патент
№ RU 2579107
МПК C01B25/45

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОНОГИДРАТА ФОСФАТА МЕДИ(+2)-АММОНИЯ ИЗ ОТХОДОВ ПРОИЗВОДСТВА

Авторы:
Афонин Евгений Геннадиевич
Номер заявки
2014143330/05
Дата подачи заявки
27.10.2014
Опубликовано
27.03.2016
Страна
RU
Дата приоритета
25.06.2024
Номер приоритета
Страна приоритета
Как управлять
интеллектуальной собственностью
Иллюстрации 
1
Реферат

Изобретение относится к химической технологии неорганических веществ и к промышленной экологии. Способ получения фосфата меди(+2)-аммония включает приготовление реакционного водного раствора, содержащего медь(+2), фосфат и аммоний, образование осадка моногидрата фосфата меди(+2)-аммония и его отделение от раствора. В качестве источника меди(+2) используют жидкий отход производства, выбранный из группы, состоящей из отработанного раствора травления печатных плат, отработанного раствора первой промывки печатных плат после травления, отработанного раствора гальванического меднения печатных плат, отработанного раствора травления меди в минеральных кислотах, взятый каждый отдельно или в любом сочетании. Обеспечивается снижение себестоимости продукта и извлечение 99,9% меди(+2) из отработанных растворов. 11 з.п. ф-лы, 2 ил., 8 пр.

Формула изобретения

1. Способ получения моногидрата фосфата меди(+2)-аммония, включающий приготовление реакционного водного раствора, содержащего медь(+2), фосфат и аммоний, образование осадка моногидрата фосфата меди(+2)-аммония и его отделение от раствора, отличающийся тем, что в качестве источника меди(+2) используют жидкий отход производства, выбранный из группы, состоящей из отработанного раствора травления печатных плат, отработанного раствора первой промывки печатных плат после травления, отработанного раствора гальванического меднения печатных плат, отработанного раствора травления меди в минеральных кислотах, причем жидкие отходы производства могут быть использованы каждый по отдельности или в комбинации друг с другом.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что отработанным раствором травления печатных плат является отработанный медноаммиачный раствор травления печатных плат, содержащий в качестве основных компонентов медь(+2), аммиак, хлорид аммония или содержащий в качестве основных компонентов медь(+2), аммиак, хлорид аммония, карбонат аммония.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что отработанным раствором травления печатных плат является отработанный кислый медносульфатный раствор травления печатных плат, содержащий в качестве основных компонентов медь(+2), серную кислоту, сульфат аммония.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что отработанным раствором травления печатных плат является отработанный аммиачный медносульфатный раствор травления печатных плат, содержащий в качестве основных компонентов медь(+2), аммиак, сульфат аммония.
5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что отработанным раствором травления печатных плат является отработанный кислый меднохлоридный раствор травления печатных плат, содержащий в качестве основных компонентов медь(+2), соляную кислоту, хлорид аммония.
6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что отработанным раствором травления печатных плат является отработанный сернокислый пероксодисульфатный раствор травления печатных плат, содержащий в качестве основных компонентов медь(+2), серную кислоту, сульфат аммония, пероксодисульфат аммония.
7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что отработанным раствором травления печатных плат является отработанный аммиачный пероксодисульфатный раствор травления печатных плат, содержащий в качестве основных компонентов медь(+2), аммиак, сульфат аммония, пероксодисульфат аммония.
8. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют отработанный раствор гальванического меднения печатных плат, содержащий в качестве основных компонентов сульфат меди(+2), серную кислоту.
9. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют отработанный раствор травления меди в минеральных кислотах, содержащий в качестве основных компонентов медь(+2), серную кислоту, азотную кислоту.
10. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве источника фосфата используют фосфорную кислоту или фосфат аммония, или гидрофосфат аммония, или дигидрофосфат аммония.
11. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве источника фосфата используют минеральные удобрения аммофос и/или диаммофос.
12. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве источника аммония используют фосфаты аммония и/или аммиак.

