铜的生产方法及工艺流程

铜

铜(Copper)元素符号Cu，相对原子质量63.546。稳定同位素63.65。

1.产品性能

铜为微红色、有光泽、十分软的可延展性金属，对空气是稳定的。在空气中强烈灼烧金属铜即燃烧。它不溶于稀盐酸和稀硫酸，而溶于硝酸，也溶于浓硫酸和浓盐酸(在盐酸中须有铂的存在下才能溶解)。在通空气的条件下，可慢慢溶于NH40H中。相对密度为8.92。熔点1083℃，沸点2595℃。

2.生产方法

(1)电解法用工业电解铜为原料，用硫酸溶解，经一次电解后，阴极沉积的铜再用硝酸溶解，进行第二次电解，得到高纯铜。

(2)还原法高纯硝酸铜转化为氢氧化铜沉淀，灼烧后，于400-600℃用纯净氢还原得高纯铜。

3.工艺流程

(1)电解法

(2)还原法

4.生产工艺

(1)以99.9%工业铜为原料电解将500g 99.9%的工业电解铜用蒸馏水洗涤一次，然后用4:1的稀硝酸(H20: HN03)进行表面浸洗，并用电导水冲去表面的硝酸及污物。将铜制成小块状或片状，放在烧瓶中，取高纯硫酸与铜反应，使铜溶解(铜应过量5g)。待反应完毕后，用200mL、电导水进行稀释，过滤CuS04溶液。将澄清的滤液浓缩，冷却结晶，得到第一次结晶的CuS04·5H2O。

将上述结晶配成含铜50-55g/L的电解液，加H2SO4 90-100g/L为一次电解液。二次电解液则是取一次电解制得的阴极，溶于硝酸中煮沸数小时，除尽游离的氧化氮。然后浓缩，冷却后取出Cu(N03)2结晶，并配制成含Cu 50-60g/L,HN03 23-25g/L,NaCl 0.2-0.5g/L的电解液进行第二次电解。

在电解过程中，均用高纯铜片作阴极，在室温下进行电解，第一次电解时的电

流密度控制在120A/M2，时间为72h;第二次电解时的电流密度控制在50A/M2,时间为48h。电解产品先用水煮1-3次，再用1：1 HCl煮0.5h,1：4的硝酸煮10-15min。最后用电导水洗至中性，用无水乙醇脱水。于燥即得99.99%一99.999%的高纯铜。

(2)以99%电解铜为原料电解将550g 99%的工业电解铜，用蒸馏水先洗一次，然后用电导水和硝酸(4：1)洗去表面的污物，再用电导水洗清。将洗清后的铜制成小块状或片状，放入烧瓶中，移至通风橱内，将2200mL高纯硝酸(d=1.42)与2200mL电导水配成稀硝酸溶液，逐渐加入烧瓶中使金属铜溶解(铜应过量5g).反应非常剧烈，待反应结束后，将溶液加热至60℃，使红棕色的气体完全逸出为止。再加入少量电导水进行稀释。接着通入H2S5-10min，静置15min，过滤除去沉淀物，滤液进行浓缩，至相对密度为1.79一1.8时(温度在132一134℃)，冷却溶液，迅速吸滤出结晶(最好用小型不锈钢离心机甩干)。将结晶再行重结晶一次。然后配制电解液，用铂作阴极，可制得 400g 99.99%的高纯铜。

(3)氢气还原法将500g高纯硝酸铜，加至盛有电导水的烧杯中，使其溶解。在慢慢的搅拌下加入高纯氨水，使硝酸铜溶液全部转化为氢氧化铜沉淀。过滤，用电导水洗涤一下，放入不锈钢离心机中甩干。将沉淀移至瓷皿中，于600℃灼烧3h，待冷却后取出，移入石英舟中，置于石英管内(石英管固定于管形电炉中)，于400-600℃通入纯净的氢气，还原得到高纯铜。

用Cu(N03)2在600℃以上使其分解成为Cu0，在H2或CO的还原气体中加热至400-600℃使其还原为金属铜。若控制还原温度、时间、气体的流速等因素，则能生产各种不同粒度和形杰的还原铜。

5.产品标准(高纯级)

6.产品用途

用作铜片、电极材料、导线，也用于电镀和电子工业的掺杂工艺。