海綿銅一般都是由含有雜質(zhì)的硫酸銅溶液,在一定的酸度和一定的溫度等條件下,用鐵屑置換而得,因?yàn)橹脫Q出的銅粉比較疏松,故為海綿銅。剛置換的海綿銅比較活潑,容易被空氣中的氧氣所氧化,所以在海綿銅中存在一定量的氧化銅。另外在用鐵屑置換過程中,為使銅置換完全,必須加入過量的鐵屑,因此,在海綿銅中也存在一定量的雜質(zhì)鐵。一般海綿銅中,銅的含量在80%左右,主要是以金屬銅形式存在。用海綿銅為原料,采用碳酸氫銨一氨水混合溶液浸出時(shí),海綿銅中的金屬銅和氧化銅均能溶解,以銅氨絡(luò)合物的形式進(jìn)入溶液,而鐵則不與碳酸氫銨一氨水混合溶液發(fā)生反應(yīng),仍以固體沉淀留在殘?jiān)?,固液分離后,使銅與鐵等氨不溶雜質(zhì)得到很好分離。用碳酸氨銨一氨水混合溶液浸出海綿銅時(shí),固液比按1:3較為適宜,在不斷攪拌下,將海綿銅加入碳酸氫銨一氨水混合溶液中,同時(shí)向料液中鼓入空氣,開始階段進(jìn)行常溫?cái)嚢杞?,后期可將料液適當(dāng)升溫(45℃左右,不要超過50℃),浸出結(jié)束后進(jìn)行固液分離,其基本原理是:
由于氨具有加合作用:由于形成的銅氨絡(luò)離子 在有過量存在是穩(wěn)定的,當(dāng)將銅氨絡(luò)合物溶液加熱把氨趕走后,銅氨絡(luò)合物就生成溶解度很小的堿式碳酸銅沉淀析出。其基本原理是:由上述反應(yīng)式可以看出,在趕氨脫銅過程中,會(huì)產(chǎn)生大量氣體逸出,如果控制不好,料液溫度升得過高,氣體泡沫上升過快,就會(huì)出現(xiàn)料液冒槽。因此,在加熱趕氨脫銅過程中,一定要警慎操作,并要備有溫度控制裝置,控制料液溫度不要升得過高,如果料液溫度升得過高,不但會(huì)出現(xiàn)料液冒槽,還會(huì)使生成的堿式碳酸銅強(qiáng)熱分解,生成黑色的氧化銅,影響堿式碳酸銅的產(chǎn)品質(zhì)量,所以還須要備有補(bǔ)加冷液的裝置,這樣,當(dāng)料液溫度升至一定高度,料液的泡沫上升過快時(shí),及時(shí)補(bǔ)加冷液來調(diào)節(jié)料液的溫度。另外還必須指出的是,當(dāng)料液開始升溫的同時(shí),就必須開動(dòng)攪拌,絕不能等料液升至一定溫度時(shí)才開動(dòng)攪拌,否則,攪拌一開動(dòng),會(huì)出現(xiàn)大量氣體突然逸出,造成料液冒槽。還有一點(diǎn)要指出的是,由于料液中存在一定量的亞銅氨絡(luò)合物,如果采用密閉加熱趕氨脫銅寸,在趕氨脫銅的初期,向料液中鼓入一定量的空氣,使這部分亞銅氨絡(luò)合物氧化生成銅氨絡(luò)合物。在加熱趕氨脫銅過程中所逸出的大量氨氣必須回收循環(huán)使用,否則不但會(huì)造成原料的浪費(fèi),還會(huì)給大氣帶來污染。趕氨脫銅的終點(diǎn)控制是以氨被趕凈為標(biāo)準(zhǔn),可以采用濕的pH試紙檢測蒸出的蒸汽的pH值在7~7.5,說明料液中的氨已被趕凈,這時(shí)停止加熱,改通冷卻水進(jìn)行攪拌冷卻,當(dāng)料液的溫度降至室溫時(shí),放料過濾,并用冷的純水洗滌濾餅,甩干后烘干即得成品堿式碳酸銅。過濾的母液及洗水返回氨浸配料循環(huán)使用。