Описание

Изобретение относится к химической технологии неорганических веществ и к промышленной экологии, в частности к способам получения фосфатов меди(+2) и к способам переработки токсичных жидких отходов меди(+2), которые образуются при получении медных покрытий, обработке поверхности медных деталей, производстве печатных плат. Растворы, содержащие медь(+2) в высокой концентрации, являются токсичными отходами многих технологических процессов. В больших количествах они образуются при производстве печатных плат, получении медных покрытий, обработке поверхности меди и ее сплавов, синтезе органических веществ и производстве медноаммиачных волокон. Медь является ценным цветным металлом, поэтому необходимо извлекать медь(+2) из отработанных растворов либо в форме металла, либо в форме какого-либо химического соединения для того, чтобы вернуть дорогой и дефицитный компонент отходов производства в хозяйственный оборот.

Из уровня техники известно несколько способов получения двойной соли фосфата меди(+2)-аммония, которая кристаллизуется из водного раствора в форме моногидрата состава ΝΗ4CuΡΟ4·H2Ο.

Известен способ получения моногидрата фосфата меди(+2)-аммония, включающий обработку водой при 35°C соединения (NH4)4[Cu(NH3)2](PO4)2·7H2O (Синтезы неорганических соединений (под ред. Джолли У.). Т. 2. М.: Мир. 1967. С. 209). Недостатком способа является его сложность и необходимость затрат на реагенты (исходное соединения получают, используя оксид меди(+2), аммиак, фосфорную кислоту).

Известен способ получения моногидрата фосфата меди(+2)-аммония, включающий растворение оксида меди(+2) в избытке фосфорной кислоты при нагревании с последующей нейтрализацией раствора газообразным аммиаком (Тураев З., Хакимова В.К., Тухтаев С. Взаимодействие оксида меди с фосфатами аммония // Узб. хим. журн. 1985. №4. С. 43-45). Недостатком способа является необходимость затрат на реагенты и на нагревание раствора.

Известен способ получения моногидрата фосфата меди(+2)-аммония, включающий приготовление реакционного водного раствора, содержащего медь(+2), фосфат и аммоний, в котором реакционный водный раствор готовят по реакции порошкообразной металлической меди с карбонатом аммония в водной среде с последующим добавлением раствора фосфорной кислоты (Копилевич В.А., Войтенко Л.В., Щегров Л.Н., Панчук Т.К. Способ получения моногидрата фосфата меди-аммония. Патент РФ №2051089. Опубл. 1995). Недостатком способа является необходимость затрат на реагенты и на нагревание раствора.

Известен способ получения моногидрата фосфата меди(+2)-аммония, включающий приготовление реакционного водного раствора, содержащего медь(+2), фосфат и аммоний, в котором источником меди(+2) является сульфат меди, источником аммония является аммиак, а источником фосфата - раствор, полученный щелочным гидролизом некондиционного пестицидного препарата O,O-диметил-S(N-метилкарбамоилметилди-тиофосфат) (Ранський А.П., Петрук Р.В. Повний лужний гiдролiз некондицiйного пестицидного препарату диметоат з отриманням екологiчно безпечних продуктiв // Вюник НАУ. 2012. №1. С. 258-265). Способ позволяет утилизировать фосфат натрия, образующийся при гидролизе некондиционного пестицида. Недостатком способа является необходимость материальных затрат на сульфат меди(+2). Способ не предусматривает утилизацию жидких отходов меди(+2).

Известен способ получения моногидрата фосфата меди(+2)-аммония, включающий приготовление реакционного водного раствора, содержащего медь(+2), фосфат и аммоний, образование осадка моногидрата фосфата меди(+2)-аммония и его отделение от раствора, в котором источником меди(+2) является сульфат меди, а источником фосфата и аммония является гидрофосфат аммония, взятые в мольном соотношении 1,0:(3,5-4,0). Реакцию проводят при 60-80°C в течение 1 ч (Копилевич В.А, Щегров Л.Н., Панчук Т.К., Фоменко В.В. Авт. свид. СССР №1742207. Опубл. 1992). Недостатком способа является необходимость затрат на сульфат меди и на нагревание раствора.

Известен способ получения моногидрата фосфата меди(+2)-аммония, включающий приготовление реакционного водного раствора, содержащего медь(+2), фосфат и аммоний, образование осадка фосфата меди(+2)-аммония и его отделение от раствора, в котором реагентами являются хлорид меди(+2) и гидрофосфат аммония, взятый в большом избытке (Bassett H., Bedwell W.L. Studies of phosphates. I. Ammonium magnesium phosphate and related compounds // J. Chem. Soc. 1933. P. 854-871. Лапина Л.М. Металламмонийфосфаты и новые области их применения // Успехи химии. 1968. Т. 37. №9. С. 1626-1641). Недостатком способа является необходимость материальных затрат на хлорид меди(+2). Способ не предусматривает утилизацию жидких отходов меди(+2).

