Способ определения концентрации тиомочевины и клея в растворах электрорафинирования меди

Способ определения концентрации тиомочевины и клея в растворах электрорафинирования меди

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к гидроэлектрометаллургии меди и, в частности к оценке содержания вводимых в состав электролитов рафинирования меди поверхностно-активных веществ - тиомочевины и клея. По величине поляризации медного электрода в растворе электрорэфинирования меди при плотности тока, 250-350 А/м определяют концентрацию клея после удаления тиомочевины перекисью водорода и концентрацию тиомочевины с учетом ранее определенного содержания клея. Для построения калибровочных зависимостей для определения компонентов используют клей, предварительно активированный в сернокислом электролите при 60-65°С в течение 3-4 ч. 1 з.п. ф-лы, 3 ил., 2 табл. СП С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ . КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4770864!25 (22) 19,12.89 (46) 23,06.92. Бюл. М 23 (71) Государственный проектный и научноисследовательский институт Гипроникель" и Ленинградский государственный университет (72) E. M. Соловьев, Р. К Астахова, А. Б. Беленький, Б; С..Красиков, С. В, Яковлева, Ю, Е. Кудряшов и А. Е. Лебедев (53) 543.257.1(088.8) (56) Технологическая инструкция производства электролитной меди ТИ 48. 0401. 14, 55-46-87, Норильский ГМК, 1987.

Andersen Т. $. et аИ,. Met. Trans., 1976, М

3, р. 333-338.

Вharucha N. R. if all. Met. Trans, 1978, 9

В, р. 509-514.

Krzewska S. et aH. Met. Trans., 1984, Sept, . В. 15, р. 451-459.

Изобретение относится к гидроэлектрометаллургии меди, а именно к оценке содержания вводимых в состав электролитов в рафинирования меди поверхностно-активных веществ (ПАВ) — тиомочевины и клея.

Корректировка количества вводимых .в электролит flAB йроизводится эмпирически путем визуального осмотра катодов, что за; частую приводит к увеличению брака или понижению сортности катодной меди..

Известны методы определения клея в электролитах предназначенных для электроосаждения меди, на основании сопоставления поляризационных кривых, снятых в электролитах, содержащих и не содержащих добавки клея. Для удаления клея из

Ю

„,, SU„„1742706 А1 (st)s G 01 N 27/48 (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИЙ ТИОМОЧЕВИНЫ И КЛЕЯ B PACTBOPAX ЭЛЕКТРОРАФИНИРОВАНИЯ МЕДИ (57) Изобретение относится к гидроэлектрометаллургии меди и, в. частности к .оценке содержания вводимых в состав электролитов рафинирования меди поверхностно-активных веществ — тиомочевины и клея. По величине поляризации медного электрода в растворе электрорафинирования меди при плотности тока, 250-350 А/м определяют

2 концентрацию клея после удаления тио- . мочевины перекисью водорода и концентрацию тиомочевины с учетом ранее определенного содержания клея. Для построения калибровочнйх зависимостей для определения компонентов используют клей, предварительно активированный в сернокислом электролите при 60-655С в течение

3-4 ч. 1 з,п. ф-лы, 3 ил., 2 табл.

;электролитов предлагается гидролиз при повышенной температуре или применение 4 ультратонкой фильтрации.

Недостатком указанных методов является невозможность определения содержания основного компонента комбинированной добавки — тиомочевины, Наиболее близким к предлагаемому является способ определения концентрации указанных добавок на основании излучения поляриэационных характеристик медного катода (т.е. сравнения катодных поляризационных кривых) в электролитах, из которых с применением специальных мер удаляются либо клей, либо тиомочевина. В качестве таких мер предлагается для удаления клея

1742706 проводить его гидролиз при 60 С в течение

7 ч, для удаления тиомочевины — вводить в исследуемую пробу перекись водорода.

К. недостаткам известного способа относятся низкая точность анализа, связанная как с гидролизом тиомочевины и клея, так и с изменением активности клея в электролите во времени, а также большое время анализа, связанное с длительностью операции ра зложения клея (7 ч).

Целью изобретения является повышение точности и экспрессности анализа.

