Производство медного купороса из медного лома
Курсовой проект - Химия
Другие курсовые по предмету Химия
я окисная пленка растворяется не полностью, появляется основной сульфат меди CuSO42Cu(OH)2, который вследствие малой своей растворимости кристаллизуется из раствора и цементирует при этом гранулы и шлам.
3.2.4 Кристаллизация медного купороса
Медный купорос хорошо растворим в воде:
Таблица 3. Растворимость медного купороса в воде
Температура, СрастворимостьCuSO4CuSO45H2O%%г/100г воды0 15 25 30 40 50 60 70 80 90 10012,9 16,2 18,7 20,3 22,8 25,1 28,1 31,4 34,9 38,9 42,420,2 25,3 29,2 31,6 35,5 39,2 43,8 49,0 54,4 60,0 60,023,3 30,2 34,9 39,9 46,2 52,6 61,1 71,6 83,8 98,2 115,0
С повышением температуры растворимость его в воде увеличивается. Например, при 15C в 1 л воды растворяется 302 г медного купороса, а при 70C - 716 г. Наоборот, если горячий насыщенный раствор медного купороса охладить, то его растворимость уменьшается, и он выкристаллизовывается из раствора. Чем ниже температура, до которой охлаждают раствор, тем большее количество медного купороса выделяется в виде кристаллов.
Кристаллизация медного купороса зависит от его содержания в растворе, от кислотности раствора и содержания в нем примесей. Чем концентрированнее раствор, тем большее количество медного купороса выкристаллизовывается при охлаждении до одной и той же температуры.
Наличие свободной серной кислоты в растворе уменьшает растворимость медного купороса. Вследствие этого из кислых растворов выделяется большее количество кристаллов. Повышенная кислотность влияет не только на количество выпадающих кристаллов, но и на величину кристаллов. Если кислотность раствора превышает 80 г/л, то получаются мелкие чешуйчатые кристаллы голубого цвета. Поэтому практически кислотность раствора не должна превышать 80 г/л.
Содержание примесей, особенно железа и аммония, также влияет на скорость кристаллизации и качество получаемых кристаллов. Присутствие этих примесей замедляет скорость кристаллизации медного купороса тем больше, чем сильнее загрязнен раствор примесями. Полученные при этих условиях кристаллы мельче и окрашены в зеленоватый цвет. При кристаллизации захватывается железо, и полученный продукт получается не стандартным.
Если кристаллизацию производят без перемешивания раствора и при медленном охлаждении, то образуются крупные кристаллы: при быстром охлаждении и перемешивании раствора.
3.3 Описание технологической схемы
медный купорос химический кислота
Медный купорос можно получать периодическим или непрерывным способами.
Периодический способ устарел. В настоящее время медный купорос получают в основном по непрерывному способу.
Схема производства медного купороса непрерывным способом была разработана П. Т. Щеневым и приведена на рис.1.
Гранулированную медь периодически загружают с помощью цепного ковшевого элеватора 1 в непрерывно действующую натравочную башню 2. Количество медных гранул в натравочной башне поддерживается периодическими загрузками на определенном уровне, отстоящем от крышки башни на 0,2 - 0,25 м. Гранулы сверху орошаются смесью маточного раствора медного купороса и серной кислоты. Орошение производится с помощью вращающейся турбинки, установленной на крышке башни.
Серную кислоту по мере надобности перекачивают из заводского хранилища в стальной расходный бак 7, откуда она самотеком, в отмеренном количестве, стекает в сборник маточных растворов 6 для смешения с маточным раствором медного купороса. Сборный бак стальной, опаянный изнутри листовым свинцом. Он оборудован паровым барботером для подогрева раствора.
Из сборника 6 смесь непрерывно перекачивают центробежным насосом 5 в регулятор напора 3, сделанный из нержавеющей стали, откуда смесь с постоянной скоростью поступает самотеком на орошение в натравочную башню. Постоянный уровень жидкости в регуляторе напора поддерживается тем, что избыточное количество смеси сливается обратно по сливной трубе в сборник маточных растворов 6.
Для окисления меди и подогрева раствора в нижнюю часть башни вдувают паро-воздушную смесь. Отработанная паро-воздушная смесь отводится из башни через фаолитовую вытяжную трубу в атмосферу.
Из натравочной баши непрерывно вытекает горячий насыщенный раствор медного купороса, который центробежным насосом 4 подается на кристаллизацию в трубчатый вращающийся кристаллизатор 8 непрерывного действия, сделанный из нержавеющей стали.
Для охлаждения раствора и кристаллизации медного купороса навстречу движущемуся раствору в кристаллизатор вдувают вентилятором 9 воздух. Отработанный воздух на выходе из кристаллизатора отводят через фаолитовую вытяжную трубу в атмосферу. Из кристаллизатора пульпа, содержащая кристаллы и маточный раствор медного купороса, непрерывно поступает в сборник пульпы 10, изготовленный из нержавеющей стали, снабженный механической мешалкой. Пульпу периодически, по мере надобности, спускают самотеком в центрифугу 11 полунепрерывного действия. Кристаллы на центрифуге промывают водой. Промывные воды и маточный раствор направляют самотеком в сборник 6, откуда они снова поступают в круговой процесс производства.
Влажные кристаллы из центрифуги для получения продукта 1-го сорта поднимают ковшевым элеватором 12, сделанным из нержавеющей стали, и по наклонной течке подают для сушки в трубчатую вращающуюся сушилку 13. Вращающаяся труба сушилки стальная, изнутри освинцованная.
Кристаллы сушат подогретым воздухом, который вентилятором 15 предварительно подают в паровой нагреватель воздуха 14. Воздух в сушилке движется в том же направл?/p>