Также известен способ получения моногидрата фосфата меди(+2)-аммония, включающий приготовление реакционного водного раствора, содержащего медь(+2), фосфат и аммоний, образование осадка моногидрата фосфата меди(+2)-аммония и его отделение от раствора, в котором источником меди(+2) является соединение меди(+2), растворимое в фосфорной кислоте (оксид, гидроксид, карбонат, хлорид, сульфат, нитрат, силикат) (Salutsky M.L., Lee F.S., Bridger G.L. Process for preparing metal ammonium phosphates. US Patent №3126254. Опубл. 1964). Соединение меди(+2) растворяют в фосфорной кислоте в водной среде, затем прибавляют раствор аммиака до pH 7, выдерживают раствор с осадком несколько суток, после чего осадок отделяют от раствора фильтрованием, промывают водой и высушивают при комнатной температуре. Недостатком способа является необходимость материальных затрат на соединение меди(+2). Способ не предусматривает утилизацию жидких отходов меди(+2).

Наиболее близким к заявленному является способ получения моногидрата фосфата меди(+2)-аммония, включающий приготовление реакционного водного раствора, содержащего медь(+2), фосфат и аммоний, образование осадка моногидрата фосфата меди(+2)-аммония и его отделение от раствора, в котором источником меди(+2) является сульфат меди, а источником фосфата и аммония является гидрофосфат аммония (Копилевич В.А., Щегров Л.И., Панчук Т.К. Об условиях образования CuNH4PO4·H2O // Журнал неорган. химии. 1991. Т. 36. №7. С. 1654-1657). В способе по прототипу для получения моногидрата фосфата меди(+2)-аммония в реакционном водном растворе медь(+2) и гидрофосфат аммония берут в мольном соотношении 1,0:4,0. Недостатком способа является необходимость материальных затрат на сульфат меди(+2). Способ не предусматривает утилизацию жидких отходов меди(+2).

Целью заявленного изобретения является снижение материальных затрат на получение чистого фосфата меди(+2)-аммония, расширение арсенала способов переработки жидких отходов, содержащих медь(+2), снижение материальных затрат на охрану окружающей среды от негативного воздействия меди(+2).

Поставленная цель достигается тем, что способ получения моногидрата фосфата меди(+2)-аммония из отходов производства включает приготовление реакционного водного раствора, содержащего медь(+2), фосфат и аммоний, образование осадка моногидрата фосфата меди(+2)-аммония и его отделение от раствора. Новым в заявленном способе является то, что в качестве источника меди(+2) используют жидкий отход производства, выбранный из группы, состоящей из отработанного раствора травления печатных плат, отработанного раствора первой промывки печатных плат после травления, отработанного раствора гальванического меднения печатных плат, отработанного раствора травления меди в минеральных кислотах, причем жидкие отходы производства берут каждый по отдельности или в комбинации друг с другом. В качестве отработанного раствора травления печатных плат желательно использовать отработанный медноаммиачный раствор травления печатных плат, отработанные кислый или аммиачный медносульфатные растворы травления печатных плат, отработанный кислый меднохлоридный раствор травления печатных плат, отработанные сернокислый или аммиачный пероксодисульфатные растворы травления печатных плат. Кроме того, в качестве источника меди(+2) желательно использовать отработанный раствор гальванического меднения печатных плат, содержащий в качестве основных компонентов сульфат меди(+2), серную кислоту, а также отработанный раствор травления меди в минеральных кислотах, содержащий в качестве основных компонентов медь(+2), серную кислоту, азотную кислоту. В качестве источника фосфата для приготовления реакционного водного раствора желательно использовать фосфорную кислоту или фосфат аммония, или гидрофосфат аммония, или дигидрофосфат аммония, или минеральные удобрения аммофос и/или диаммофос, а в качестве источника аммония желательно использовать фосфаты аммония и/или аммиак.

