海绵铜一般都是由含有杂质的硫酸铜溶液,在一定的酸度和一定的温度等条件下,用铁屑置换而得,因为置换出的铜粉比较疏松,故为海绵铜。刚置换的海绵铜比较活泼,容易被空气中的氧气所氧化,所以在海绵铜中存在一定量的氧化铜。另外在用铁屑置换过程中,为使铜置换完全,加入过量的铁屑,因此,在海绵铜中也存在一定量的杂质铁。
一般海绵铜中,铜的含量在80%左右,主要是以金属铜形式存在。用海绵铜为原料,采用碳酸氢铵一氨水混合溶液浸出时,海绵铜中的金属铜和氧化铜均能溶解,以铜氨络合物的形式进入溶液,而铁则不与碳酸氢铵一氨水混合溶液发生反应,仍以固体沉淀留在残渣中,固液分离后,使铜与铁等氨不溶杂质得到很好分离。
用碳酸氨铵一氨水混合溶液浸出海绵铜时,固液比按1:3较为适宜,在不断搅拌下,将海绵铜加人碳酸氢铵一氨水混合溶液中,同时向料液中鼓人空气,开始阶段进行常温搅拌浸出,后期可将料液适当升温(45℃左右,不要超过50℃),浸出结束后进行固液分离。
在赶氨脱铜过程中,会产生大量气体逸出,如果控制不好,料液温度升得过高,气体泡沫上升过快,就会出现料液冒槽。因此,在加热赶氨脱铜过程中,一定要警慎操作,并要备有温度控制装置,控制料液温度不要升得过高,如果料液温度升得过高,不但会出现料液冒槽,还会使生成的碱式碳酸铜强热分解,生成黑色的氧化铜,影响碱式碳酸铜的产品质量,所以还须要备有补加冷液的装置,这样,当料液温度升至一定高度,料液的泡沫上升过快时,及时补加冷液来调节料液的温度。
另外还指出的是,当料液开始升温的同时,就开动搅拌,绝不能等料液升至一定温度时才开动搅拌,否则,搅拌一开动,会出现大量气体突然逸出,造成料液冒槽。还有一点要指出的是,由于料液中存在一定量的亚铜氨络合物,如果采用密闭加热赶氨脱铜寸,在赶氨脱铜的初期,向料液中鼓人一定量的空气,使这部分亚铜氨络合物氧化生成铜氨络合物。
在加热赶氨脱铜过程中所逸出的大量氨气回收循环使用,否则不但会造成原料的浪费,还会给大气带来污染。
赶氨脱铜的终点控制是以氨被赶净为标准,可以采用湿的pH试纸检测蒸出的蒸汽的pH值在7~7.5,说明料液中的氨已被赶净,这时停止加热,改通冷却水进行搅拌冷却,当料液的温度降至室温时,放料过滤,并用冷的纯水洗涤滤饼,甩干后烘干即得成品碱式碳酸铜。过滤的母液及洗水返回氨浸配料循环使用。