Способ определения качества электролита для электроосаждения цинка

 

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРОЛИТА ДЛЯ ЭЛЕКТРООСАВДЕНИЯ ЦИНКА , включающий электролиз раствора со свинецсодержащнм анодом и отбор вьщеляющегося на катоде газообразного продукта, отличающи йс я. тем, что, с целью повышения точности результатов определения,.перед отбором выделяющегося на катоде га- . зообразного продукта анод восстанавливают электрохимически до металла, а катодный газообразный продукт собирают за время, в течение которого через единицу площади поверхности анода проходит количество электричества , равное

CCNO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

4(51) С 01 И 27/42

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

llO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНЯТИЙ (2:I) 3709615/24-25 (22) 11.03.84 (46) 07.06.85. Бюл. И - 21 (72) Н.Г. Агеев и Е.И. Елисеев (71) Уральский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им. С.М. Кирова (53) 541. 135(088.8) (56) 1. Раннев Г.Г., Салин А.А. Neтоды и приборы автоматического контроля качества растворов. Ташкент, "Фан", 1968, с. 157.

2. Елисеев Е.И. и др. Опыт использования прибора для экспрессного определения качества цинкового электролита. - Бюллетень "Цветная металлургия", 1982, У 9, с. 32-34 (прототип) .

„„Я0„„1160296 А (54) (57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КАЧЕСТВА

ЭЛЕКТРОЛИТА ДЛЯ ЭЛЕКТРООСАЖДЕНИЯ ЦИНКА, включающий электролиз раствора со свинецсодержащим анодом и отбор выделяющегося на катоде газообразного продукта, о т л и ч а ю щ и йс я, тем, что, с целью повыпения точности. результатов определения,.перед отбором выделяющегося на катоде га- . зообразного продукта анод восстанавливают электрохимически до металла, а катодный газообразный продукт собирают эа время, в течение которого через единицу площади поверхности анода проходит количество электричества, равное (4,2«2, 10) ° 10 А с/м .

° ° (5) 1 1 1 602

Изобретение относится к электрохимическим методам анализа н может быть использовано при определении степени загрязнения растворов сульфата цинка примесями в процессе подготовки этих растворов к электрохи- мическому извлечению из них цинка.

Известен способ электрохимическо:го контроля качества цинкового элект-. ролита, основанный на определении 1п количества. катодных продуктов электролиза

Данный способ не позволяет проводить регенерацию электродов, что требует их частой замены. 15

Наиболее близким по тонической сущности к предлагаемому является способ определения качества электро- лита для электроосаждения цинка, включающий электролиз раствора co gg свинецсодержащим анод, м ц отбор выделяющегося на катоде газбобразного продукта (2 ).

Известный способ не позволяет достичь удовлетворительной точности результатов анализа. Это вызвано тем, что в процессе отбоРа выделяющегося на катоде газообразного продукта происходит неизбежное попадание в газометрическое устройство ана30 лизатора анодного газообразного про", дукта (мелкодисперсных пузырьков кислороца) и искажЕние тем самым ре. зультатов определения. Количество анодного газообразного продукта, по- . павшего в газометрическое устройство,з5 зависит от состояния поверхности анода и гидродинамического режима перемешйвания электролита в датчике анализатора. Значение указанных факторов в каждом определении, выпситняе.Щ мом известным способом, случайно, что не позноляет заранее учесть вызываемую ими ошибку при расчете показателя качества электролита.

Цель изобретения - повышение точности результатов. определения качества электролита для электроосаждения цинка.

Поставленная цель. достигается тем,50 что согласно способу определения качества электролита для электроосаждения цинка, включающему электролиз, раствора со свинецсодержащим анодом и отбор выделяющегося на катоде газо-55 образного продукта, перед. отбором выделяющегося на катоде газообразно-. го продукта анод восстанавливают элект96 2 рохимически до,металла, а катодный газообразный продукт собирают за время, в .течение которого через единицу площади поверхности анода проходит количество электричества, равное (4, 2-21,0) 1.0 А .с/м .