Заявленный способ получения моногидрата фосфата меди(+2)-аммония заключается в приготовлении реакционного водного раствора, содержащего в качестве основных компонентов медь(+2), фосфат-ионы и катионы аммония. Названный реакционный водный раствор готовят путем смешивания жидкого отхода, содержащего медь(+2), который может быть отработанным раствором травления печатных плат, отработанным раствором первой промывки печатных плат после травления, отработанным раствором гальванического меднения печатных плат, отработанным раствором травления меди в минеральных кислотах, причем указанные содержащие медь(+2) растворы могут быть взяты как по отдельности, так и в комбинации друг с другом, с реагентами, которые являются источником фосфат-ионов и катионов аммония. Этими реагентами могут служить различные химические вещества: фосфорная кислота Н3РО4 и ее водные растворы, фосфаты аммония (фосфат аммония (NH4)3PO4, гидрофосфат аммония (ΝΗ4)2ΗΡO4, дигидрофосфат аммония ΝΗ4Η2ΡΟ4), взятые по отдельности или в различных сочетаниях, а также минеральные удобрения аммофос (содержит 85-90% дигидрофосфата аммония и 5-7% гидрофосфата аммония) и/или диаммофос (содержит в основном гидрофосфат аммония), газообразный аммиак и его водные растворы. Другим источником фосфат-ионов и катионов аммония в реакционном водном растворе может служить смесь фосфатов натрия и солей аммония (хлорида, сульфата, нитрата). Источником достаточных количеств катиона аммония часто может быть и сам отработанный раствор травления печатных плат, содержащий свободный аммиак и/или аммиак, связанный в комплекс с медью(+2), и/или соль аммония (хлорид, карбонат, сульфат, пероксодисульфат). При необходимости значение pH реакционного водного раствора корректируют путем прибавления минеральной кислоты (предпочтительно фосфорной) или основания (предпочтительно раствора аммиака). Из полученного реакционного водного раствора выпадает осадок моногидрата фосфата меди(+2)-аммония. При необходимости суспензию выдерживают в течение времени, достаточного для формирования кристаллического осадка моногидрата фосфата меди(+2)-аммония, который быстро оседает и занимает небольшой объем. Осадок отделяют от раствора одним из известных методов. При необходимости осадок промывают водой, этанолом, ацетоном или другим подходящим растворителем и высушивают при обычной или повышенной температуре на воздухе.

Способ получения моногидрата фосфата меди(+2)-аммония основан на химических реакциях, например:

В отличие от малотоксичных реагентов, являющихся источником фосфат-ионов и катионов аммония, используемый в заявленном способе для получения моногидрата фосфата меди(+2)-аммония источник меди(+2) представляет собой токсичный отход промышленного производства (Вредные химические вещества. Неорганические соединения элементов I-IV групп (под ред. Филова В.А.). Л.: Химия. 1988. С. 61. Некоторые вопросы токсичности ионов металлов (под ред. Зигель X., Зигель Α.). Μ.: Мир. 1993. С. 49. Виноградов С.С. Экологически безопасное гальваническое производство. М.: Глобус. 2002. С. 26) прежде всего из-за высокой концентрации меди(+2). Такими отходами производства могут быть, например, отработанные растворы травления печатных плат (медь(+2) 60-140 г/л, хлороводород 10-50 г/л, хлорид аммония 50-150 г/л или медь(+2) 50-120 г/л, аммиак 50-100 г/л, хлорид аммония 50-150 г/л, или медь(+2) 50-130 г/л, аммиак 30-120 г/л, хлорид аммония 5-50 г/л, карбонат аммония 20-400 г/л, или медь(+2) 40-100 г/л, аммиак 50-130 г/л, сульфат аммония 40-100 г/л, или медь(+2) 9-45 г/л, серная кислота 10-40 г/л, пероксодисульфат аммония 20-200 г/л, сульфат аммония 25-130 г/л, или медь(+2) 9-22 г/л, аммиак 60-75 г/л, пероксодисульфат аммония 10-55 г/л, сульфат аммония 40-110 г/л), отработанный раствор первой промывки печатных плат после травления (медь(+2) 2-5 г/л, аммиак 2-6 г/л, хлорид аммония 0-290 г/л, карбонат аммония 0-30 г/л), отработанный раствор гальванического меднения печатных плат (медь(+2) 25-60 г/л, серная кислота 60-240 г/л), отработанный раствор травления меди в минеральных кислотах (медь(+2) 15-30 г/л, серная кислота 500-900 г/л, азотная кислота 50-400 г/л, хлорид натрия 1-10 г/л или медь(+2) 20-30 г/л, серная кислота 800-1000 г/л, нитрат натрия или нитрат аммония 200-290 г/л).

