无水氯化亚铜的制备方法

2020/10/20 9:12:51

背景及概述[1]

无水氯化亚铜化学式CuCl。分子量98.99。白色晶体或立方系晶状粉末。熔点430℃,沸点1366℃,相对密度4.1425,折光率1.93。溶于浓盐酸、浓氨水及乙醚,微溶于水(部分分解),不溶于乙醇和丙酮。其溶液在空气中易氧化,呈绿色或棕色。在干燥时对空气及光线稳定;当空气中有微量湿气时即变成绿色,在光照下变成蓝至棕色。在热水中沸煮会歧化生成氧化亚铜、铜和氯化铜。其盐酸溶液吸收一氧化碳可生成氯化碳酰亚铜。制法:可将氯化铜溶液与表面洁净的细铜丝或铜粉共沸而得。用途:用于有机合成,染料工业中作催化剂和还原剂,石油工业的脱硫剂和脱色剂,以及制有机颜料、防腐剂、照相纸、医药、肥皂、脂肪和油类、硝化纤维素、杀虫剂、墨水和焰火等。。

制备[2-3]

1. 废铜氯气直接氧化法

将废铜浸于水中,然后通入工业氯气,控制工艺条件(温度),先把单质铜氧化成Cu2+,Cu2+与过量的单质铜发生化学反应,进而制得氯化亚铜,化学反应如下:

氯化亚铜以沉淀物析出,该沉淀物微溶于水。析出的氯化亚铜沉淀物往往含有杂质,提纯后可获成品无水氯化亚铜。由于本方法采用工业氯气,故设备材质需满足防腐要求。

2. 废铜丝空气氧化法

以废铜丝、食盐、盐酸等为原料。在反应器中加入铜丝和食盐、盐酸料液,通入空气,发生下述反应:

反应温度一般维持在60~70℃,空气输入缓慢进行。检测系统里盐酸的质量浓度达10~15g/L时为氧气输入终期。将上述完成反应后的物料静置澄清,氯化亚铜沉淀析出,并抽滤,制成初级产物。之后用工业盐酸、工业酒精进行清洗,洗涤后在60~80℃下将物料干燥脱除液相杂质,最终制得成品无水氯化亚铜。

3. 废铜盐酸法

本方法较常采用。将废铜或氧化铜放入焙烧炉中氧化成黑色氧化铜或氧化亚铜,然后把所获该物在搅拌下逐渐投入饱和氯化钠—盐酸溶液中,控制反应温度在85~90℃。再把紫铜粉加入上述体系中,使Cu2+还原为Cu+,到反应液呈现无色透明时为终点。所得生成物为氯化亚铜—氯化钠络合物,再将其水解得CuCl沉淀。此后经漂洗、醇洗、过滤、干燥等工序获成品氯化亚铜。主要反应式:

所用原料若即含单质铜又含氧化铜,则在程序上可省略氧化和加单质铜两步骤,亦可以完成制备过程,获成品。

4. 硫酸铜为原料制氯化亚铜的方法

相应部分化工企业选择硫酸铜、食盐为主要原料制取氯化亚铜。原理为,以2种原料进行复分解反应,在得到Cu2+后再用还原剂(亚硫酸钠等)还原而制得氯化亚铜。

上式以二氧化硫做还原剂,反应后的硫酸常带来后处理的麻烦。

应用[2]

有机合成工业中氯化亚铜是应用较广的催化剂,在其催化作用下能够生产多种有机化工产品,如乙烯基乙炔、一氯丁二烯、丙烯腈等。采用氯化亚铜与二甲胺配伍可制备二苯醚聚合用催化剂。石油化学工业生产中常应用氯化亚铜作脱色剂、脱硫剂及脱离剂。氯化亚铜在油脂化工业中用作催化剂与还原剂,尤以前者著称。在染料工业中,氯化亚铜用作实效型气体吸收剂,具体用在酞青蓝、活性翠绿、酞青绿和苯胺类染(颜)料生产工艺里,主要吸收氧气和一氧化碳气体,此用途较特异。

除上述应用外,在冶金工业、电镀工业及医药化工和农药工程(杀菌剂)、电池工业、橡胶工业等众多行业中,氯化亚铜的应用亦较深入且实际。

在此应强调指出,氯化亚铜(高活性)为有机硅工业生产甲基氯硅烷混合单体(以二甲基二氯硅烷为主导)的有效催化剂,此项应用最为重要,几乎为必用品。中国的有机硅工业企业,如吉化公司、江西原星火(现蓝星集团)、北京二化、成都晨光等为重点集团使用高活性氯化亚铜单位。一般说来,依工艺状况约每产1t甲基氯硅烷混合单体耗氯化亚铜在5~10kg不等。目前中国有机硅混合单体生产能力已超过15万t/a,单耗氯化亚铜数量可观。

主要参考资料

[1] 化合物词典

[2] 氯化亚铜的应用及制备技术进展

[3] 氯化亚铜的制备工艺

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