ПОИСК
АЛЬТЕРНАТИВНЫХ СПОСОБОВ
ПРОИЗВОДСТВА ХЛОРОКИСИ МЕДИ (CuCl2*3C(OH)2*H2O)
С ЦЕЛЬЮ УДЕШЕВЛЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВА
Используемый в настоящее время
способ производства хлорокиси меди (меловой)
является очень дорогостоящим вследствие
сложного и дорогого аппаратного оформления
и больших отходов.
Существующий метод получения ХОМ состоит
из трех основных стадий:
- получение чистой меди;
- растворения меди;
- осаждение меди в виде ХОМ.
Первая стадия.
Получение чистой меди из лома возможно
двумя путями:
- переплавка медного лома в плавильных
печах с одновременной очисткой от примесей;
- электрохимическое рафинирование
медного лома в электролизерах.
Экономическая оценка этих
методов затруднительна вследствие
неоднозначности сырья. На наш взгляд первый
способ экономичен по сравнению со вторым.
Однако, второй метод позволяет получать
более чистую медь.
Вторая стадия.
Растворение меди осуществляется согласно
основной реакции:
Cu + HCl +Ox = CuCl2 + H2O
В качестве окислителя может быть
использованы различные вещества:
O2,
Cl2, HNO3, H2O2 и
др. На ГП “Первомайский химпром”
используется одновременно О2
(воздух) и Cl2. Использования
хлора в значительной степени обусловлено
необходимостью его утилизации.
Для этого процесс применяется “хвостовой”
хлор со стадии сжижения после электролиза.
Следовательно, применение хлора не
обязательно. Использование того или
другого окислителя влияет только на
скорость растворения меди. Кроме того
скорость растворения меди сильно зависит
от размера частиц металла: чем меньше
размер гранул – тем выше скорость.
Третья стадия.
Осаждение меди в виде ХОМа
-
CuCl2*3C(OH)2*H2O. Получения
ХОМа из раствора хлорной меди возможно с
использованием различных реагентов: CaCO3
мела, Ca(OH)2
извести и др. Основное требование осадитель
должен быть слабым основанием, иначе
выпадет гидрооксид меди. Процесс простой,
однако, при этом образуется большое
количество отходов в виде раствора хлорида
кальция, который требует дальнейшей
переработки.
В целом такая технология простая,
и достаточно легко управляемая. Основная
причина усложнения аппаратного оформления
процесса это его использование для
утилизации хлора. Существенный недостаток
также использование дополнительного
компонента - осадителя и, как следствие,
образование больших количеств отходов.
Таким образом реализация производства
меловым способом является дорогостоящей в
реализации - большое количество аппаратов и
также достаточно громоздкой.
Наиболее простым решением
является использование
усовершенствованных способов получение
ХОМ (использование других осадителей) не
приводит к существенному удешевлению
процесса. Исходя из этого основным
направлением поиска уменьшения стоимости
процесса производства хлорокиси меди будет
разработка принципиально иного способа
получения, который имел бы более простое и
соответственно более дешевое аппаратное
оформление.
Проведя детальный анализ
существующего способа получения ХОМ, а
также обработав имеющиеся публикации по
этой теме было сделано предположение, что
данное производство может быть
организовано по иной более простой и
следовательно более дешевой схеме.
Согласно имеющимся в научной и
патентной литературе данным получение ХОМ
возможно и без применения осадителя.
Образование ХОМа происходит при окислении
хлористой меди (
Cu2Cl2) кислородом
воздуха по реакции:
2 Cu2Cl2 + 1.5 O2 + 4 H2O = CuCl2*3Cu(OH)2*H2O
+ CuCl2.
В свою очередь хлористая медь образуется
из хлорной меди (
CuCl2) и
металлической меди:
Cu + CuCl2 = Cu2Cl2
Хлорная медь может быть получена
путем растворения меди в соляной кислоте в
присутствии окислителя.
Данный способ, по-нашему мнению,
может быть реализован промышленно. Более
того все три реакции, приводящие к
образованию ХОМ, могут быть проведены как
раздельно так и вместе в одном реакторе.
Таким образом производственная
схема будет состоять из стадий:
- получение чистой меди;
- растворение меди и осаждение в виде ХОМ
( в одном реакторе)
По этому способу единственным
отходом будет вода. Количество воды будет
значительно ниже так как отсутствует
стадия промывки ХОМ и, следовательно,
стадии репульпации продукта.
Предлагаемый способ будет
значительно проще в аппаратном оформлении (меньше
стадий, меньше аппаратов), а значит дешевле
в реализации. Кроме того способ будет иметь
ряд экономических и технологических
преимуществ перед меловым способом:
- использование одного
окислителя ;
- уменьшение количества
складов для сырья;
- отсутствие меловой стадии и
всех ее операций;
- отсутствие стадии отмывки ХОМ;
- резкое уменьшение сточных вод;
- отсутствие проблем с отходами
и их утилизацией.
Единственном сложностью данного
процесса будет более сложная технология и
контроль и управляемость процесса
поскольку данный процесс периодический.
Нами была осуществлена
приблизительная оценка аппаратного
обеспечения данного процесса по сравнению
с меловым способом и показано, что
использование данного способа позволит
существенно сократить затраты на
организацию производства.
