Производство медного купороса из медного лома

ПриходРасходСтатьи приходаКоличество, кгСтатьи расходаКоличество, кгМедь в гранулах…... Вода в гранулах…… Орошающая жидкость: CuSO4*5H2O……….. H2SO4 ……………… H2O…………………25,2260 1,3277 42,8733 7,8833

Производство медного купороса из медного лома

Курсовой проект

Химия

Другие курсовые по предмету

Химия

Сдать работу со 100% гаранией

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Курсовая работа

По общей химической технологии

На тему:

Производство медного купороса из медного лома

 

Содержание

 

Введение

. Характеристика медного купороса

. Способы производства медного купороса

. Башенный способ получения медного купороса

.1 Сырье для получения медного купороса

.2 Физико-химические характеристики основных стадий процесса

.2.1Теоретические основы процесса

.2.2 Очистка и грануляция медного лома

.2.3 Растворение меди в серной кислоте (натравка)

.2.4 Кристаллизация медного купороса

.3 Описание технологической схемы

.4. Характеристика используемых химических реакторов

.5 Характеристика отходов, проблемы их обезвреживания и полезного использования

. Расчетная часть

. Области применения теоретических и практических расчетных коэффициентов на основе расчета материального и теплового балансов

Заключение

Библиографический список

 

Введение

 

Среди неорганических веществ медный купорос является одним из наиболее эффективных препаратов для борьбы с болезнями плодовых деревьев, виноградников и других растений. Чаще всего его используют в смеси с известью и другими наполнителями.

Медный купорос получают разными способами, но самый основной - башенный способ (получение из медного лома), главным сырьем которого является медь и серная кислота.

Медный купорос является важнейшей солью меди и находит широкое применение в промышленности и сельском хозяйстве. Он служит исходным материалом для производства различных солей меди.

В сельском хозяйстве он применяется для предохранения растений от вредителей и некоторых заболеваний и является составной частью ядохимикатов: бордосской жидкости и препарата АБ.

Смесь водного раствора медного купороса с известью (1 кг CuSO4*5H2O и 0,75 кг свежегашеной извести на 100л воды) известна под названием бордосской жидкости, представляющей собой суспензию основного сульфата меди 3Cu(OH)2*CuSO4 и CaSO4. Основная соль полностью разрушается в щелочной среде. Для образования суспензии стойкой основной соли молярное отношение CuO : СaO должно быть равным 1:0,75, а весовое отношение 1:0,53 или весовое отношение CuO : Ca(OH)2, равным 1:0,7. В связи с частичной карбонизацией извести при хранении и перевозках, при изготовлении бордосской жидкости принимают весовое отношение медного купороса к извести 1:0,75.

При смешении раствора медного купороса с раствором соды получается бургундская жидкость - суспензия основного карбоната меди 3Cu(OH)2*2CuCO3. Преимущество ее перед бордосской жидкостью является хорошая прилипаемость и отсутствие комков, забивающих распылительные устройства. Медный купорос применяют для изготовления парижской зелени. Также его используют в гальванических элементах в качестве электролита, в гальванотехнике, для консервирования дерева, для изготовления некоторых минеральных красок, в производстве искусственного волокна и при обогащении руд.

 

1. Характеристика медного купороса

 

Пятиводный кристаллогидрат сульфата меди CuSO4·5H2O (хальконтит), называемый медным (синим) купоросом, образует асимметричные ярко- синие кристаллы триклиноэдрической системы с плотностью 2,29г/см3. Как и другие соли меди, медный купорос ядовит. При нагревании он плавится (110°) с потерей части кристаллизационной воды и переходит в трехводный (голубого цвета) и одноводный (белого цвета) сульфат меди. Выше 258° образуется безводный сульфат меди белого цвета, сильно гидроскопичный. При 819 - 860° CuSO4 разлагается по реакции:

 

CuSO4 = SO3+ CuO·CuSO4

 

а при 897 - 934° полностью диссоциирует на CuO и SO3. При обычной температуре кристаллы медного купороса на воздухе не выветриваются.

Насыщенный водный раствор медного купороса содержит при 0°- 12,9%, при 20°- 17,4 %, при 55°- 29,9 %, при 100° - 42,4 % CuSO4. Безвариантное равновесие CuSO4·5H2O + CuSO4·3H2O + раствор + пар существует при 96° и 540 мм рт. ст. Растворимость медного купороса в присутствии свободной серной кислоты понижается; в растворе образуется комплексный ион [Cu(SO4)2]2-. При повышенных температурах из кислых раствор кристаллизуется CuSO4·3H2O.

В системе CuSO4 - FeSO4- H2SO4- H2O в интервале 27 - 97° и диапазоне концентраций H2SO4 от 7 до 37 г/л и FeSO4 (в вес.%):0 - 2,6, 2,7 - 4,7 и 8,5 - 9,2. С повышением температуры растворимость твердого раствора уменьшается, а содержание FeSO4 в нем возрастает. В растворах с увеличенной кислотностью повышается содержание FeSO4 в кристаллах, но понижается их растворимость.