Повышение точности анализа достигается тем, что градуировочные графики для определения концентрации клея строят на основании данных, получаемых в растворах с добавками клея, предварительно обработанного выдержкой в сернокислом медном электролите в течение 3-4 ч при 60-65"С. В результате происходит гидролиз и частичная термическая деструкция молекул клея (их измельчение); что повышает его электрохимическую активность и стабилизирует ее во времени, т.е, приводит к повышению точности анализа.

На фиг, 1-3 представлены графики, поясняющие предлагаемый. способ.

Только для области 250-350 Аlм (фиг, 3) наблюдается достаточно близкое совпадение кривых 2 и 4, т,е, кривых, снятых в присутствии одного клея (2) и в растворе, содержащем клей и тиомочевину, после введения в него 0,3 мл перекиси водорода на пробу в 100 мл (кривая 4), При плотности тока ниже 200 А/м имеет место "перехлест" кривых 4 (или 2) и 3, что делает невозможным проведение анализа на содержание тиомочевины, а при плотностях тока выше 400 А/м величины hE, определяемые по кривым 4 и 2, значительно разнятся и, кроме того, уменьшаются по мере повышения плотности тока, что приводит к резкому возрастанию ошибок при определении концентрации клея (кривая 1 — раствор без добавок).

На основании опытных данных величиной плотности тока, при которой следует проводить оуенку величины ЛЕ, является

250 — 350 А/м, при которой отсутствуют заметные .диффузионные ограничения процесса разряда ионов меди.

Сокращение времени анализа электролита на содержание в нем тиомочевины и клея достигается тем, что определение тиомочевины проводится на основании снятия поляризационных кривых процесса восстановления ионов меди в растворах, содержащих как щей, так и тиомочевину(совместно), в отличие от известного, где удаление клея гидролизом в течение 7 ч при 60 С является необходимым условием выполнения анализа, Время проведения анализа при наличии градуировочных кривых (фиг. 1 и 2) не превышает 25 мин.

Способ осуществляется следующим способом.

С целью получения эталонной кривой берется производственный электролит(500 мл), помещается в колбу с обратным холодильником и кипятится в течение 3 ч для удаления ПАВ. По охлаждении 80 мл электролита помещается в,электрохимическую ячейку

ЯСЭ-2 (термостатируемую при 25ОС) с медными катодами, анодом и электродом сравнения и проводится снятие поляризационной кри15 вой в интервале плотностей тока 0-500 Аlм в потенциодинамическом режиме со скоростью развертки 2 мВ/с не менее трех раз.

Поляризационные кривые снимаются в растворах, приготовленных на основе эта20 лонного раствора с введением в него известных количеств активированного клея (0,5;

1,0: 2,0; 3,0; 4,0 и 6,0 мг/n). Для активации клея в эталонный раствор объемом 100 мл вводится навеска клея 100 мг, после

25 чего раствор выдерживается в течение 3 ч при 60 С.

Сопоставление поляризационных кривых, снятых в растворах, содержащий указанные количества клея, с эталонной кривой

30 позволяет найти величину сдвига потенциала

ЬЕ, обусловленную введением клея при выбранной катодной плотности тока 300 Аlм .

График зависимости величины ЛЕ от концентрации клея является градуировочным

35 графиком для определения содержания клея в рабочих электролитах.

Для определения концентрации тиомочевины используются градуировочные графики, полученные на основании снятия

40 поляризационных кривых в растворах, в которые, кроме указанных количеств активированного клея, вводятся известные количества тиомочевины (1,0; 2,0; 3,0; 5,0 и

6,0 мг/л), На основании поляризационных

45 кривых, снятых в растворах, содержащих известные количества тиомочевины и клея, при сопоставлении их с поляризационными кривыми, снятыми в растворах, содержащих только один клей, определяются величины ЬЕ при фик50 сированной плотности тока 300 Alм . График

2 зависимости величины hE от концентрации тиомбчевины является градуировочным графиком для определения концентрации тиомочевины в рабочих электролитах, 55 В табл. 1 показана зависимость точности определения содержания клея и тиомочевины в кислых медных. сульфатных электролитах по значениям hE от плотности поляризующего тока.

1742706

Таблица 1

Най ено, мг!л

Взято, мг/л

Плотность тока, А/м клей . клей клей тиомочевина тиомочевина тиомочевина.

