3.從含銅廢料(如:覆銅板、印刷線路板及鉛冰銅等)中提取銅,既可提高資源的利用率又可減少重金屬污染.
(1)廢覆銅板(Cu和Sn組成)可用CuSO
4和H
2SO
4混合溶液作電解質溶液,直接電解回收精銅,陽極上發(fā)生的電極反應為Cu-2e
-=Cu
2+和Sn-2e
-=Sn
2+.
(2)廢印刷線路板中的銅常用含鹽酸的FeCl
3溶液或H
2O
2-HCl-NaCl混合溶液浸取回收.
①用FeCl
3溶液浸取銅時發(fā)生反應的離子方程式為2Fe
3++Cu=2Fe
2++Cu
2+;若加鹽酸不足,反應一段時間后線路板表面有紅褐色沉淀,產生紅褐色沉淀的原因是c(H
+)和c(Fe
3+)小,有利于Fe
3+水解生成Fe(OH)
3沉淀.
②將粉碎后的廢印刷線路板放入三口燒瓶中,分別加入由0.3mol•L
-1鹽酸、0.5mol•L
-1NaCl及不同濃度的H
2O
2組成的混合溶液,在溫度、攪拌速率及固液比等均相同時,銅的浸取率隨H
2O
2的濃度和時間的變化如圖1所示.當c(H
2O
2)=0mol•L
-1時,也有少量的銅被浸出,其原因是液面上方空氣中O
2隨攪拌不斷進入溶液,溶解的O
2將銅氧化而被浸。
③用H
2O
2-HCl-NaCl混合溶液浸取時,其浸取過程包括:
(Ⅰ) Cu+H
2O
2+2H
+=Cu
2++2H
2O
(Ⅱ) Cu
2++Cu?2Cu
+(Ⅲ) Cu
++nCl
-?CuCl
n(n-1)-(Ⅳ) 2CuCl
n(n-1)-+2H
++H
2O
2=2Cu
2++2H
2O+2nCl
-其他條件相同時,增大下列離子濃度可以加速Cu從廢電路板中浸出的是bc(填序號).
a.Na
+ b.Cu
2+ c.Cl
-d.OH
-(3)鉛冰銅(PbS、Cu
2S及FeS的混合物)可用HCl-H
2O
2混合溶液浸取.
①Cu
2S被HCl-H
2O
2混合溶液浸取得到硫酸銅和氯化銅溶液的化學方程式為Cu
2S+5H
2O
2+2HCl=CuCl
2+CuSO
4+6H
2O.
②若由H
2SO
4代替HCl-H
2O
2中的HCl,其他條件相同,銅的浸取率隨硫酸濃度的變化如圖2所示.當H
2SO
4濃度大于3.1mol•L
-1時,硫酸濃度越大,銅的浸取率反而越小,其原因可能是過量的硫酸會生成PbSO
4沉淀包裹在鉛冰銅顆粒表面,使銅無法與浸出液接觸.