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摘 要：由最廉价的含铜矿物出发，通过改进实验条件，得到了大颗粒、杂质含量很低的硫酸铜晶体，并最终摸索出一种性价比比较合理的生产工艺，该工艺具有较高的经济效益和应用前景。
关键词：硫酸铜 结晶 杂质
中图分类号：TQ131.21 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2013）012-253-02
1 引言
由高纯度硫酸铜制备出的高纯度氧化铜在电子行业有着广泛的易用前景和生产利润。市场调查显示高纯度CuO（99.99%）是制作腐蚀电路板的新型原料，目前市场上对高纯度CuO（99.99%）的需求量很大，价格也较高，市场前景比较看好。本论文的设计思想是首先利用廉价的铜矿石制备具有高纯度的硫酸铜，然后由高纯度硫酸铜制得高纯度得氧化铜。研究其制备得工艺流程，降低成本提高工业生产的利润。
2 由铜矿石生产硫酸铜的原理
2.1 铜矿石的煅烧
在本试验中煅烧是将硫化铜矿和氧化铜矿煅烧成二价氧化铜。使其易于与硫酸反应生成硫酸铜。由孙家寿等人的研究可知，铜矿石的最佳煅烧温度为670℃，恒温煅烧2小时。
2.2 铜的浸出
一般而言，生产硫酸铜时，氧化铜矿要细磨至通过120 m筛，然后用含100～120g/l H2SO4的溶液在搅拌下反应。
2.3 杂质的除去
浸出液过滤除去未反应物，加适量掩蔽剂出去杂质干扰，结晶得到硫酸铜。
2.4 结晶原理
结晶是一个纯化的过程，通过结晶可以除去杂质。结晶的方法一般有两种：一种是蒸发溶剂法。另一种方法是冷却饱和溶液法。硫酸铜的溶解度随温度变化较大，本实验采用蒸发溶剂法进行结晶。
2.5 硫酸铜的溶解重结晶
结晶过程是一个纯化的过程，通过结晶可以除去绝大部分的阴离子和阳离子杂质。所以通过重溶结晶可以进一步净化产出的硫酸铜。反复结晶，最终得到高纯度的硫酸铜。
3 实验与结果
3.1 粒度与酸度对铜浸出率的影响
分别取60目和120目矿粉，在分别加入硫酸浓度为130（g/L）、140（g/L）、160（g/L）、200（g/L）时结果如表1、图1。
由表1及图1可见，在不同酸度下120目矿粉浸取率高于60目矿粉，而酸度在130（g/L）以上时浸出率提高缓慢，为保证耗能少，浸出率高，最终选择将矿石粉碎成120目的矿粉，选择酸度为130（g/L）。
3.2 温度对铜浸出率的影响
由孙家寿等人的研究可知反应最佳温度为80℃。
3.3 浸取时间对铜浸出率的影响
对120目矿粉在酸度130 g/L，温度80℃下，浸取时间的影响数据见表2，由数据作图，见图2。
图2结果表明，浸取时间越长铜的浸出率越大，但高于2小时升高缓慢，为保证耗能少成本低，所以选择浸取时间2小时。
3.4 以上述最佳条件进行试验（结果如表3）
4 结论
（1）最合适的颗粒度：颗粒度大铜的浸出率高，为保证成本低耗能少，本实验最终选择120目的矿粉。
（2）浸出时最适合的酸度：130g/L时，铜的浸出率达到较大值，最终确定加酸量为130g/L。
（3）浸出的最佳温度：随着温度的升高，铜的浸出率也不断提高，但当温度大于80℃时，铜的浸出率上升缓慢，曲线接近水平，能耗也大大增加，因此选取80℃为最佳反应温度。
（4）为了保证浸出率高耗能少，选择浸出时间为2小时。
（5）在上述最佳条件下，本实验获得的硫酸铜浓度为91.37%-93.03%，距离预期目标有一定差距，但是本实验的生产方法耗能少，产出率高，节约成本，对环境无污染，适合未来工业的发展需要，有良好的生产前景。本实验由于实验室试验条件有限，不能达到预期的99.99%的结果。但是我们的方法是切实可行的，在生产中有着重大意。
参考文献：
[1] 周端午，杨方文，陈亚.铜矿石制备硫酸铜的工艺探讨[J].化工设计通讯，1993（3）：66-70.
[2] 商志民.利用硫化铜矿生产铜盐产品的工业试验[J].无机盐工业，1994（01）：35-36.
[3] 章伟光，朱初耀，黎华养.氨法浸取海绵铜制取硫酸铜的研究[J].无机盐工业，1993（3）：10-11.
[4] 韦勇法，陈福贵，韦国鹏.低品位铜矿——孔雀石湿法冶金制铜盐工艺研究[J].无机盐工业，1990（02）：6-12.
[5] 郑若峰.氧化铜矿制硫酸铜新工艺[J].四川化工，1993（3）：2-5.
