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Title:
METHOD FOR PRODUCING STABLE CUPRIC HYDROXIDE AND BASIC CUPRIC SALTS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2002/076378
Kind Code:
A2
Abstract:
The invention relates to a method for preparing stable cupric hydroxide by removing the ferrous ion from the starting cupric solution. The ferrous ion is oxidised into ferric ion and the ferric ion is precipitated by raising the pH of the solution by 3-4. The use of a phosphate ion increases the effectiveness of the oxidation and simultaneously precipitates the ferric ion. Increasing the pH of the purified solution a second time precipitates the high-purity copper hydroxide that can be obtained.

Inventors:
HUATO JULIO (MX)
OGURA TETSUYA (MX)
Application Number:
PCT/MX2002/000021
Publication Date:
October 03, 2002
Filing Date:
March 20, 2002
Export Citation:
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Assignee:
DERMET S A DE C V (MX)
HUATO JULIO (MX)
OGURA TETSUYA (MX)
International Classes:
C01G3/02; C22B15/00; (IPC1-7): A61K/
Foreign References:
US3787306A1974-01-22
US4808406A1989-02-28
US3725535A1973-04-03
US4404169A1983-09-13
US4418056A1983-11-29
US4490337A1984-12-25
US3635668A1972-01-18
Attorney, Agent or Firm:
Saucedo, Javier (S.C. Pedro Luis Ogazon No. 17 Col. San Angel México D.F., MX)
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Claims:
1. 7. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la oxidación se lleva a cabo en presencia de un ion de fosfato o un ion de floruro.
2. 8 El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque retirar el ion férrico se lleva a cabo utilizando centrifugación, decantación o filtración.
3. 9 El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la precipitación del ion férrico se lleva a cabo a un pH de aproximadamente 34.
4. 10 El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la precipitación de una sal básica cúprica se lleva a cabo a un pH de aproximadamente 6.
5. 11 El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la precipitación de un hidróxido cúprico se lleva a cabo a un pH de aproximadamente 812.
6. 12 El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la precipitación del ion férrico se lleva a cabo utilizando una base seleccionada del grupo que consiste de NH3 y Na2CO3.
7. 13 El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la precipitación de la sal básica cúprica se lleva a cabo utilizando una base seleccionada del grupo que consiste de un hidróxido de metal alcalino, un hidróxido de metal de tierra alcalina, NH3, Na2CO3 o K2CO3.
8. 14 El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la precipitación del hidroxido cúprico se lleva a cabo utilizando una base seleccionada del grupo que consiste de un hidróxido de metal alcalino, un hidróxido de metal de tierra alcalina, NH3, Na2CO3o K2CO3.
9. 15 El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la sal básica cúprica es por lo menos una seleccionada del grupo que consiste de CuS04 3Cu (OH) 2, CUC12 3Cu (OH) 2 y CuC03 3 Cu (OH) 2.
10. 16 Hidróxido cúprico hecho por un proceso, caracterizado porque comprende : proporcionar una solución acuosa que contiene un ion cúprico; oxidar un ion ferroso en la solución acuosa en ion férrico; precipitar el ion férrico; retirar el ion férrico de la solución acuosa; precipitar la sal básica cúprica; y precipitar el hidróxido cúprico.
11. 17 El hidróxido cúprico de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque el proceso además comprende : hacer reaccionar la sal básica cúprica para precipitar hidróxido cúprico; y lavar el hidróxido cúprico precipitado.
12. 18 El hidróxido cúprico de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque el ion cúprico tiene un anión que es por lo menos uno seleccionado del grupo que consiste de sulfato, cloruro y fosfato.
13. 19 El hidróxido cúprico de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque el ion ferroso se oxida en ion férrico a una temperatura de aproximadamente 20130°C.
14. 20 El hidróxido cúprico de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque el ion ferroso se oxida en ion férrico a una temperatura de aproximadamente 100°C.
15. 21 El hidróxido cúprico de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque la oxidación se lleva a cabo usando un agente oxidante que es por lo menos uno seleccionado del grupo que consiste de oxígeno simple, oxígeno triple, oxígeno simple o triple con contenido de gas, ozono, ozono con contenido de gas, clorina, clorina con contenido de gas, dióxido de clorina, dióxido de clorina con contenido de gas, ion de hipoclorito, y ion de clorito.
16. 22 El hidróxido cúprico de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque la oxidación se lleva a cabo en presencia de un ion de fosfato o un ion de floruro.
17. 23 El hidróxido cúprico de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque retirar el ion férrico se lleva a cabo utilizando centrifugación, decantación o filtración.
18. 24 El hidróxido cúprico de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque la precipitación del ion férrico se lleva a cabo a un pH de aproximadamente 14.
19. 25 El hidróxido cúprico de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque la precipitación de una sal básica cúprica se lleva a cabo a un pH de aproximadamente 6.
20. 26 El hidróxido cúprico de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque la precipitación de un hidróxido cúprico se lleva a cabo a un pH de aproximadamente 812.
21. 27 El hidróxido cúprico de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque la precipitación del ion férrico se lleva a cabo utilizando una base seleccionada del grupo que consiste de NH3 y Na2CO3.
22. 28 El hidróxido cúprico de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque la precipitación de la sal básica cúprica se lleva a cabo utilizando una base seleccionada del grupo que consiste de un hidróxido de metal alcalino, un hidróxido de metal de tierra alcalina, NH3, Na2CO3 o K2CO3, NaHCO3 o KHCO3.
23. 29 El hidróxido cúprico de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque el hidróxido cúprico se lleva a cabo utilizando una base seleccionada del grupo que consiste de un hidróxido de metal alcalino, un hidróxido de metal de tierra alcalina, NH3, Na2CO3, K2CO3 o KHC03.
24. 30 El hidróxido cúprico de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque la sal básica cúprica es por lo menos una seleccionada del grupo que consiste de CuS04 3Cu (OH) 2, Cucul2 3Cu (OH) 2 y CuCO3 3 Cu (OH) 2.
Description:
PROCESO PARA PRODUCIR UN HIDRÓXIDO CÚPRICO ESTABLE Y SALES CÚPRICAS BÁSICAS CAMPO DE LA INVENCIÓN La invención pertenece a compuestos de hidróxido cúprico altamente estables obtenidos al retirar impurezas de hierro de la solución de cobre inicial.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN El hidróxido de cobre estable es un producto difícil de obtener, aún cuando se emplea una sal de cobre altamente purificada como el material de partida. Esto se debe porque aun pequeñas cantidades de impurezas ferrosas (Fell) pueden catalizar la descomposición del hidróxido cúprico para el óxido cúprico : De esta manera, una aplicación de rocío de ion de Fe ppm puede catalizar la deshidratación de Cu (OH) 2 en CuO.

