加入溶液總重量O. 25%的活性炭，攪拌4一5個小時，冷卻到室溫，靜置過夜。將上述溶液初步過濾后再用O. 2Mfli的微孔膜過濾。濾液采用強制循環的導流桶蒸發器減壓濃縮，濃縮溫度40°C，真空度15mmHg，再冷卻到常溫結晶，將結晶離心甩干后于40°C左右晾干，經常翻動以防風化失水，得到藍色結晶體217. 5Kg。產品外觀良好，晶粒大小分布均勻，其中晶粒直徑50—100目的占90%左右，晶粒直徑50目以下和100目以上各占5%左右。原料和得到的產品主要指標(重量含量)對比如下
權利要求
1.一種高純硫酸銅的生產方法，其特征在于，包括如下步驟 A.取工業級硫酸銅溶于超純水中，升溫到40—70°C，滴加硫酸調節pH至I. 0—2. 0，攪拌溶解后下加入雙氧水； B.將聚合硫酸鐵和堿式碳酸銅的按質量比I: 2. 5 — 4. 5混合制成沉淀絡合劑，按溶液重量的O. 5—2. 5%將沉淀絡合劑加入到上述的保溫溶液中，再加入溶液重量O. 5—2. 5%的活性炭，攪拌3— 7個小時，冷卻到室溫，靜置過夜； C.將上述溶液粗濾后再用O.2Mffl的微孔膜過濾，濾液濃縮結晶得到高純硫酸銅。
2.根據權利要求I所述高純硫酸銅的生產方法，其特征在于，步驟B中，保溫溫度40—50。。。
3.根據權利要求I所述高純硫酸銅的生產方法，其特征在于，步驟B中，用堿式碳酸銅調節溶液pH=3. 5—3. 8ο
4.根據權利要求I所述高純硫酸銅的生產方法，其特征在于，步驟B中，沉淀絡合劑用量是溶液重量的I. 0—2. 0%。
5.根據權利要求I所述高純硫酸銅的生產方法，其特征在于，步驟B中，聚合硫酸鐵和堿式碳酸銅的質量比是I : 2.5—3.0。
6.根據權利要求I所述高純硫酸銅的生產方法，其特征在于，過濾后的硫酸銅溶液在常溫至60°C，操作壓力O. 05—0. 09MPa的氣壓下濃縮，然后冷卻到20—25°C結晶，過濾，得到硫酸銅的結晶產品。
7.根據權利要求I所述高純硫酸銅的生產方法，其特征在于，過濾后的硫酸銅溶液采用導流桶蒸發器濃縮結晶，采用的溫度為常溫至60°C，真空度為低于15mmHg柱。
全文摘要
本發明公開一種高純度硫酸銅的制造方法，取工業級硫酸銅溶于超純水中，升溫到40—70℃，滴加硫酸調節pH至1.0—2.0，攪拌溶解后下加入雙氧水；將聚合硫酸鐵和堿式碳酸銅的按質量比1︰2.5—4.5混合制成沉淀絡合劑，按溶液重量的0.5—2.5%將沉淀絡合劑加入到上述的保溫溶液中，再加入溶液重量0.5—2.5%的活性炭，攪拌3—7個小時，冷卻到室溫，靜置過夜；將上述溶液粗濾后再用0.2μm的微孔膜過濾，濾液濃縮結晶得到高純硫酸銅。
文檔編號C01G3/10GK102826584SQ20121035437
公開日2012年12月19日 申請日期2012年9月22日 優先權日2012年9月22日
發明者方玉果, 李金榮, 鄭鶴立, 陳家楷, 鄭安麗, 張晨陽, 鄧海英 申請人:西隴化工股份有限公司