Электрохимическое восстановление свинецсодержащего анода, покрытого в процессе предшествующего электролиза раствора сульфата цинка пленкой оксида свийца (IV), происходит в соответствии со схемой

2 Н + РЪО +.Н БОФ + 2e = PbS0 +

2 Н+ РЬЯНО + 2е — Pb+H БО+

В дальнейшем., при электролизе пробы,. анализируемого раствора на таком восстановленном. аноде последовательно протекают реакции без газовыделения

Рь + Н2$04 - 2е = РЬБОФ + 2 Н

PbS0 + 2 H 0 - 2е = РЬО + Н S0+ + и лишь после создания плотной плевки оксида свинца (IV) на поверхности анода протекает основная реакция электролиза раствора сульфата цинка ,с выделением газообразного кислорода

Н О вЂ” 2е = 2 Н + 0 5 0

Иаксимальное значение количества электричества, в процессе пропускания которого через электроды анализатора отбирают катодный газообразный.продукт, соответствует образованию на свинецсодержащем.аноде плотной поверхностной пленки оксида, обычно толщиной около 1 мкм, после чего дальнейшее окисление анода продолжается параллельно с разложением во-. ды. Окисление анода на 1 мкм требует пропускания через него количества электричества, равного 2,1 -10 А-с/м .

Уменьшение пропускаемого через анод количества электричества менее

4,2 -10 А с/и приводит к занижению результатов определения. В начале электролиза идет интенсивное выделение водорода на алюминиевом катоде (общепринятый материал катода в способах определения качества цинкового электролита), так как на алюминий

1160296

1700.V

ПК = 100 — — ——

М \

Существующий способ

85,1 90,.5

-5,4

-5,6

-6,6

0,21

;6,0

-6,0

-7,1 .-4,6

-6,2

0,42

88,0

1,26

86,5

93,1

88 4

2,10

3,15

87,1 92,9

Предлагаемый способ

-5,8

0,21

89,2

90,1 перенапряжение выделения водорода ниже,. чем на цинке. При пропускании

4,2 .10 А с/и алюминиевый катод покрывается слоем цинка и тем самым устраняется систематическая погрешность в определении качества цинкового электролита.

Пример. Проводят определение качества цинкового электролита состава, г/см : цинк 131,.7; серная 1С кислота 102,4; медь 1,0-10 ; кадмий

1,2 .10 з; никель 0,8 -10 ; кобальт

1 8 10 . Условия анализа: температура раствора 4011 С, катодная плотность тока 450 + 10 А/м .

Катод анализирующего устройства изготовлен из алюминия, анод из свинца (рабочая поверхность соответственно 8,5 и 35 см ). Объем анализируемого электролита. 0,85 дм .

По предлагаемому способу анод анализирующего устройства. перед электролизом восстанавливают электрохимически до металла, пропуская через него ток 1,0 А в течение 600 с. 25

Показатель качества анализируемого электролита определяли по формуле где ПК вЂ” показатель качества, Х:

V — - объем газообразного катодного продукта, смэ; i — врейя, в течение которого вмпелйлся замеренный объем

4 газообразного катодного продукта, с.

Истинное значение показателя качества электролита определяют по привесу катода по формуле

0 4(; -102

1.219-? ° где ПК вЂ” истинное значение показателя качества, 7; дС вЂ” привес катода за время, в течение которого выделился замеренный объем газообраз. ного катодного продукта, г;

1,219 — электрохимическйй эквивалент цинка, r/À-ч;

l — - сила тока в процессе анализа, А; время, в течение которого выделился замеренныи объем газообразного катодиого продукта, ч.

Результаты анализа известными предлагаемым способами приведены в таблице.

Предлагаемый способ по сравнению, с известными приводит K повышению качества цинкового электролита вследствие его более оперативного контроля с соответствующим уменьшением затрат электроэнергии (не менее чем на

10 квт.ч на 1 т катодного цинка} при электроэкстракции цинка из такого л раствора, а также к уменьшению расхода соли Шлиппе для цементационной очистки цинкового электролита не менее чем на 10Х.

1160296

Продолжение таблицы

2 3

0,42

92,3

92,3

-1,3

-1,2

93,8

92,6

1,26

+0,4

92,8

2,10

+0,4

92,4

90,4i

-3,6

-3,4

3,15

93,4 а- абсолютная ошибка определения, %; р " относительная ошибка определения, Х, П р и м е ч а н и е.

Заказ 3766/41

Тираж 897 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель А. Федосеев

Редактор В. Петраш Техред Л.Коцюбняк Корректор Е. Сирохман