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硫酸铜,作为动物饲料中铜源的补充剂,与其它的几种铜源相比,因其作用不可替代,并具有更高的性价比,是使用得最为广泛的一种铜源。这里,从理化性质、原料来源、生产工艺、品质控制及不同厂家产品品质的甄别等方面对硫酸铜作一简单介绍,以供用户朋友选购时参考。
理化性质五水硫酸铜(CuSO4?5H2O)为蓝色结晶颗粒,相对密度为2.29;五水硫酸铜(CuSO4?5H2O)在℃失去4个结晶水成为一水硫酸铜(CuSO4?H2O),℃失去全部结晶水成为白色粉末状无水硫酸铜(CuSO4),℃则分解成氧化铜(CuO)和三氧化硫(SO3);一水硫酸铜为白色略带浅蓝色粉末,相对密度为3.20。
五水硫酸铜(CuSO4?5H2O)和一水硫酸铜(CuSO4?H2O)两者均易溶于水,水溶液呈酸性;溶于甲醇、甘油;微溶于乙醇。(这个性质也是用于对蛋氨酸铜进行鉴别的理论基础之一。)
原料来源及生产工艺硫酸铜是一种重要的基础化工原料,在国民经济中具有广泛用途。比如,在农业上作为农作物的杀虫剂如波尔多液的原料,土壤中微量元素的添加剂,养鱼池水质的杀虫剂,电镀行业上作为全光亮酸性镀铜主要原料和铜离子添加剂等。生产工艺有线路板蚀刻液中和后硫酸合成法、紫杂铜氧化法、铜矿法、含铜合金回收法等,作为饲料添加剂使用的硫酸铜来源,近年来国内大部分都是采用线路板蚀刻液中和后硫酸合成法,其大致的生产工艺如下:
上述生产工艺得到的成品,是含硫酸铜(以CuSO4?5H2O计)≥96.0%的产品,其中还含量约2~4%的游离水分,该产品还需要通过进一步干燥处理,去掉游离水(必要时中和游离酸)后才能与其它饲料添加剂、饲料原料等一起进行加工成饲料产品,否则会由于水分较高而影响饲料的品质。根据饲料生产企业对添加剂硫酸铜粒度的需求确定不同的硫酸铜干燥工艺,干燥工艺的不同,干燥出来的硫酸铜产品,又分为颗粒硫酸铜(简称粒铜或沙铜)和粉状硫酸铜(简称粉铜)。根据目前我国饲料相关法规中对饲料添加剂品种的界定,颗粒硫酸铜一般应归为饲料添加剂类别,而粉状硫酸铜一般应归为混合型饲料添加剂类别。硫酸铜干燥的工艺,主要采用流化床热风气流干燥、脉冲热风气流干燥,也有采用微波干燥的,但应用不广泛。流化床热风气流干燥,适用于颗粒硫酸铜的生产工艺,而脉冲热风气流干燥,适用于粉末硫酸铜的生产工艺。干燥前硫酸铜原料以及不同工艺得到的硫酸铜产品图片如下:
下面先介绍颗粒硫酸铜的生产颗粒硫酸铜是在℃左右的温度下进行干燥,脱去表面游离水,原料的晶型不发生大的变化,干燥后通过分级筛,得到不同粒径范围的产品。在这个过程中,需要根据原料含水量的多少,设定对应的气流温度以及给料的速度,有时还需对风量进行调整,确保干燥出来的产品在粒度、外观等方面达到最佳的指标,这也是不同厂家生产技术水平差异之一。我司的硫酸铜产品,分为20~40目、40~80目两种粒径范围,根据工艺的不同,市场上也有厂家的产品是30~80目、80目以下两种粒径范围的,30~80目的产品,粒径范围略大。有这样的一个现象,同一批次的原料,分级后粗的重金属低、细的重金属高,比如说,原料中的砷含量为3mg/kg,20~40目产品为2mg/kg,40~80目产品为3mg/kg,80目以下产品为4mg/kg;这可能是因为,没有除尽的重金属(比如砷),在原料硫酸铜合成的冷却结晶时更多的被吸附在颗粒表面,导致细颗粒结晶硫酸铜重金属含量偏高的缘故。
我们接着再认识一下粉状硫酸铜,先大致了解一下粉状硫酸铜的工艺流程
粉状硫酸铜的生产,干燥温度需要达到~℃之间,在这个过程中,硫酸铜(CuSO4?5H2O)游离水和部分结晶水被去掉,成为浅蓝色的粉末(一般而言,盐类的颜色取决于阳离子的颜色;CuSO4?5H2O的颜色,是由铜离子的颜色决定的;含5个结晶水的硫酸铜为蓝色结晶颗粒,当结晶水越少的时候,蓝色越浅,全部结晶水失去后,CuSO4为白色粉末)。在干燥时会脱掉2~4个结晶水,这时硫酸铜(以单质Cu计)的含量为29~35%,再通过粉粹、筛分、混合工序,根据检测的含量计算需添加的抗结块剂以及稀释剂的重量后,再准确加入抗结块剂及稀释剂,这样得到的产品,含量精准,并且流动性、分散性好,才符合饲料加工的要求。
根据铜(Cu)含量的不同,我司粉状硫酸铜分为Cu≥34.0%、Cu≥25.0%、Cu≥21.6%这样三个规格型号的产品。
