專利名稱：高純硫酸銅的生產(chǎn)方法
技術領域：
本發(fā)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(tǒng)エ業(yè)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(yè)，船舶油漆工業(yè)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(yè)在國內(nèi)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(chǎn)品的質量提出了十分嚴格的要求。由于エ業(yè)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(jīng)去除將直接影響電子產(chǎn)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(fā)暗、漏鍍等現(xiàn)象，并在鍍層上的沉積，造成鍍層不穩(wěn)定，使鍍層粗糙。因此，高純硫酸銅的純度和潔凈度對于ic產(chǎn)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(yè)的關鍵電子化學品。目前，高純電子級硫酸銅產(chǎn)品的生產(chǎn)方法有很多，主要有下面幾種
I、用提純凈化的傳統(tǒng)エ藝，即采用化學氧化法中和水解除鐵，然后通過調節(jié)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(chǎn)品質量不高，一般達不到印制電路板エ業(yè)使用需求。2、用高純電解銅作為原料直接合成,據(jù)報道,美國Univertical公司以高純電解銅為原料，生產(chǎn)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(chǎn)銅鹽的生產(chǎn)線成本高，價格昂貴，無法滿足市場競爭的要求。3、用エ業(yè)級硫酸銅經(jīng)多次重結晶提純后制得，但是產(chǎn)品收率低，能耗高，重結晶的方法生產(chǎn)的銅鹽目前只應用于中低端電子產(chǎn)品的生產(chǎn)，純度難以達到電子制造業(yè)高端產(chǎn)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(fā)濃縮、除去初始沉淀的晶體、進ー步進行蒸發(fā)濃縮以實現(xiàn)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(chǎn)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(guī)模應用于エ業(yè)生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種易于操作并且可以エ業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)高純硫酸銅試劑的方法。本發(fā)明方法包括如下步驟A.取エ業(yè)級硫酸銅溶于超純水中，升溫到40—70°C，滴加硫酸調節(jié)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(yōu)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(yōu)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(jié)溶液pH=3. 5—3. 8。在濃縮結晶過程，本發(fā)明提供兩個優(yōu)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(chǎn)品；另ー種是過濾后的硫酸銅溶液采用導流桶蒸發(fā)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(fā)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(lián)合的生產(chǎn)方法，除去エ業(yè)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(chǎn)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(yè)高端產(chǎn)品的質量要求，可規(guī)?；a(chǎn)，設備簡單，操作簡便，產(chǎn)品質量穩(wěn)定。


圖I是本發(fā)明的生產(chǎn)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(yè)硫酸銅，攪拌溶解并加熱到60°C，滴加硫酸調節(jié)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(fā)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(huán)的導流桶蒸發(fā)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(jīng)常翻動以防風化失水，得到藍色結晶體217. 5Kg。產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)方法，其特征在于，包括如下步驟 A.取工業(yè)級硫酸銅溶于超純水中，升溫到40—70°C，滴加硫酸調節(jié)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(jù)權利要求I所述高純硫酸銅的生產(chǎn)方法，其特征在于，步驟B中，保溫溫度40—50。。。
3.根據(jù)權利要求I所述高純硫酸銅的生產(chǎn)方法，其特征在于，步驟B中，用堿式碳酸銅調節(jié)溶液pH=3. 5—3. 8ο
4.根據(jù)權利要求I所述高純硫酸銅的生產(chǎn)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(jù)權利要求I所述高純硫酸銅的生產(chǎn)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(jù)權利要求I所述高純硫酸銅的生產(chǎn)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(chǎn)品。
7.根據(jù)權利要求I所述高純硫酸銅的生產(chǎn)方法，其特征在于，過濾后的硫酸銅溶液采用導流桶蒸發(fā)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(fā)明公開一種高純度硫酸銅的制造方法，取工業(yè)級硫酸銅溶于超純水中，升溫到40—70℃，滴加硫酸調節(jié)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(yōu)先權日2012年9月22日
發(fā)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