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第一节 氧化铜的简介
氧化铜(cupric oxide),化学式CuO。是一种铜的黑色氧化物,略显两性,稍有吸湿性。相对分子质量为79.545,密度为6.3~6.9 g/cm3,熔点1026℃。 不溶于水和乙醇,溶于酸、氯化铵及氰化钾溶液,氨溶液中缓慢溶解,能与强碱反应。氧化铜主要用于制人造丝、陶瓷、釉及搪瓷、电池、石油脱硫剂、杀虫剂,也供制氢、催化剂、绿色玻璃等用。(产业规划)
第二节 氧化铜的制备工艺
1、铜粉氧化法
以铜灰、铜渣为原料经焙烧,用煤气加热进行初步氧化,以除去原料中的水分和有机杂质。生成的初级氧化物自然冷却,粉碎后,进行二次氧化,得到粗品氧化铜。粗品氧化铜加入预先装好1:1硫酸的反应器中,在加热搅拌下反应至液体相对密度为原来的1倍,pH值为2~3时即为反应终点,生成硫酸铜溶液,静置澄清后,在加热及搅拌的条件下,加入铁刨花,置换出铜,然后用热水洗涤至无硫酸根和铁质。经离心分离、干燥,在450℃下氧化焙烧8h,冷却后,粉碎至100目,再在氧化炉中氧化,制得氧化铜粉末。
铜粉氧化法
2、硝酸铜热分解法
将电解铜用稀硝酸溶解后在水浴上蒸干,然后在干燥器里要非常缓慢地从90℃加热到120℃。当生成松软的碱式盐时,放入水中煮沸、过滤、干燥;然后将其慢慢加热到400℃,使大部分硝酸除去;接着粉碎后加热到850℃,保持1h,使其分解为氧化铜。为使反应更加完全,可将产品再次粉碎,在约700℃的条件下,加热1h后,放入干燥器中冷却。
3.碳酸铜热分解法
将铜粉或铜线在通风橱内用尽可能少的6mol/L硝酸使其完全溶解,如果溶液不透明,则需过滤。另将碳酸钠配成溶液与上述硝酸铜溶液混合、煮沸生成黑色的碱式盐沉淀。当固体沉降后舍去上层清液,用倾析法充分洗涤、过滤、干燥。将其放于蒸发皿上,在充分搅拌下用小火加热,使其分解为氧化铜。
4.铜丝或铜粉硝化
将铜丝或铜粉溶于6mol/L硝酸中保持铜稍过量,加热至溶液pH值3~4,以除去氢氧化铁沉淀,然后与10%( 质量)的碳酸钠溶液混合,加热沸腾,有碱式盐析出,弃去上层清液,用水充分洗涤、过滤、干燥。将干燥的碱式碳酸铜在充分搅拌下于小火加热分解为黑色氧化铜粉末:CuCO3·Cu(OH)2=2CuO+CO2↑+H2O
当不再有二氧化碳生成,表明分解完全。
5.电导水溶解法
用电导水溶解高纯硝酸铜,过滤,在清液中加入过量高纯NH3·H2O,滤去杂质沉淀,滤液用高纯硝酸中和至氢氧化铜析出。过滤,用电导水洗涤一次,再加硝酸溶解沉淀,加高纯碳酸铵析出碳酸铜,再洗涤,甩干,在200℃烘箱内烘干后,于450~550℃灼烧3~4h,得光谱纯氧化铜。
第三节 氧化铜的应用范围
化学方面:作氧化剂;气体分析中测定碳;作为有机反应催化剂,制造人造丝和其它铜化合物。
工业方面:
用作玻璃、搪瓷、陶瓷工业的着色剂,油漆的防皱剂,光学玻璃的磨光剂。
用于人造丝制造工业及油脂的脱硫剂。
用作其他铜盐制造的原料,也是制人造宝石的原料。
在磁性材料生产中用作镍锌铁氧体及热敏元件的原料。
其他:制造烟火、触媒、及电镀行业。
第四节 氧化铜的注意事项
储存
储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。应与还原剂 、碱金属 、食用化学品分开存放,切忌混储。储区应备有合适的材料收容泄漏物。
运输
起运时包装要完整,装载应稳妥。运输过程中要确保容器不泄漏、不倒塌、不坠落、不损坏。严禁与还原剂、碱金属、食用化学品等混装混运。运输途中应防曝晒、雨淋,防高温。车辆运输完毕应进行彻底清扫。
操作
密闭操作,局部排风。操作人员必须经过专门培训,严格遵守操作规程。建议操作人员佩戴自吸过滤式防尘口罩,戴化学安全防护眼镜,穿防毒物渗透工作服,戴橡胶手套。避免产生粉尘。避免与还原剂、碱金属接触。搬运时轻装轻卸,防止包装破损。配备泄漏应急处理设备。倒空的容器可能残留有害物。
处理方法
皮肤接触:脱去污染的衣着,用流动清水冲洗。
眼睛接触:提起眼睑,用流动清水或生理盐水冲洗。就医。
吸 入:脱离现场至空气新鲜处。如呼吸困难,给输氧。就医。
食 入:饮足量温水,催吐。喝鸡蛋清或牛奶,使金属沉淀。就医。
危险特性:未有特殊的燃烧爆炸特性。
有害燃烧产物:不燃,必须与还原剂才能燃烧。
灭火方法:消防人员必须穿全身防火防毒服,在上风向灭火。灭火时尽可能将容器从火场移至空旷处。
泄漏处理隔离泄漏污染区,限制出入。建议应急处理人员戴防尘面具(全面罩),穿防毒服。避免扬尘,小心扫起,置于袋中转移至安全场所。若大量泄漏,用塑料布、帆布覆盖。收集回收或运至废物处理场所处置。
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