Таким образом заявленный способ позволяет получать моногидрат фосфата меди(+2)-аммония с использованием недорогих недефицитных реагентов и одновременно утилизировать различные виды токсичных жидких отходов меди(+2).

Не следует использовать для получения фосфата меди(+2)-аммония в качестве источника меди(+2) отработанный раствор травления печатных плат на основе хлорида железа(+3), поскольку при добавлении к нему фосфатов аммония в осадок, кроме целевого продукта, выпадают фосфат железа(+3) и фосфаты железа(+2), а также отработанный раствор травления печатных плат на основе триоксида хрома и серной кислоты, т.к. последний всегда содержит сульфат хрома(+3), дающий при добавлении к нему фосфатов аммония осадок фосфата хрома(+3). Отработанные растворы травления печатных плат (сернокислые и аммиачные), содержащие сильный окислитель пероксодисульфат аммония, могут с успехом использоваться для получения фосфата меди(+2)-аммония заявленным методом, т.к. применяемые реагенты аммоний и фосфат устойчивы к окислительному действию пероксодисульфата.

Примеры получения моногидрата фосфата меди(+2)-аммония из отработанных растворов различного состава.

Пример 1.

Смешивают 50 мл отработанного раствора гальванического меднения печатных плат с концентрациями меди(+2) 0,42 моль/л, серной кислоты 2,4 моль/л с раствором 8,3 г гидрофосфата аммония марки «чда» в 30 мл воды и при перемешивании по каплям прибавляют 25%-ный раствор аммиака до достижения pH 7,0. Раствор оставляют стоять, периодически встряхивая, при комнатной температуре до значительного укрупнения частиц осадка и увеличения скорости его седиментации, после чего осадок отфильтровывают на стеклянном фильтре ПОР 40 при пониженном давлении (pH фильтрата 5,7), промывают по 2 раза водой и этанолом и высушивают на воздухе при комнатной температуре до постоянной массы. Выход по меди(+2) 99,8%. Найдено, %: Cu - 33,0; N - 7,0; Ρ - 16,1. Для NH4CuPO4·H2O вычислено, %: Cu - 32,66; N - 7,20; Ρ - 15,92.

Пример 2.

К 100 мл промывных вод первой промывки печатных плат после травления с концентрациями меди(+2) 0,036 моль/л, аммиака 0,30 моль/л, в которых предварительно растворяют 8,4 г гидрофосфата аммония марки «чда», при перемешивании прибавляют сначала 50 мл отработанного раствора травления печатных плат с концентрациями меди(+2) 0,25 моль/л, серной кислоты 0,30 моль/л, сульфата аммония 0,82 моль/л, пероксодисульфата аммония 0,23 моль/л, а затем 25%-ный раствор аммиака до достижения pH 7,5. Раствор с осадком оставляют стоять при комнатной температуре на 30 суток. Раствор сливают, кристаллы промывают 3 раза водой, отжимают на бумажном фильтре и высушивают на воздухе при комнатной температуре до постоянной массы. Выход по меди(+2) 99,7%. Найдено, %: Cu - 32,0; N - 6,9; Ρ - 15,9. Для NH4CuPO4·Н2О вычислено, %: Cu - 32,66; N - 7,20; Ρ - 15,92.

Пример 3.

Разбавляют водой 10 мл отработанного раствора травления печатных плат с концентрациями меди(+2) 1,7 моль/л, аммиака 7,2 моль/л, хлорида аммония 1,3 моль/л, карбоната аммония 0,3 моль/л до общего объема 50 мл и при перемешивании по каплям прибавляют 85%-ный раствор фосфорной кислоты до достижения pH 7,0. Раствор оставляют стоять, периодически перемешивая его с осадком, при комнатной температуре на 15 суток. Осадок отфильтровывают на стеклянном фильтре ПОР 40 при пониженном давлении (pH фильтрата 6,4), промывают сначала 3 раза водой, затем 2 раза этанолом и высушивают на воздухе при комнатной температуре до постоянной массы. Выход по меди(+2) 99,9%. Найдено, %: Cu - 33,5; N - 7,3; Ρ - 16,3. Для NH4CuPO4·H2O вычислено, %: Cu - 32,66; N - 7,20; Ρ - 15,92.