[6] 王惠景，孙家寿.铜矿石制备硫酸铜工艺综述[J].化工技术经济，1995（05）：20-23.
关键词：硫酸铜 结晶 杂质
中图分类号：TQ131.21 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2013）012-253-02
1 引言
由高纯度硫酸铜制备出的高纯度氧化铜在电子行业有着广泛的易用前景和生产利润。市场调查显示高纯度CuO（99.99%）是制作腐蚀电路板的新型原料，目前市场上对高纯度CuO（99.99%）的需求量很大，价格也较高，市场前景比较看好。本论文的设计思想是首先利用廉价的铜矿石制备具有高纯度的硫酸铜，然后由高纯度硫酸铜制得高纯度得氧化铜。研究其制备得工艺流程，降低成本提高工业生产的利润。
2 由铜矿石生产硫酸铜的原理
2.1 铜矿石的煅烧
在本试验中煅烧是将硫化铜矿和氧化铜矿煅烧成二价氧化铜。使其易于与硫酸反应生成硫酸铜。由孙家寿等人的研究可知，铜矿石的最佳煅烧温度为670℃，恒温煅烧2小时。
2.2 铜的浸出
一般而言，生产硫酸铜时，氧化铜矿要细磨至通过120 m筛，然后用含100～120g/l H2SO4的溶液在搅拌下反应。
2.3 杂质的除去
浸出液过滤除去未反应物，加适量掩蔽剂出去杂质干扰，结晶得到硫酸铜。
2.4 结晶原理
结晶是一个纯化的过程，通过结晶可以除去杂质。结晶的方法一般有两种：一种是蒸发溶剂法。另一种方法是冷却饱和溶液法。硫酸铜的溶解度随温度变化较大，本实验采用蒸发溶剂法进行结晶。
2.5 硫酸铜的溶解重结晶
结晶过程是一个纯化的过程，通过结晶可以除去绝大部分的阴离子和阳离子杂质。所以通过重溶结晶可以进一步净化产出的硫酸铜。反复结晶，最终得到高纯度的硫酸铜。
3 实验与结果
3.1 粒度与酸度对铜浸出率的影响
分别取60目和120目矿粉，在分别加入硫酸浓度为130（g/L）、140（g/L）、160（g/L）、200（g/L）时结果如表1、图1。
由表1及图1可见，在不同酸度下120目矿粉浸取率高于60目矿粉，而酸度在130（g/L）以上时浸出率提高缓慢，为保证耗能少，浸出率高，最终选择将矿石粉碎成120目的矿粉，选择酸度为130（g/L）。
3.2 温度对铜浸出率的影响
由孙家寿等人的研究可知反应最佳温度为80℃。
3.3 浸取时间对铜浸出率的影响
对120目矿粉在酸度130 g/L，温度80℃下，浸取时间的影响数据见表2，由数据作图，见图2。
图2结果表明，浸取时间越长铜的浸出率越大，但高于2小时升高缓慢，为保证耗能少成本低，所以选择浸取时间2小时。
3.4 以上述最佳条件进行试验（结果如表3）
4 结论
（1）最合适的颗粒度：颗粒度大铜的浸出率高，为保证成本低耗能少，本实验最终选择120目的矿粉。
（2）浸出时最适合的酸度：130g/L时，铜的浸出率达到较大值，最终确定加酸量为130g/L。
（3）浸出的最佳温度：随着温度的升高，铜的浸出率也不断提高，但当温度大于80℃时，铜的浸出率上升缓慢，曲线接近水平，能耗也大大增加，因此选取80℃为最佳反应温度。
（4）为了保证浸出率高耗能少，选择浸出时间为2小时。
（5）在上述最佳条件下，本实验获得的硫酸铜浓度为91.37%-93.03%，距离预期目标有一定差距，但是本实验的生产方法耗能少，产出率高，节约成本，对环境无污染，适合未来工业的发展需要，有良好的生产前景。本实验由于实验室试验条件有限，不能达到预期的99.99%的结果。但是我们的方法是切实可行的，在生产中有着重大意。
参考文献：
[1] 周端午，杨方文，陈亚.铜矿石制备硫酸铜的工艺探讨[J].化工设计通讯，1993（3）：66-70.
[2] 商志民.利用硫化铜矿生产铜盐产品的工业试验[J].无机盐工业，1994（01）：35-36.
[3] 章伟光，朱初耀，黎华养.氨法浸取海绵铜制取硫酸铜的研究[J].无机盐工业，1993（3）：10-11.
[4] 韦勇法，陈福贵，韦国鹏.低品位铜矿——孔雀石湿法冶金制铜盐工艺研究[J].无机盐工业，1990（02）：6-12.
[5] 郑若峰.氧化铜矿制硫酸铜新工艺[J].四川化工，1993（3）：2-5.
[6] 王惠景，孙家寿.铜矿石制备硫酸铜工艺综述[J].化工技术经济，1995（05）：20-23.