如何甄别不同厂家硫酸铜产品品质的差异一般而言,铜含量指标是容易控制好的,在这项指标上,要甄别不同厂家产品差异的话,可比较产品含量控制的精准,比如是否控制在25.0~25.2这样的范围;通过对重金属(砷、铅、镉、汞)的检测,不同厂家的产品在这些指标方面是存在差异的;另外,除上述指标外,对杂质的控制,是目前不同厂家产品品质差异最大的地方,比如氯离子、游离酸等。不同厂家对杂质的控制差异在颗粒硫酸铜表现最明显——有些颗粒硫酸铜产品,因含有的杂质较多、含量低,某些厂家在干燥时通过提高干燥温度,才能保证含量,这样的结果会导致去掉部分结晶水,致使产品颜色偏白、含量偏高,再通过添加抗结块剂将含量降下来。这样的工艺,产品的抗结块性能有所提高,但杂质仍然在产品里面,对后续的加工还是会带来影响。最好的是在原料把控上就对杂质进行控制,也是品控前移。
说到原料的控制,在这里,不得不提一下,蜀星公司在硫酸铜产品上对行业作出的重大贡献,当然这也关系到产品质量准确控制的问题。
年,蜀星公司发现,采用砷斑法(HG-)与银盐法(GB/T-)检测硫酸铜中的砷含量时,同一样品检测结果差异很大,尤其是砷含量高的样品。
在经过认真分析、研究之后发现,GB/T-因是一个用于各种饲料的通用性的方法,但对铜盐和含有铜盐的产品不适用——是因为大部份无机盐中的砷是高价砷,GB/T-中规定样品的前处理,加入碘化钾是作还原剂,将高价砷还原为三价砷才能进一步检测。碘化钾加入的量是0.3g,测砷时称样量为1~3g,如果样品是铜盐,0.3g的碘化钾将全部与铜盐先作用。这样,碘化钾就起不到还原高价砷的作用,从而导致结果偏低;而且称样量不同,测得的结果也不一致。导致高砷铜被误认为低砷铜大量流入市场。我们发现这个问题后,积极向国家饲料标委会反映,得到国家饲料标委会的大力支持,并与国家饲料质量监督检验中心(北京)合作,做了大量的验证数据和改进试验数据,对GB/T-《饲料中总砷的测定》中银盐法进行了修订。增加了对铜盐样品的前处理,有效地改善了测定结果的重现性和准确性。GB/T-已于年3月1日开始实施。高砷铜的危害不比三聚氰胺小,我们企业能主动发现问题,积极解决问题,在财力人力紧张的情况下,出资、出人力为规范饲料市场、为维护人民身体健康着想,主要还是我们企业领导非常重视这项工作,能从大局出发,不只看本企业利益,能从全民的利益考虑问题。我司也因此荣获国家标准管理委员会、国家质量监督检验检疫总局颁发的“中国标准创新贡献奖”。
与此同时,针对当时市场上流通的硫酸铜的砷含量比较高的现象,专门投资建设了一条硫酸铜净化除杂的生产线,对外购的硫酸铜原料的重金属(尤其是砷)予以去除。采用这样工艺以及质量管控的方法,每吨产品的成本大幅增加,这导致在当时我司产品成本居高不下,不能盈利。最近几年,同行才引起对该指标的重视,也逐步认识到了硫酸铜砷指标严重超标的情况,这促进了整个行业产品质量的提升。同样的原因,碱式氯化铜中砷超标的情况,在当时也同样存在。关于水分的标注问题依据GB-《饲料标签》标准的要求,需标注矿物质微量元素饲料添加剂的水分:
1、对于含结晶水的物质,准确测定水分有一定的难度,尤其是需要分别知道游离水和结晶水的情况下;
2、测定少量的游离水或结晶水时,本可以采用卡尔费休法,但由于硫酸铜会与卡尔费休试剂发生反应,卡尔费休法不适合测定硫酸铜的结晶水或游离水;
3、我司测定水分采用的方法,是丙酮萃取法,但是在50℃干燥的时候,硫酸铜中的结晶水也会失去,所以测得的结果偏高,这是方法的问题,并不是产品中含有这样高的游离水分;
4、有些企业标识的是全水分(结晶水和游离水),在不考虑游离水存在的情况下,结晶水的理论值约为36%。
尽管检测硫酸铜的水分存在上述难题,但也必须按国家法规要求进行标注。
怎样选择硫酸铜的剂型我们先比较一下二者的优劣势:
从上面的分析,我们的使用推荐建议:
1、从混合均匀性方面考虑,硫酸铜添加量少的配方采用粉状硫酸铜,以保证产品的混合均匀度,比如禽料;
2、夏季用颗粒硫酸铜,减弱硫酸铜因比表面积大导致氧化性增强而加速的在高温天气情况下对油脂的氧化作用。
另外,粉状硫酸铜和颗粒硫酸铜对多矿(微量元素预混合饲料)变色的影响,我司研发中心试验对比结果不同于预先判断,我司近期会在“蜀星微矿科技”北京中科白癜风医院传递健康和希望白殿风早期图片