Пример 4.

В 50 мл отработанного раствора травления печатных плат с концентрациями меди(+2) 0,18 моль/л, серной кислоты 0,35 моль/л, сульфата аммония 0,95 моль/л, пероксодисульфата аммония 0,05 моль/л растворяют 4,75 г гидрофосфата аммония марки «чда» и при перемешивании по каплям прибавляют 25%-ный раствор аммиака до достижения pH 6,5. Вносят кристаллическую затравку моногидрата фосфата меди(+2)-аммония. Суспензию оставляют стоять, периодически встряхивая, при комнатной температуре до превращения первоначально образовавшегося рыхлого осадка в компактно оседающий монодисперсный кристаллический осадок. Осадок отфильтровывают на стеклянном фильтре ПОР 16 при пониженном давлении (pH фильтрата 5,8), промывают сначала 4 раза водой, затем 2 раза этанолом и высушивают на воздухе при комнатной температуре до постоянной массы. Выход по меди(+2) 99,8%. Найдено, %: Cu - 32,2; N - 7,0; Ρ - 15,7. Для NH4CuPO4·H2O вычислено, %: Cu - 32,66; N - 7,20; Ρ - 15,92.

Пример 5.

Смешивают 100 мл промывных вод первой промывки печатных плат после травления с концентрациями меди(+2) 0,036 моль/л, аммиака 0,30 моль/л с раствором 2,1 г дигидрофосфата аммония марки «ч» в 10 мл воды и при перемешивании по каплям прибавляют 25%-ный раствор аммиака до достижения pH 8,2. Раствор с осадком оставляют стоять при комнатной температуре на 45 суток. Осадок отфильтровывают на стеклянном фильтре ПОР 16 при пониженном давлении, промывают по 2 раза водой и этанолом и высушивают на воздухе при комнатной температуре до постоянной массы. Выход по меди(+2) 96,5%. Найдено, %: Cu - 33,3; N - 6,9; Ρ - 16,0. Для NH4CuPO4·H2O вычислено, %: Cu - 32,66; N - 7,20; Ρ - 15,92.

Пример 6.

К 10 мл отработанного раствора травления печатных плат с концентрациями меди(+2) примерно 1,7 моль/л, аммиака примерно 6,7 моль/л, хлорида аммония примерно 1,1 моль/л, карбоната аммония примерно 0,40 моль/л при перемешивании порциями прибавляют отработанный раствор травления печатных плат с концентрациями меди(+2) примерно 1,3 моль/л, хлорида аммония примерно 2,0 моль/л, хлороводорода примерно 0,30 моль/л в таком количестве, чтобы первоначально выпавший осадок растворился и раствор имел pH 3,5. После охлаждения выпавший из раствора кристаллический осадок растворяют, прибавляя минимальное количество воды. В образовавшемся растворе, представляющем собой смесь двух отработанных растворов травления печатных плат различного состава, определяют концентрацию меди(+2). Готовят водный раствор гидрофосфата аммония марки «чда», который содержит 4 моль фосфата на 1 моль меди(+2), и при перемешивании вливают в него смесь отработанных растворов травления печатных плат, приготовленную, как указано выше. Полученный раствор оставляют стоять, периодически перемешивая его с осадком, на 6 суток при комнатной температуре. Осадок отфильтровывают на стеклянном фильтре ПОР 40 (pH фильтрата 6,4), промывают 5 раз водой, 2 раза этанолом и высушивают на воздухе при комнатной температуре до постоянной массы. Выход по меди(+2) 99,9%. Найдено, %: Cu - 32,6; N - 7,1; Ρ - 15,7. Для NH4CuPO4·H2O вычислено, %: Cu - 32,66; Ν - 7,20; Ρ - 15,92.

Пример 7.

Смешивают 100 мл отработанного раствора травления печатных плат с концентрациями меди(+2) 0,20 моль/л, аммиака 3,9 моль/л, сульфата аммония 0,32 моль/л, пероксодисульфата аммония 0,18 моль/л и раствор 4,6 г дигидрофосфата аммония в 15 мл воды. К полученному раствору при перемешивании по каплям прибавляют 85%-ный раствор фосфорной кислоты до достижения pH 7,8. Раствор оставляют стоять, периодически перемешивая его с осадком, на 5 суток при комнатной температуре. Осадок отфильтровывают на стеклянном фильтре ПОР 40 (pH фильтрата 8,0), промывают 5 раз водой, 4 раза этанолом и высушивают на воздухе при комнатной температуре до постоянной массы. Выход по меди(+2) 95,0%. Найдено, %: Cu - 32,6; N - 7,0; Ρ - 16,1. Для NH4CuPO4·H2O вычислено, %: Cu - 32,66; N - 7,20; Ρ - 15,92.