Sin embargo, la producción de Cu (OH) 2 requiere que los materiales de partida que son muy bajos en contenido de hierro. Estos materiales son tanto difíciles de encontrar y son caros, debido a que el ion ferroso se distribuye ampliamente en cualquier material de partida. Como resultado, existe una necesidad de retirar iones ferrosos rápida y efectivamente de los materiales en bruto utilizados en la producción de hidróxido cúprico.

Los compuestos de cobre, incluyendo hidróxido de cobre, se utilizan para tratar hongos en las plantas. El hongo patogénico provoca una reducción sustancial en las cosechas. Mayores pérdidas resultan por la creación de hongos durante el almacenamiento de las cosechas.

Aunque existen más de 100,000 especies, es sabido que no más de 200 provocan enfermedades graves en las plantas.

Las clases de hongos asociadas con enfermedades importantes en cosechas incluyen : Fitomicetos, Asomicetos, Basidiomicetos y Deuteromicetos. Los ejemplos de Fitomicetos incluyen Phytophthora infestans (mildíu de la papa) y Plasmopara viticola (mildíu de la uva).

Los ejemplos de Asomicetos incluyen Erysiphe graminis (oidio de

trigo/cebada), Podosphaera leucotricha (oidio de la manzana) y Pyricularia oryzae (anublo del arroz). Los ejemplos de Basidiomicetos incluyen Puccinia spp. (roya parda del trigo y avena), Rhizoctonia spp.

(marchiez de la vaina del arroz) y Ustiliago spp. (carbones del maíz).

Los ejemplos de Deuteromicetos incluyen Alternaria spp. (alternariosis del tabaco), Botrytis spp. (moho gris de las uvas), Cercospora spp.

(mancha foliar de la remolacha azucarera), Fusarium spp. (marchitez del trigo), Helminthosporium spp. (mancha foliar del maíz), Pseudocercosporella herpotrichoides (encamado parasitario del trigo), Septoria nodorum (caída del trigo) y Septoria tritici (caída de la hoja de trigo).

Los fungicidas se pueden clasificar en fungicidas sistémicos y no sistémicos. Los fungicidas sistémicos pueden penetrar dentro de la semilla o planta y después se redistribuyen dentro de las partes no rociadas o de nuevo crecimiento, lo cual proporciona protección contra los ataques fúngicos o erradica un hongo ya presente. Los fungicidas no sistémicos tienen un modo de acción protectora y se deben aplicar en la superficie de la planta, generalmente antes de que tome lugar la infección. En general, las sales inorgánicas se clasifican como fungicidas no sistémicos.