Требования к качеству медного купороса представлены в таблице 1:

Таблица 1. Состав медного купороса (в %)

По ГОСТ 5.1688-72 (со знаком качества)Марка АМарка БСорт ΙСорт ΙΙСорт ΙΙΙсушеныйНе сушеныйсушеныйНе сушеныйCuSO4·5H2O не менее99,095,09894949296В пересчете на Cu,не менее25,1924,1724,923,923,923,4-Железо Fe, не более0,0350,030,060,030,10,30,02Свободная H2SO40,250,250,250,250,250,250,25Нерастворимый в воде остаток, не более0,050,040,10,050,040,10,05Мышьяк As, не более0,0050,0010,0150,0150,0150,030,015

Медный купорос Ι и ΙΙ сортов марки А предназначаются для сельского хозяйства, ΙΙΙ сорта - для обогатительных предприятий, марки Б - для предприятий искусственного волокна. Тарой для медного купороса служат деревянные бочки, фанерные барабаны или ящики с бумажными или полиэтиленовыми вкладышами, а также двойные полиэтиленовые и джутовые мешки и четырехслойные бумажные мешки.

 

2. Способы производства медного купороса

 

Различают, главным образом, по видам применяемого сырья:

.Из медного лома и отходов меди (стружки, высечки, проволоки, опилок и т.д.) с окислением меди кислородом воздуха, электролизом или раствором хлорной меди;

.Из окиси меди, получаемой из белого матта;

.Из окиси меди и сернистого газа;

.Из окисленных медных руд, содержащих незначительное количество меди, переработка которых на металлическую медь плавкой в печах является не экономичной;

.Из колчеданных огарков и других отходов;

.Из отбросных электролитных растворов медеэлектролитных заводов.

Наиболее промышленное значение имеет башенный способ производства медного купороса, использующий медный лом и отходы металлообрабатывающих заводов.

Основные стадии башенного способа следующие:

) гранулирование меди;

) Растворение меди в серной кислоте (натравка);

) кристаллизация медного купороса.

При башенном способе производства медь в виде медного лома и других отходов переплавляют в печах для очистки от различных примесей. Расплавленную медь выливают тонкой струей в холодную воду для получения ее в виде полых шариков (гранул), обладающих большой поверхностью, вследствие чего ускоряется растворение меди в серной кислоте. Для растворения гранулы загружают в полую башню, через которую пропускают воздух и обрабатывают слабым раствором медного купороса, содержащим свободную серную кислоту. При этом получается концентрированный раствор медного купороса, из которого при охлаждении выделятся кристаллический медный купорос.

За рубежом основными производителями медного купороса являются Франция и Италия, где в качестве сырья используют главным образом медный лом и окисленные руды. В отличие от этого в США используют в основном электролитные щелоки, из которых производят больше половины всех солей препаратов меди.

 

3. Башенный способ производства медного купороса

 

.1 Сырье для получения медного купороса

 

Основным сырьем для получения медного купороса служат серная кислота и металлическая медь.

Серная кислота должна употреблять требованиям ГОСТ 2184 - 59 (таблица 2).

 

Таблица 2. Состав различных сортов серной кислоты (в %)

Составные частиКонтактная H2SO4Башенная H2SO4Регенерированная H2SO4техническаяТехническая улучшеннаяолеумМоногидрат серной кислоты не менее92,592,5 - 94,0_7591Свободный серный ангидрид(SO3), не менее__18,5__Окислы азота (в пересчете на N2O3), не менее_0,0001_0,030,01Прокаленный остаток, не более_0,040,15_0,2Железо, не более_0,015___Мышьяк, не более_0,0001___

Металлическую медь употребляют в виде:

) сортного лома и отходов меди;

) низкокачественный лом и отходы меди.

Используемая медь должна соответствовать требованиям, предусмотренным ГОСТ 1639 - 48. В производстве медного купороса применяют: лом и кусковые отходы прокатной меди без полуды и пайки (куски меди, медные проводники, снарядные пояски, обрезки); лом прокатной меди, засоренной не более чем на 10% другими металлами и сплавами; медную стружку; лом и кусковые отходы луженой и паяной меди как не засоренной так и засоренной другими металлами.

 

3.2 Физико-химические характеристики основных стадий процесса

 

3.2.1 Теоретические основы процесса

В отсутствии окислителей, в частности кислорода воздуха, в разбавленной серной кислоте медь практически не растворяется. Она с достаточной скоростью растворяется в горячей концентрированной серной кислоте, но осуществлять этот процесс нерационально, так как при этом половина затрачиваемой кислоты восстанавливается до SO2, окисляя медь в окись меди, которая и растворяется в серной кислоте, образуя медный купорос. Схема этого процесса может быть выражена следующими уравнениями реакций:

&nbs

Похожие работы

1 2 3 4 5 > >>