Пример 8.

Смешивают 20,0 мл отработанного раствора травления печатных плат с концентрациями меди(+2) 0,20 моль/л, аммиака 3,9 моль/л, сульфата аммония 0,40 моль/л, пероксодисульфата аммония 0,10 моль/л и 10,0 мл отработанного раствора травления печатных плат с концентрациями меди(+2) 0,25 моль/л, серной кислоты 0,30 моль/л, сульфата аммония 0,65 моль/л, пероксодисульфата аммония 0,35 моль/л. Растворяют 3,4 г гидрофосфата аммония марки «хч» в 10 мл воды и при перемешивании вливают в него смесь двух отработанных растворов травления печатных плат, приготовленную, как указано выше. Раствор с осадком оставляют стоять на 3 суток при комнатной температуре. Осадок отфильтровывают на стеклянном фильтре ПОР 40, промывают 4 раза водой и высушивают на воздухе при комнатной температуре до постоянной массы. Выход по меди(+2) 99,8%. Найдено, %: Cu - 32,6; Ν - 7,1; Ρ - 15,8. Для NH4CuPO4·H2O вычислено, %: Cu - 32,66; Ν - 7,20; Ρ - 15,92.

Полученный моногидрат фосфата меди(+2)-аммония NH4CuPO4·H2O представляет собой ярко-голубое кристаллическое вещество различной дисперсности (фиг. 1, 2), которая зависит от состава раствора и условий формирования осадка; интенсивность окраски вещества заметно различается в зависимости от размеров его кристаллов. Соль плохо растворима в воде, этиловом и изопропиловом спиртах, этиленгликоле, глицерине, этилацетате и бутилацетате, диметилформамиде, диметилсульфоксиде, хлороформе, тетрахлориде углерода, гексане, бензоле. Вещество растворимо в разбавленных минеральных кислотах (соляной, серной, азотной, ортофосфорной), растворимо в 20%-ном водном растворе уксусной кислоты, немного растворяется с последующим разложением в ледяной уксусной кислоте, растворимо в 5%-ных водных растворах малоновой, янтарной, лимонной кислот. Моногидрат фосфата меди(+2)-аммония переходит в раствор в суспензиях аминотриуксусной, этилендиаминтетрауксусной и диэтилентриаминпентауксусной кислот, а также растворяется в водных растворах аммиака, этилендиамина, диэтилентриамина, моноэтаноламина, диэтаноламина, триэтаноламина, аминоуксусной и аминодиуксусной кислот, тартрата калия-натрия, дифосфата калия - веществ, связывающих катион меди(+2) в прочные комплексы. Соль NH4CuPO4·H2O в водной суспензии очень медленно при комнатной температуре (и быстрее - при кипячении) гидролизуется с образованием среднего фосфата меди(+2). В 1 M растворе гидроксида натрия уже при комнатной температуре соль постепенно превращается в гидроксид меди(+2). NH4CuPO4·H2O не гигроскопичен и не теряет кристаллизационную воду или аммиак при хранении вещества на воздухе при комнатной температуре и при умеренном нагревании.

Как видно из описания изобретения и приведенных примеров, заявленный способ позволяет с минимальной себестоимостью получать моногидрат фосфата меди(+2)-аммония с использованием в качестве сырья отходов получения покрытий медью, травления печатных плат, травления меди с различным химическим составом, извлекать 99,9% меди(+2) из отработанных растворов. Химический продукт, полученный заявленным способом, имеет высокую чистоту, может использоваться для производства катализаторов синтеза органических веществ, в качестве пигмента для красок, пигмента и наполнителя для пластических масс, компонента люминофоров, медного микроудобрения и фунгицида в сельском хозяйстве, добавки в кормах домашних животных, а также в качестве исходного вещества для получения других соединений меди.

Как компенсировать расходы
на инновационную разработку
Похожие патенты