El uso de cobre como fungicida es bien conocido. El sulfato de cobre fue utilizado a partir del tratamiento de la enfermedad de anublo del trigo generada en la semilla (Tilletia spp.) a principios del siglo XVIII. En 1882, se observó que los viñedos que habían sido recubiertos con una mezcla de sulfato de cobre y cal para impedir el robo de la vid, no estaban infectados con mildíu de la uva (Plasmopara viticola). Esta observación dio como resultado el desarrollo de un fungicida llamado mezcla Bordeaux. Los fungicidas de cobre disponibles en la actualidad para una amplia variedad de aplicaciones incluyen sulfatos (mezcla Bordeaux), óxidos y oxicloruros y una variedad de sales orgánicas como los naftenatos de cobre y quinolinatos de cobre. Las cosechas protegidas que utilizan compuestos de cobre incluyen viñedos, frutales, café, cacao y vegetales. La mayoría de los fungicidas de cobre funcionan al inhibir la germinación de esporas fúngicas. Los hongos sensibles son afectados por la absorción de sales de cobre y su subsecuente acumulación, la cual después crea compuestos con los

grupos amino, sulfhidrilo, hidroxilo o carboxilo de enzimas que resultan en la inactividad del hongo. Los fungicidas se describen el Kirk-Othmer Encvclopedia of Chemical Technoloqy. Cuarta edición (1994), Volumen 12, en las páginas 204-227.

Los compuestos de cobre también son efectivos contra enfermedades bacteriológicas en las plantas. Una enfermedad bacteriológica de la planta adecuada para el tratamiento por compuestos de cobre, incluyendo hidróxido cúprico, es el chancro de los cítricos.

Cuando las condiciones ambientales son favorables para la dispersión de la enfermedad, las medidas químicas de control no son totalmente efectivas. Sin embargo, los materiales que contienen cobre (mezcla Bordeaux, hidróxido de cobre, cloruros básicos de cobre, oxicloruro de cobre, y sulfato tribásico de cobre) son los rocíos bacteriológicos más efectivos para proteger las hojas y el fruto. Estos materiales pueden reducir la incidencia de la enfermedad, pero no eliminarán las infecciones ya presentes. El extendido uso del cobre también puede provocar problemas de fitotoxicidad en plantíos tratados.

El hidróxido de cobre también se utiliza para tratar la mancha bacteriana del tomate (Xanthomonas campestris pv. vesicatoria). El hidróxido de cobre se aplica en el primer síntoma de enfermedad y se repite en intervalos de 10 a 14 días cuando prevalecen las condiciones húmedas, templadas. El cobre es estrictamente un protector y se debe aplicar antes de que se presente el período de infección. El área de cobertura son 1.81 kg de hidróxido de cobre por acre.

El fungicida de cobre más común que incorpora hidróxido de cobre es la mezcla Bordeaux (CuS04. 3Cu (OH) 2. 3CaS04). La fórmula estándar para la mezcla Bordeaux son 1.81 kg de sulfato de cobre, 1.81 kg de cal hidratada y 189.2 I de agua. 1.81 kg de cal se mezclan en 15.14 I de agua. Se debe hacer lo mismo con el sulfato de cobre. Filtrar la mezcla de cal a través de una estopilla, añadirla a 158.9 I de agua y después añadir la mezcla de sulfato. Usarse inmediatamente. Se pueden hacer pequeñas cantidades al mezclar 113 g de cal hidratada en 7.57 I de agua. Mezclar 113 g de sulfato de cobre en 3.78 I de agua. Vaciar la mezcla de sulfato de cobre dentro de la mezcla de cal. La mezcla Bordeaux puede provocar un daño en las plantas si no se utiliza adecuadamente. El daño se provoca más en climas húmedos y cuando la

mezcla no se seca rápidamente. La mezcla Bordeaux dejará un depósito azul-blanquecino en la planta.

Una vez preparada, la mezcla Bordeaux no es estable. La mezcla Bordeaux mal agitada tiene poco valor debido a que el compuesto activo de cobre no se dividió finamente en forma adecuada. Con frecuencia, se añaden otros materiales en la mezcla Bordeaux con el fin de aumentar la estabilidad. En caso de que se utilicen otros materiales en la mezcla, entonces se pueden añadir con mayor agitación. El aceite blanco se puede utilizar por aproximadamente 500 ml/100 I de rocío o se pueden utilizar cantidades similares de caseinato cálcico (500 g/100 I) melaza (500 ml/100 I). El aceite blanco o el aceite de verano por rocío se puede utilizar en una proporción de 500 ml/100 I de rocío para mejorar la penetración del rocío por debajo de las escamas. De forma similar, el caseinato cálcico y la melaza son recomendados en temporadas para ciertas cosechas. Estos han registrado que mejoran la habilidad de alteración atmosférica del rocío al producir una capa en las hojas superiores, la cual protege las partículas de cobre de que se caigan por la lluvia o el riego.

