روش تولید سولفات مس

سولفات مس یا کات کبود به شکل کریستال های آبی رنگ محلول در آب در سایز و اندازه های مختلف معروف ترین و پرکاربردترین نمک مس است. سولفات مس همچنین اغلب به عنوان ماده اولیه برای تولید سایر نمک های مس مورد استفاده قرار می گیرد.

امروزه در سراسر جهان صدها تولید کننده سولفات مس وجود دارند و مصرف جهانی این ماده در حدود 200،000 تن در سال تخمین زده می شود. حدود سه چهارم سولفات مس تولیدی در نقاط مختلف در بخش کشاورزی به خصوص به عنوان یک ماده قارچ کش مصرف می شود.

خرید سولفات مس عمده

سولفات مس به عنوان یک ماده پرمصرف در بخش های مختلف صنعت و بخش کشاورزی روش های تولید مختلفی دارد. به طور کلی سولفات مس غالباً از طریق واکنش سولفوریک اسید با ترکیبات مختلف مس تولید می شود.

بعضی از روش های تهیه سولفات مس عبارت اند از :

1. واکنش اکسید مس با اسید سولفوریک
2. واکنش کربنات مس و اسید سولفوریک
3. واکنش سدیم هیدروسولفات و مس فلزی
4. واکنش فلز مس با مخلوط اسید سولفوریک و اسید نیتریک
5. واکنش فلز مس با مخلوط اسید سولفوریک   و آب اکسیژنه
6. واکنش فلز مس با  اسید سولفوریک در مجاورت هوای گرم
7. الکترولیز محلول اسید سولفوریک با استفاده از آند و کاتد مسی
8. حرارت دادن مخلوط مس و گوگرد و تولید سولفید مس و پس از آن حرارت دادن سولفید مس برای تولید اکسید مس و در نهایت ترکیب اکسید مس با اسید سولفوریک و تولید سولفات مس
9. حرارت دادن سنگ معدن سولفید مس و تولید اکسید مس که پس از آن با استفاده از محلول اسید سولفوریک به سولفات مس تبدیل می شود.

فیلم آموزشی: واکنش سدیم هیدروکسید (سود مایع) و سولفات مس

تولید صنعتی سولفات مس

از میان روش های عنوان شده در بالا برای تولید سولفات مس برخی فقط در آزمایشگاه استفاده می شوند و برای تولید صنعتی سولفات مس از این روش ها توجیه اقتصادی و فنی وجود ندارند. در ویدیو زیر میتوانید نمونه ای از تولید صنعتی سولفات مس را مشاهده نمایید.

تولید سولفات مس از با استفاده از فلز مس به عنوان ماده خام اولیه به ندرت صورت می گیرد. اگر از مس خالص برای تهیه سولفات مس استفاده شود، تنها برای شروع فرایند به کار برده می شود. در کشورهایی که سنگ معدن مس وجود دارد از این ماده بعنوان ماده خام برای تولید مس سولفات استفاده می شود.

بخش عمده ای از ضایعات و قراضه های تولید شده مس برای تولید سولفات مس مورد استفاده قرار می گیرد. ضایعات مس تصفیه می شوند و پس از ذوب شدن، فلز خالص درون آب ریخته می شوند تا دانه های کروی متخلخل مس به نام “شات” تولید شود. شات های تولید شده درون محلول اسید سولفوریک  ریخته شده و در مجاورت هوا سولفات مس تولید می شود. تولید صنعتی سولفات مس از طریق واکنش بین مس و اسید سولفوریک گرم و یا واکنش بین سولفوریک اسید رقیق و اکسید مس صورت می پذیرد.

در روش تولید سولفات مس با استفاده از قراضه های مس، در حالی که جریان هوا از پایین دمیده می شود، محلول سولفوریک اسید بر روی ضایعات مس پاشیده می شود . محلول اسید  سولفوریک تا زمانی که غلظت کافی از سولفات مس حاصل شود روی ضایعات مس پاشیده می شود. بر اساس واکنش زیر بین مس، اسید  سولفوریک و اکسیژن سولفات مس و آب تولید می شود.

2Cu + 2H2SO4 + O2  ===»» 2CuSO4 + 2H2O

پس از رسید به غلظت مورد نظر، محصولات فرایند فیلتر شده تا ضایعات مس باقی مانده و واکنش نداده را از محلول سولفات مس جدا کنند. پس از آن محلول حاوی سولفات مس را برای تولید کریستال های سولفات مس وارد فرآیند تبخیر می سازند. در نهایت با کامل شدن تولید کریستال های سولفات مس بار دیگر برای جدا سازی کریستال ها از محلول عملیات فیلترکردن انجام می گردد.

تولید سولفات مس یک فرآیند شیمیایی است که از مواد اولیه‌هایی چون مس کنسانتره و اکسیژن استفاده می‌کند. یکی از روش‌های رایج تولید سولفات مس، فرآیند Wet Process (فرآیند مرطوب) است. در این روش، مس به فرم سولفیدها از معدن استخراج شده و سپس به مراحل مختلفی از فرآیند Wet Process تحت می‌رود.

مراحل اصلی تولید سولفات مس

مراحل اصلی تولید سولفات مس به شرح زیر است:

1. استخراج مس از معدن:

ابتدا، سنگ معدن مس به صورت سولفیدها (معمولاً کالکوپیریت) استخراج می‌شود.

2. سنتز مس کنسانتره:

– سولفیدهای معدن مس به مس کنسانتره تبدیل می‌شوند. این فرآیند شامل خرد کردن سنگ معدن، ذوب کردن آن و سپس جداسازی مس از سایر مواد است.

3. تبدیل مس به فرم اکسیدها:

مس کنسانتره به فرم اکسیدهای مس، معمولاً اکسید مس(II) یا مس(II) و مس(IV)، تبدیل می‌شود.

توجه: چگونه یک کریستال آبی سولفات مس درست کنیم؟

4. تحت فرآیند Wet Process:

در این مرحله، اکسیدهای مس با اسید گوگردیک (سولفوریک اسید) و آب در تجهیزات خاصی تحت فرآیند Wet Process واکنش می‌دهند. این واکنش معمولاً به شکل زیر است:
\[ \ce{CuO + H2SO4 -> CuSO4 + H2O} \]
– در اینجا، مس اکسیدهای مختلف به سولفات مس تبدیل می‌شود.

5. جدا کردن آلودگی‌ها:

در این مرحله، آلودگی‌های دیگری که ممکن است در محصول تولیدی حضور داشته باشند، جدا می‌شوند.

6. تصفیه و بلوریزه سازی:

محلول حاصل از مرحله قبل تصفیه شده و سپس با روش‌های بلوریزه سازی (Crystallization)، سولفات مس به صورت بلورهای خالص به دست می‌آید.

7. خشک کردن و بسته‌بندی:

بلورهای سولفات مس خشک شده و سپس بسته‌بندی می‌شوند تا برای استفاده در صنایع مختلف آماده شوند.

این فرآیند یکی از روش‌های تولید سولفات مس است و بسته به نیاز و شرایط محیطی، فرآیندهای مختلفی برای تولید سولفات مس وجود دارد.