文档介绍：利用铜渣生产硫酸铜的实验报告
王健李小平徐超秀
（巴彦淖尔紫金有色金属有限公司技术部）
摘要研究了利用铜渣生产硫酸铜的过程中反应温度、硫酸用量、硫酸浓度、以及反应时间对反应效率的影响。通过实验考察，确定了适于利用本公司铜渣生/ ℃
常温
50
60
70
80
90
转化率/ %
15

39. 0
48. 0

反应条件:铜渣:工业硫酸= 1 :1(质量) ;稀硫酸的浓度: 10 %;反应时间:6h。
从表2 可以看出,当反应温度在60 ℃以下时,转化率较低而且随温度的升高变化不大
,只有当温度超过60 ℃以后,转化率才迅速上升。当温度超过80 ℃以后,转化率增加也并不像在60～70 ℃之间那么显著。之所以这样是因为在温度低时,整个反应速度受化学反应速度控制,温度低,反应活性较低,反应速度缓慢;而在温度较高时,特别是接近于水的沸腾温度,整个反应速度受空气在水中的溶解度和物理扩散速度控制,所以温度升的过高,虽然化学反应活性较大,但空气在酸液中的扩散阻力较大,所以空气的溶解度迅速下降,导致转化率并没有明显地增加。综上所述,反应温度确定为80℃之间。
3. 2 　反应时间的确定　
测定氧化时间,主要是在相同的初始反应条件下,测定时间与转化率之间的关系（见表3）。
表3 　反应时间与转化率之间的关系
反应时间/ h
1
3
5
7
9
转化率/ %
5
8
41
52
56
反应条件:铜渣:工业硫酸= 1 :1(质量) ;稀硫酸的浓度:10 %;反应温度:80 ℃
从表3 可以看出,当反应时间达到7h 以后,转化率已达50 %以上。7h 转化率虽有增加,但并不显著。另外,长时间的鼓泡反应水分蒸发较迅速,当反应到达6h左右时,反应液的体积减少到不足初始溶液体积二分之一。虽然延长时间转化率有所提高,但是由于溶液体积少、浓度大,铜渣悬浮较为困难,而且有可能出现硫酸铜结晶的情况,给未反应的铜渣与母液的分离带来了一定的困难。在反应过程中,水分蒸发的速度不仅与反应温度和反应时间有关,而且还与反应器的形状有关。同样的原料配比和反应液的体积分别盛入2000mL和4000mL 的烧杯中,同样经过
7h左右的反应,2000mL烧杯中的反应液在整个反应过程中不需要补充水量,而4000mL 在反应过程中最少需要补充100mL的水。所以综合考虑,反应时间以6h 为宜,反应器宜选用在相同容积的情况下,其深度与平面比较大的容器。
　硫酸的用量和稀硫酸浓度对反应的影响。
硫酸用量对反应的影响　
铜渣与硫酸的原料配比对反应结果的影响见表4。
表4 　硫酸的用量对铜渣转化率的影响
Cu :H2SO4 (w)
1 :1. 1
1 :1. 3
1 :1. 6
1 :1. 8
1 :2
1 :2. 7
1 :
转化率/ %
38. 25
43. 75
49. 5
50. 3
51. 3
55
55
反应条件:反应温度:80 ℃,反应时间:6h ,铜渣均为200g ,反应容器:2000mL 和4000mL 烧杯,酸的浓度为10 %。
从表4 可以看出,在相同的反应温度和相同的酸的浓度下,经历相同的反应时间,其铜渣的转化量近