Los fungicidas como la mezcla Bordeaux también están caracterizados por su deficiente adhesión en las plantas. La habilidad de adhesión de la mezcla Bordeaux también se puede mejorar por la adición de polímeros. Sin embargo, los aditivos de polímero tienden a ser costosos.

Para la mezcla Burgundy, la cal apagada se reemplaza con una sosa en cristales totalmente soluble (carbonato de calcio). En otros aspectos, el procedimiento es exactamente el mismo y los resultados finales son similares, aunque se cree que la mezcla se adhiere mejor que la mezcla Bordeaux, pero también tiende a quemar el follaje sensible. La principal ventaja de la mezcla Burgundy es la facilidad de uso de la sosa en cristales comparada con la cal apagada. En caso de utilizar sosa fresca, el material viejo puede tener menos agua de cristalización y es difícil determinar la cantidad requerida.

Para hacer una mezcla Burgundy equivalente a la antes descrita para la mezcla Bordeaux, se debe reemplazar 1 kg de cal apagada con 1.5 kg de sosa en cristales. En caso de que la sosa en cristales cristalina tenga una apariencia blanca y polvosa, utilizar solamente 1 kg

y después verificar el pH de la mezcla terminada antes de utilizarse.

Aunque la técnica convencional reconoce la capacidad de aplicación de los compuestos de cobre como fungicidas, la técnica convencional también reconoce que los fungicidas de cobre tienen desventajas que necesitan solucionarse. Dentro de la tecnología convencional del cobre, es típico lo descrito en la patente'253 de LeFiles et al. (Patente de Estados Unidos de Norteamérica No.

5,298,253) y la patente'738 de LeFiles et al. (Patente de Estados Unidos de Norteamérica No. 5,462, 738), la cual pertenece a un fungicida/bactericida en seco, que puede fluir de hidróxido de cobre y un método para hacer y utilizar el mismo. El fungicida/bactericida de las patentes'253 y'738 está hecho al formar una pasta acuosa homogénea que contiene entre aproximadamente 5% y 20% en peso (con base en el peso total de los ingredientes en seco) de un primer dispersante seleccionado del grupo que consiste de un ácido poliacrílico parcialmente neutralizado que tiene un pH de 5-10 y un peso molecular promedio de entre 1,000 y 10,000 y un sulfonato de lignina. Un segundo dispersante se utiliza para la arcilla de bentonita. Se forma una pasta con el hidróxido cúprico estabilizado con fosfato y la pasta se seca con rocío para así formar un producto en seco fungicida/bactericida granular, de flujo libre. Aunque se menciona el hidróxido cúprico estabilizado con fosfato, esta solución se obtiene de una pasta acuosa que utiliza un ácido poliacrílico como dispersante.

La patente'681 de Pasek (Patente de Estados Unidos de Norteamérica No. 5,492,681) pertenece a un método para producir un óxido de cobre. En el método, el material portador de cobre, amoniaco acuoso y una cantidad suficiente de sales de amonio para duplicar la proporción de producción de óxido de cobre en ausencia de la sal se colocan en un único recipiente. El recipiente se cierra y se suministra oxígeno dentro del recipiente. La mezcla se agitó y calentó a una temperatura entre aproximadamente 70° y 130°C para disolver el material portador de cobre dentro del ion de cobre amoniacal acuoso. El ion de cobre amoniacal acuoso se hace reaccionar con el oxígeno en el recipiente para formar partículas de óxido de cobre sólidas, que después se recuperan. La patente'681 es un proceso con base en el cobre amoniacal. No se indica la presencia de un coloide.

La patente'533 de Browne (Patente de Estados Unidos de Norteamérica No. 5,310,533) pertenece a un método para producir compuestos de cobre, el cual involucra hacer contacto del cobre metálico con oxígeno o un gas con contenido de oxígeno, con una solución acuosa que consiste esencialmente de agua en solución, en la cual se encuentra una sal de amonio soluble NH4X, en donde X es el anión de la sal y con amoníaco en una cantidad tal que la solución es inicialmente alcalina.

Como resultado de contacto, el cobre metálico inicialmente se disuelve para formar una amina de cobre Cu (NH3) 4X y la formación de una amina continúa hasta que se alcanza la concentración por saturación de la amina. Subsecuentemente, la amina se fracciona en forma continua para formar 3Cu (OH) 2 CuX2 y los productos solubles en agua de la descomposición de la amina continuamente reforman la amina por otra reacción con el cobre metálico y el oxígeno en el gas con contenido de oxígeno. La patente'533 es una producción de compuestos de cobre que utiliza el cobre amoniacal y no se indica la presencia de un fosfato.

