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. حدود سه چهارم سولفات مس تولیدی در نقاط مختلف در بخش کشاورزی به خصوص به عنوان یک ماده قارچ کش مصرف می شود.
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.
تولید صنعتی سولفات مس
از میان روش های عنوان شده در بالا برای تولیدسولفات مس برخی فقط در آزمایشگاه استفاده می شوند و برای تولید صنعتی سولفات مس از این روش ها توجیه اقتصادی و فنی وجود ندارند.
تولید سولفات مس 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 رسیدن 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.