1,9

2,8

0,9

2,1

2,0

2,0

1,92.0

2,1

2.0

2,1

2,1

2,0

2,1

1,4

1,5

2,2

2,0

3,0

1,0

2,0

1,0

2,0

2,0

2,0

2,0

2,0

2,0

2.0

2,0

2,0

2,0

2,0

3,0

150

0,3

1 2

1,1

2,1

2,9

1,1

2,0

3,1

1,0

1,9

2,9

1,0

1,7

2,3

0,8

0

О

0

0

5

5

2,0

1,0

3,0

2,0

2,0

2,0

3,0

1,0

2,0

3,0

1,0

2,0

3,0

1,0

2,0

3,0

1,0

3

3

5

0

23

200.250

300

350

500. В табл, 2 представлены результаты анализа медного сульфатного раствора, содержащего 55 г!и ионов меди, 14 г/л ионов никеля, 120 г/л серной кислоты и 40 мг/л ионов хлора, на содержание клея и тиомо- 5 чевины (приводятся усредненные данные по трем параллельным определениям), Для определения концентрации клея и тиомочевины снижаются поляризационные 10 кривые по указанной методике. Первая снимается в промышленном электролите, содержащем неизвестные количества тиомочевины и клея, вторая — в том же электролите после введения в него 0,03 мл 30 - 15 ной перекиси водорода на 100 мл раствора (после добавления перекиси электролит тщательно перемешивается).

Разности в потенциалах при фиксированной плотности тока (300 А/м ) между второй 20 (клеевой) и эталонной попяризационной кривой позволяет определить значение ЛЕ, которое и используется для определения концентрации клея по градуировочному графику, 25

Значение hE для тиомочевины находится по разности потенциалов первой(снятой в промышленном электролите) и второй (клеевой) поляризационной кривой. Зная содержание в электролите клея, выбирается 30 градуировочный график, отвечающий наиболее близкому содержанию клея, и, используя величину ЛЕ, определяется концентрация тиомочевины в промышленном электролите. 35

Из табл. 1 и 2 видно, что предлагаемый способ обеспечивает выполнение анализа с точностью +. 0,1 мг/л известный до 0,4 мг/л) при сокращении времени анализа с восьми часов до 25 м:1н, Использование предлагаемого способа определения концентрации тиомочевины и .клея в электролите позволяет осуществлять оперативный контроль промышленного электролита по содержанию ПАВ и поддерживать его состав на оптимальном уровне, что повышает качество катодной меди до требований международных стандартов.

Формула изобретения

1, Способ определения концентрации тиомочевины и клея в растворах электрорафинирования меди, включающий разделение пробы на две, получение калибровочных зависимостей поляризации восстановления меди для обеих проб как функции состава электролита, получение поляризации восстановления меди в обеих пробах с последующим определением пр калибровочным зависимостям содержания компонентов, о т л-ичающийся тем,что,сцельюповышения точности и экспрессности анализа, при регистрации калибровочных зависимостей использован предварительно активированный клей и поляризацию восстановления меди во всех случаях определяют при плотности тока

250-350 А/м, причем из одной пробы тиомо2 чевину предварительно удаляют.

2. Способ по и. 1, о тл и ч а ю шийся тем. что активацию клея производят в сернокислом электролите при 60-65 С в течение 3-4 ч.

Ошибка оп е еления, 7

1742706

Таблица 2

Анализ выполнен с продолжительностью . одного определения 8 ч предлагаемый способе 25 мин.

Ъ

17427 06

Рис. 2. Грацуировочные кривые для определения концентрации тиомочевины в электролитах, содержащих

55 г/л ионов меди, I4 г/л ионов никеля, I20 г/л серной кислоты, 40 мг/л ионов хлора и различные концентрации клея (цифры 18 кривых в мг/л клея). Температура электролита 25оС.

Значения Ь Е взяты при 300 А/м .

1742706 l0O

О 0)

/, РисЛ . Поляризационные кривые медного катода, снятые в растворе, содержащем (г/л ) з ионов меди(П) -50, серной кислоты - Х00, ионов хлора - 0,03, содержащих также :

j: - без добавок и - клей (2 мг/л )

3 - клей (2 мг/л)и гиомочевилу (/(- мг/л )

4 — 3 + 0,03 мл/200 мл 30 $ перекиси водорода

Составитель Е,Соловьев

Техред М.Моргентал Корректор M Шароши

Редактор И.Шулла

Заказ 2280 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат."Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101