La patente'935 de Langner et al (Patente de Estados Unidos de Norteamérica No. 4,944,935) pertenece a un proceso para producir hidróxido de cobre azul, en donde el metal de cobre se trata con una solución acuosa de amonio con contenido de iones, con agitación y con una introducción simultánea de gas con contenido de oxígeno y el producto de reacción se separa del metal de cobre. Un hidróxido de cobre (II) flotante, particulado se produce ya que el material que contiene el metal de cobre se trata a una temperatura de 0° a 40°C con una solución que contiene 0.1 a 10 g/l de sal de amonio (calculada como NH4), 0 a 10 g/l de hidróxido de amonio (calculado como NH3) y si se desea, de 0 a 5 g/I de sal de cobre y ei hidróxido de cobre (II) resultante se separa. La patente'935 pertenece a la producción de hidróxido de cobre usando compuestos con base de amonio. El ejemplo 6 describe las sales de amonio seleccionadas de cloruros, sulfatos, fosfatos, nitrato y acetato. Sin embargo, no se describe un proceso con base sin amoníaco.

La patente'406 de Brinkman (Patente de Estados Unidos de Norteamérica No. 4,808,406) pertenece a un método para producir una composición hidróxida cúprica estable, dividida finamente de una densidad aparente baja que comprende poner en contacto soluciones de

un carbonato o bicarbonato de metal alcalino y una sal de cobre, precipitar el sulfato de cobre con base de carbonato de cobre básico a un pH mínimo, dentro del intervalo mayor que 5 a aproximadamente 6, poner en contacto el precipitado con el hidróxido de metal alcalino y convertir el sulfato de cobre básico en hidróxido cúprico, dentro del intervalo de pH de 7 a 11. La patente'406 pertenece a la produc. ción de hidróxido cúprico a partir de una mezcla de un carbonato básico de cobre y un sulfato básico de cobre. Los fosfatos no están presentes en la tecnología de la patente'406.

La patente'337 de Nakaji et al. (Patente de Estados Unidos de Norteamérica No. 4,940,337) proporciona un aparato de agitación para mezclar, con las masas de hierro metálico, un fluido de desperdicio de cloruro férrico acídico fuertemente concentrado con contenido de hiero, y uno o más metales pesados, en los cuales el contenido de níquel es el más alto, el aparato de agitación está caracterizado porque comprende un mecanismo de rotación para girar un contenedor, y un pasaje dispuesto en una flecha giratoria y a través de la cual se descarga el exceso de gas y el líquido generado durante la agitación hacia el exterior. La patente'337 pertenece a la separación de metales del desperdicio de cloruro iónico. La producción de un hidróxido de cobre puro no se describe.

La patente'169 de Ploss et al. (Patente de Estados Unidos de Norteamérica No. 4,404,169) se relaciona con un proceso para producir hidróxidos cúpricos que tienen estabilidad durante el almacenamiento en caso de que se añadan iones de fosfato en una suspensión de oxicloruro de cobre en una fase acuosa. El oxicloruro de cobre después se hace reaccionar con el hidróxido de metal alcalino o hidróxido de metal de tierra alcalina y el precipitado de hidróxido cúprico como resultado de la suspensión se lava y después se vuelve a suspender y subsecuentemente se estabiliza por la adición de un fosfato ácido para ajustarlo a un valor pH de 7.5 a 9, El oxicloruro de cobre suspendido de preferencia, se hace reaccionar en presencia de iones de fosfato en una cantidad de 1 a 4 gramos por litro de la suspensión y a una temperatura de 20° a 25°C y el hidróxido cúprico resultante se estabiliza con iones de fosfato en una cantidad de 3 a 6 gramos por litro de la suspensión. La patente'169 reacciona con el oxicloruro de óxido de cobre en presencia

de fosfato.

Como se muestra, existen desventajas importantes asociadas con la estabilidad deficiente del hidróxido cúprico preparado convencionalmente. Aun pequeñas cantidades de ion ferroso catalizará la descomposición del hidróxido cúprico en óxido cúprico. Esta estabilidad deficiente inhibe la utilización de óxido cúprico como un bactericida y fungicida. Los usos adicionales de hidróxido cúprico altamente puro son en la fabricación de cobre metálico superfino, en la preparación de catalizadores y en superconductores. Estas desventajas se pueden eliminar y se logran ventajas por el desarrollo de un proceso que puede fácilmente producir hidróxido cúprico estable y purificado.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La invención, se relaciona, en parte con hidróxido cúprico estable.

La invención pertenece en parte, a una solución cúprica esencialmente libre de iones ferrosos, férricos y de aluminio.

La invención se relaciona en parte, con el retiro de hierro de una solución de cobre mediante oxidación y precipitación de una solución férrica.

La invención, en parte, pertenece a la utilización de un ion de fosfato para aumentar la efectividad de la oxidación y para precipitar en forma simultánea el ion férrico formado.

