Изучение и анализ производства медного купороса
Гранулы медные принимают партиями. Партией считают количество гранул, полученных от одной плавки.
д) Оборотные растворы.
Перечень оборотных растворов, используемых на операции растворения, приведен в табл. 2.4.
Таблица 2.4. Оборотные растворы купоросного производства
|
Наименование растворов |
Предыдущая операция |
|
Раствор с узла подготовки никелевого отделения |
Отстаивание и кристаллизация никеля сернокислого из маточного раствора чернового цикла никелевого отделения |
|
Воды промывные участка производства антисептика «Ултан» |
Промывка осадков на фильтр-прессе и растворение кристаллов медного купороса в производстве антисептика «Ултан» |
|
Воды промывные медного отделения |
Промывка кристаллов медного купороса при разделении, растворение донных осадков в баковой аппаратуре, смывы полов |
Воды промывные закачивают в аппараты для корректировки концентраций исходных растворов, их состав не нормируют и не определяют.
е) Медный купорос.
Медный купорос должен быть изготовлен в соответствии с требованиями настоящего стандарта по технологической инструкции.
Медное отделение купоросного цеха выпускает два вида товарной продукции:
- купорос медный марки А1 в соответствие с ГОСТ 19347–99 [6];
- медный купорос мелкодисперсный марки А сорт 1 по ТУ 2141–368–100–97 [7].
Медный купорос окрашен в ярко-синий цвет, на воздухе медленно выветривается, покрываясь белым налетом; хорошо растворим в воде (с повышением температуры растворимость увеличивается) и почти не растворим в спирте; не горюч, пожаровзрывоопасен. Относится к веществам 2‑го класса опасности. Попадая в организм человека, вызывает желудочно-кишечные расстройства.
Медный купорос обладает следующими физико-химическими свойствами: кристаллы ярко-синего цвета, растворимые в воде и выветривающиеся на воздухе, гигроскопичны. Формула CuSO4 ∙ 5H2O. Молекулярная масса 249,68 г./моль.
Химический состав медного купороса приведен в табл. 2.5.
Табл. 2.5. Химический состав медного купороса
| Наименование показателя |
Норма марки, % | |||||
|
А |
Б | |||||
|
Высший |
Первый |
Высший |
Первый |
Второй | ||
|
Массовая доля медного купороса в пересчете на CuSO4· ∙ 5H2O, в% не менее: в пересчете на медь, в% не менее |
99,1 25,22 |
98,0 24,94 |
98,1 24,97 |
96,0 24,43 |
93,1 23,67 | |
|
Массовая доля железа, в% не более |
0,02 |
0,04 |
0,04 |
0,05 |
0,10 | |
|
Массовая доля свободной серной кислоты, в% не более |
0,20 |
0,25 |
0,20 |
0,25 |
0,25 | |
|
Массовая доля нерастворимого в воде остатка, в% не более |
0,03 |
0,05 |
0,05 |
0,05 |
0,10 | |
|
Массовая доля мышьяка, в% не более |
0,002 |
0,012 |
0,012 |
0,012 |
0,028 | |
По физико-химическим свойствам мелкодисперсный купорос должен соответствовать требованиям ГОСТ 19347–99 [6] марки А сорт 1 кроме массовой доли медного купороса в пересчете на медь и массовой доли нерастворимого в воде остатка.
Массовая доля медного купороса в пересчете на медь – 24,5 %.
Массовая доля нерастворимого в воде остатка – 1,05 %.
Медный купорос является важнейшей солью меди и находит широкое применение в промышленности и сельском хозяйстве. Он служит исходным материалом для производства различных соединений меди. Как многие другие соли меди, медный купорос ядовит.
В сельском хозяйстве он применяется для предохранения растений от вредителей и некоторых заболеваний и является составной частью ядохимикатов; бордосской жидкости и препарата АБ.
Бордосская жидкость представляет собой водную суспензию, получаемую при смешении 0,5 – 1,0 %-ного раствора медного купороса с 0,5–1,0 %-дым известковым молоком.
Препарат АБ – основная сернокислая соль меди с примесью основных углекислых солей меди. Получается в результате взаимодействия pacтвора медного купороса и мела при нагревании.
В красильном деле он применяется как протрава; в гальванопластике – для покрытия металлов слоем меди и т. д. Препарат вырабатывают двух сортов, отличающихся по содержанию основного вещества и по количеству допускаемых примесей.
2.2 Химизм процесса растворения меди
Раствор, содержащий свободную серную кислоту и сульфат меди, пропущенный через слой гранулированной меди, растворяет последнюю за счет прохождения следующих химических реакций:
1) Кислород, растворенный в кислоте, окисляет медь до оксида меди.
4 Cu + O2 = 2 Cu2O (43)
2) Оксид меди растворяется в серной кислоте с образованием ионов одновалентной меди:
Cu2O + 2 H+ = 2 Cu+ + H2O (44)
3) Ионы одновалентной меди окисляются кислородом воздуха с образованием ионов двухвалентной меди:
4 Сu + O2 + 4 H+ = 4 Cu2+ + 2 H2O (45)
4) Суммарное уравнение реакций в молекулярной форме имеет вид:
Cu + H2SO4 + 1/2 O2 = Cu SO4 + H2O (46)
