氯化铜的制备与应用

背景及概述^[1]

化学式为CuCl₂，为黄棕色粉末，相对密度为3.386 (25℃)，熔点为620℃，0℃时溶解度为70.6，还易溶于乙醇和丙酮，易从空气中吸湿而变成蓝绿色二水合物CuCl₂· 2H₂O，CuCl₂·2H₂O为绿色斜方晶体，有潮解性，相对密度为2.38，可将氯气和水通入装有金属铜的接触塔来制备，或用碳酸铜(实际是碱式碳酸铜) 和盐酸作用制取。此水合物在110℃失水，在氯化氢气流中、加热到 140～150℃的条件下，也可制出无水氯化铜。无水氯化铜进一步加热到993℃，可分解为白色氯化亚铜和氯气。X射线研究证明，氯化铜是共价化合物，为平面链状：

很浓的氯化铜水溶液呈现黄绿色，在浓溶液中呈现绿色，在稀溶液中呈现蓝色，黄色是由于[CuCl]^2-配位离子存在，而蓝色是由于[Cu(H₂O)₄]²⁺配位离子存在，两者并存时就显绿色。氯化铜用做许多有机反应(例如烃的氯化反应) 的催化剂，石油产品的脱色剂和脱硫剂，以及木材防腐剂，织物印染中的媒染剂、消毒剂，饲料添加剂和玻璃、陶瓷的颜料。

制备^[2]

氯化铜蚀刻废液生产氯化铜：

氯化铜的用途比较广泛，常用作氧化剂、木材防腐剂、食品添加剂、消毒 剂等，也用于石油馏分的脱臭和脱硫、金属提炼、照相等。而目前生产氯化铜 的方法主要是将氧化铜与盐酸反应制得，生产成本比较高，且产率低；此外也 有采用铜为起始原料制备氯化铜的方案，此方案会产生氯化亚铜，因此反应步骤繁琐，成本高，效率低，不适合工业化大规模的生产。

而近年来，我国的电子工业迅速发展，造成了大量的电路板蚀刻废液和排放，蚀刻废液主要有酸性蚀刻废液和碱性蚀刻废液，蚀刻废液中含有大量的铜离子和其它有害化学物质，其严重污染了环境，影响水中微生物的生存，破坏土壤团粒结构，影响农作物的生长。

中国专利CN 103241762 A公开了一种使用碱式氯化铜制备二水氯化铜的方法，即搅拌盐酸，在盐酸中加入碱式氯化铜，之后20-40min需要控制游离氯化氢浓度在0.8％-8％，同时上述加入物需要全部溶解无沉淀物；再将完全溶解的物料负压蒸馏8-10h，蒸发完毕，冷却结晶，过滤，离心分离，即得二水氯化铜。此方法虽提高了生产效率，但反应条件要求比较苛刻。为了解决现有技术存在的上述问题，CN201510482821.8提供了生产方法简单、成本低、 效率高的一种利用含铜蚀刻废液生产氯化铜的方法。

本发明所采用的技术方案为：

一种利用含铜蚀刻废液生产氯化铜的方法，包括如下步骤：

(1)向中和釜中加入清水，并进行加热，再将含有铜离子的酸性蚀刻废液 和含有铜离子的碱性蚀刻废液加入中和釜中进行反应，将反应后的料液经离心、 漂洗得碱式氯化铜晶体；

(2)将步骤(1)生成的碱式氯化铜晶体与盐酸进行反应，得氯化铜溶液， 将该溶液处理得二水氯化铜产品；

(3)将二水氯化铜脱水得无水氯化铜。

步骤(1)的反应方程式为：

步骤(2)的反应方程式为：

其有益效果为：因含铜蚀刻废液中含有大量的铜离子和其它有害化学物质，而本发明采用含铜蚀刻废液生产氯化铜，取得了更好的铜回收利用，充分利用了资源，且减少了含铜蚀刻废液对环境的污染；本发明在使用含铜蚀刻废液生产氯化铜时，利用酸、碱蚀刻废液自身中和结晶，避免了在使用含铜蚀刻废液之前需要除杂的步骤，生产方法简单，成本较低；本发明在使用含铜蚀刻废液生产氯化铜时，实验步骤及原料在实验室中都比较常见，操作步骤简单且产量高。此外，本发明生产方法控制PH值时，只需要调节酸式蚀刻废液和 碱式蚀刻废液的滴加速度就可以，比较方便，且生产出的氯化铜较纯。

应用^[3]

 氯化铜与茚虫威对黄胸散白蚁的联合作用：

氯化铜与茚虫威配比为5∶1 条件下，72 h LC₅₀为2.8 g/L，共毒系数达 369.7，此时白蚁的死亡率为97.8% ；96 h LC₅₀ 为1.8 g /L，共毒系数达 455.3，此时白蚁的死亡率为 100%，灭蚁效果非常明显。

实际应用过程中，氯化铜的水解、 氧化等可能会对灭蚁效果产生影响，因为其形成的纳米颗粒或者氢氧化物会增加对白蚁的杀伤力。另外，茚虫威的降解也会对其混合配比产生一定的影响，从而会影响白蚁的灭治效果。考虑到氯化铜∶茚虫威配比在1∶10～10∶1时都有一定的协同作用，因此，实际应用中不必局限于 5∶1这一种比例。初始浓度的选择很重要， 因为如果作为饵剂浓度太高，一接触就造成很大伤亡，可能会造成白蚁的逃离，从而达不到灭治白蚁的目的。如何选择合适浓度，能让白蚁接触一段时间后再造成大面积杀伤，效果更好，是需要在实际应用观察中考虑到的问题。重金属由于对生物环境影响具有不可逆性、长期性及累积效应，故使用较为谨慎。使用饵剂系统对白蚁进行防治是近年来发展起来的比较环保的一种方法，既能定点监控白蚁，又能很好地防止药物的迁移扩散。也正因为重金属的这些特性，使得药物在白蚁之间的传递灭杀成为可能。当然，具体的效果还需在试验及实际应用中检验。

主要参考资料

[1] 中国中学教学百科全书·化学卷

[2] CN201510482821.8

[3]何利文,侍甜,叶兼菱,黄晓光,林雁,杨飞飞.氯化铜与茚虫威对黄胸散白蚁的联合作用[J].安徽农业科学,2018,46(05):160-161+165.