La invención, en parte, pertenece a la fabricación de hidróxido cúprico a partir de materiales en bruto impuros como licor madre de la producción de sulfato de cobre.

Se debe entender que tanto la descripción general anterior y la siguiente descripción detallada son ejemplificativas y explicativas y tienen el propósito de proporcionar mayor explicación como se reivindica.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Las ventajas de la presente invención serán evidentes a partir de la siguiente descripción detallada proporcionada a continuación. Sin embargo, se debe entender que la descripción detallada y los ejemplos específicos, aunque indican las modalidades preferidas de la invención,

se proporcionan únicamente a manera de explicación, ya que varios cambios y modificaciones dentro del espíritu y alcance de la invención serán evidentes para las personas experimentadas en la técnica a partir de esta descripción detallada.

El cobre se puede tomar en los estados de oxidación Cu+ y Cu2+ cúprico. El hidróxido cúprico, también llamado compuestos de hidróxido de cobre (II) de la invención están representados por la fórmula I : Cu (OH) 2 El hidróxido de cobre (II) es propenso a la descomposición con el óxido, como se representa por la fórmula 11 : Cu (OH) 2-CuO+ HzO Los inventores encontraron que esta descomposición se cataliza por especies metálicas como el hierro. Los inventores creen que las especies catalíticas reales es Fe ocluido (instersticialmente) en la estructura reticular de Cu (OH) 2, que cambia su estructura molecular al ser oxidado con Fe y destruye el cristal de Cu (OH) 2 para formar un producto más estable, CuO. Además, el CuO producido cataliza la reacción de deshidratación que forma más CuO. Por to tanto, es necesaria la inhibición de esta reacción para obtener un producto más estable.

El hidróxido de cobre (II) se describe en Kirk Othmer Encyciopedia of Chemical Technoioqv como producido por una reacción de una solución de sal de cobre e hidróxido de sodio para formar un precipitado voluminoso, gelatinoso, azul de estabilidad limitada. Las medidas se concentran en estabilizar el producto, especialmente en la producción industrial. Usualmente el amoníaco o los fosfatos se incorporan dentro del hidróxido para producir un producto estable con color. El hidróxido de cobre procesado con amoníaco es prácticamente estequiométrico y un contenido de cobre es tan alto como 64% no es poco común. El material producido con fosfato es menor en cobre y tiene un tamaño más fino de partícula y un área superficial más alta que el hidróxido procesado con amoníaco. Otros métodos de producción están relacionados generalmente con la formación de un precursor de cobre insoluble de la formación del hidróxido. (Kirk Othmer Encvclopedia of Chemical Technoioqv, Cuarta ed. Vol. 7, pp 508 (John Wiley & Sons 1993)). Sin embargo, los productos producidos por estos métodos no son lo

suficientemente estables para secarse con el uso de secado con rocío.

El hidróxido de cobre es casi insoluble en agua (3 g/L), pero se disuelve fácilmente en ácidos minerals y amoníaco, formando soluciones de sal o complejos de amina de cobre. El hidróxido es algo anfotérico disolviéndose en una solución de hidróxido de sodio en exceso para formar trihidroxicuprato Cu (OH) 3 y tetrahidrocuprato Cu (OH) 4.

El hidróxido de cobre (II) se prepara convencionalmente por la adición de hidróxido de sodio, NaOH, a una sal de cobre y se descompone a una temperatura sobre 100°C. En presencia de álcali en exceso, la descomposición ocurre a temperaturas sobre 50°C.

Cuando están presentes las impurezas ferrosas en los materiales en crudo que contienen cobre, los inventores han encontrado factible precipitar el i. on ferroso en una solución acuosa al oxidarlo con el ion férrico, especialmente con el fosfato férrico. El ion ferroso se oxida utilizando oxidantes comunes como el hipoclorito de H20z (cloro), C12, 02, 03, etc. El posible rango de agentes oxidantes incluye oxígeno simple, oxígeno triple, oxígeno simple o triple con contenido de gas, ozono, ozono con contenido de gas, clorina, clorina con contenido de gas, dióxido de clorina, dióxido de clorina con contenido de gas, ion de hipoclorito, y ion de clorito. El aire por soplado a través de la solución también oxidará un ion ferroso en ion férrico, pero el oxígeno en el aire oxida el ion más lentamente. También se pueden utilizar las mezclas de los agentes oxidantes.

Además, la oxidación del ion ferroso procede lentamente. Por lo tanto, al calentar de la mezcla de reacción, es preferible elevar la eficiencia de conversión. La temperatura de calentamiento puede variar de aproximadamente 20°C a 130°C. Un intervalo preferido de temperatura de calor es de aproximadamente 80-100°C. Una temperatura preferida es de aproximadamente 100°C.

La utilización de un contraion adecuado hará la oxidación más efectiva y promoverá la precipitación de sal férrica. La utilización de un ion de fosfato aumenta la efectividad de oxidación y en forma simultánea precipita el ion férrico. Alternativamente, se ha encontrado que el ion de fluoruro es efectivo.

Se conoce que el ion cúprico acuoso se precipita formando una sal básica como un sulfato tribásico CuS04 3Cu (OH) 2, oxicloruro cúprico

Cucul2 3Cu (OH) 2, carbonato básico cúprico CuCO3 3 Cu (OH) 2, etc, al aumentar el pH de la solución. Los inventores encontraron que la formación de sales básicas empieza con un pH de aproximadamente 3.5 y se completa con un pH de aproximadamente 7. El pH preferible para obtener una sal básica de cobre es un pH de aproximadamente 6. Sin embargo, la precipitación del ion férrico como óxido o fosfato férrico es más efectiva con un pH más alto. Como resultado, concluimos que el pH más adecuado para la precipitación del ion férrico es de aproximadamente 1-4 y con preferencia de aproximadamente 3.5. Las bases más comunes se pueden utilizar para elevar el pH del intervalo 1- 4. Las bases preferidas incluyen NH3, Na2CO3, K2CO3 y KHCO3 acuosos.

Los compuestos férricos difícilmente solubles como el óxido férrico y el fosfato férrico en el hidróxido de cobre no disminuyen mucho la estabilidad de hidróxido de cobre contra la descomposición para formar CuO y H2O. Sin embargo, se prefiere retirar el precipitado formado de la solución cúprica oxidada con el fin de obtener un producto más puro.

Después, se añade una base al filtro para llevar el pH aproximadamente a 6. Las sales básicas de cobre, como CuS04 3 Cu (OH) 2, Cucul2 3Cu (OH) 2, CuC03 3Cu (OH) 2, etc., se precipitan hacia fuera. Estas sales después se pueden cosechar.

Cuando el pH de la mezcla de reacción o una suspensión de la sal básica se eleva a un pH de aproximadamente 8 o mayor, las sales básicas suspendidas en la solución se convierten en hidróxido cúprico.

La conversión completa del producto de hidróxido cúprico se logra al añadir una base adicional hasta que el pH se eleve aproximadamente a 12. Las bases utilizadas para precipitar el hidróxido cúprico pueden ser un hidróxido de metal alcalino y/o un hidróxido de metal de tierra alcalina. Los ejemplos de las bases incluyen KOH, NaOH, LiOH, Ca (OH) 2, Mg (OH) 2, etc. Las bases utilizadas para precipitar el hidróxido cúprico también pueden ser un carbonato como el K2CO3 o Na2CO3.

También, las sales básicas de cobre (CuS03 3Cu (OH) 2, CuC12 3Cu (OH) 2.

CuCO3 3Cu (OH) 2, etc.) pueden convertirse en hidróxido de cobre al enjuagar las sales y añadir una base.

Una base fuerte como el NaOH o KOH es apta para proporcionar un producto inestable contra la reacción de descomposición por deshidratación, supuestamente provocada por el drástico cambio en el

pH en la interfaz de la solución de base añadida y la solución con contenido de cobre que fuerza una precipitación no selectiva para las especies existentes. Como resultado, se prefiere una base débil como el carbonato o bicarbonato de sodio y NH3.

El retiro del ion ferroso es altamente satisfactorio cuando el sulfato de cobre se utiliza como material en bruto. Sin embargo, las soluciones de cloruro de cobre y las soluciones de sulfato de cobre son más difíciles de purificar. La razón de esta dificultad asociada con el cloruro de cobre, puede ser, en vista del sorprendentemente alto potencial de coordinación del ion de cloruro comparado con el ion de sulfato, el cual conduce a productos de coordinación solubles, especialmente en concentraciones de cloruro mayores que aproximadamente 2M.

El hidróxido de cobre se puede preparar al utilizar un licor madre dejado después de la cristalización de sulfato de cobre usando el método del retiro ferroso de la invención. El producto de hidróxido férrico fue lo suficientemente estable de modo que el producto se puede secar mediante secado por rocío.

El retiro de los sólidos formados durante el proceso, que puede ser un ion férrico o un producto de hidróxido cúprico, se puede llevar a cabo usando un número de métodos. Los sólidos se pueden retirar usando la filtración, centrifugación o decantación. A escala industrial, se pueden utilizar prensas de filtro o centrífugas de tambor.

EJEMPLO 1. Preparación del hidróxido de cobre de sulfato de cobre de grado industrial.

Cinco mi de 85% de H3PO4 y 0.8 mi de 50% de H202 se añadieron por goteo a 100 mi de una solución de sulfato de cobre que se había preparado de 25 g de CuS04 5H20 de grado industrial. Una solución 3M de una solución de Na2CO3 se utilizó para ajustar el pH a 3.5. La solución después se calentó a 100°C y se mantuvo a 100°C con agitación por la noche.

La solución se enfrió a 40°C y la solución se ajustó a un pH de 3.5 utilizando 3M de Na2CO3. Se formó un precipitado y se filtro. 3M de Na2CO3 se añadieron al filtro con agitación vigorosa para alcanzar rápidamente un pH de 6. Entonces 3M de Na2CO3 se añadieron por goteo hasta que se alcanzó un pH de 12. La mezcla se agitó por 24

horas. Se formó un precipitado azul fuerte. El precipitado se filtró, se lavó y se secó a 110°C para obtener ei producto de hidróxido de cobre.

EJEMPLO 2. Preparación del hidróxido de cobre de cloruro de cobre con agente reactivo ACS.

Cinco mi de 85% de H3PO4 y 2 mi de cloro que contenían 6% de clorina activa se añadieron por goteo a 100 mi de una solución que contenía 14.4 g de CuCI2 2H20 de grado reactivo ACS. Una solución 3M de una solución de Na2CO3 se utilizó para ajustar el pH a 3.5. La solución se calentó a 100°C y se mantuvo a 100° con agitación por la noche.

Después de permitir el enfriado a 25°C, se formó una pequeña cantidad de precipitado y se filtró. 5M de NH3 acuoso se añadieron al filtrado bajo agitación vigorosa para ajustar el pH a 6. La solución supernadante se decantó y el precipitado formado se enjuagó rápidamente por decantación. El precipitado se volvió a suspender, y 3M de una solución de Na2CO3 se añadieron por goteo hasta que el pH se ajustó a 12. Se formó un precipitado azul fuerte, y el precipitado se filtró y enjuagó. El producto de hidróxido de cobre se secó a 80°C.

EJEMPLO 3. Preparación del hidróxido de cobre de licor madre.

Una carga de 3000 I de agua con un contenido de 3L de 85% de H3PO4 y 25 I de 5°% de H202 se añadieron con agitación vigorosa a 3000 I de licor madre dejado después de la cristalización de sulfato de cobre.

El licor madre contenía 79 g de ion de Cu por litro. 15 M de NH3 acuosos se añadieron a la solución hasta que se alcanzó un pH de 3.5. La mezcla resultante se calentó a 85°C y se mantuvo por la noche a esa temperatura mientras que se mantuvo un pH de 3.5 al inyectar 8M de NH3 cuando fue necesario.

Se permitió a la solución enfriarse a 50°C. Se formó un precipitado y se retiró usando una prensa de filtro. 15M de NH3 se añadieron al filtro bajo agitación vigorosa hasta que se alcanzó un pH de 6. El precipitado se enjuagó 3 veces por decantación. Después de la decantación final, el precipitado se volvió a suspender y se añadieron 3M de Na2CO3 hasta que se alcanzó un pH de 12. La mezcla se mantuvo con agitación por la noche. Se obtuvo un hidróxido color azul obscuro

mediante la filtración por tambor y se secó por rocío.

Se debe entender que las descripciones anteriores y las modalidades específicas mostradas aquí son meramente ilustrativas del mejor modo de la invención y los principios de la misma, y que las modificaciones o adiciones se pueden llevar a cabo fácilmente por las personas experimentadas en la técnica, sin apartarse de espíritu y alcance de la invención, la cual se debe entender que queda limitada por el alcance de las reivindicaciones anexas.

REIVINDICACIONES 1. Un proceso para producir hidróxido cúprico, caracterizado porque comprende : proporcionar una solución acuosa que contiene un ion cúprico; oxidar un ion ferroso en la solución acuosa en ion férrico; precipitar el ion férrico; retirar el ion férrico de la solución acuosa; precipitar la sal básica cúprica; y precipitar el hidróxido cúprico.

2. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque además comprende : hacer reaccionar la sal básica cúprica para precipitar hidróxido cúprico ; y lavar el hidróxido cúprico precipitado.

3. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el ion cúprico tiene un anión que es por lo menos uno seleccionado del grupo que consiste de sulfato, cloruro y fosfato.

4. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el ion ferroso se oxida en ion férrico a una temperatura de aproximadamente 20-130°C.

5. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el ion ferroso se oxida en ion férrico a una temperatura de aproximadamente 100°C.

6. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la oxidación se lleva a cabo usando un agente oxidante que es por lo menos uno seleccionado del grupo que consiste de oxígeno simple, oxígeno triple, oxígeno simple o triple con contenido de gas, ozono, ozono con contenido de gas, clorina, clorina con contenido de gas, dióxido de clorina, dióxido de clorina con contenido de gas, ion de hipoclorito, y ion de clorito.