Способ получения сульфида одновалентной меди

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 09 1)4 С 25 В 1/00 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ САНИЕ ЕТЕН ОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ АВТО ДНО 54) СПОСОБ ПОЛУЧАЛЕНТНОИ МЕДИ СУЛЬ юл, 9 29 фи ае И(71) Институт ои углехимии АНкий государстве(56) Диев Н.П.,института химииУральский филиа ганического синтезаазССР и Карагандинсный университет.8)Якимец Е.М. Трудыи металлургии АН СС1955, В 3, с. 5.(57) Изобретение относится к спосо бам получения сульфида меди (1) из сульфатных раствором электролизоми позволяет упростить процесс и улуч,шить условия труда. Способ касаетсяполучения сульфида из сульфатногораствора, содержащего сульфат двухвалентной меди, причем осаждение ведут электролизом в электролизере смедным анодом и титановым катодомпри катодной плотности тока 200400 А/м 2 . При этом используют сульфатный раствор, содержащий сульфатдвухвалентной меди и сульфит натрияпри соотношении (0,5-1,5):(0,8-12,0).3 табл.1 13Йзобретение относится к способамполучения сульфида меди (1) из сульфатных растворов электролизом.Целью изобретения является упрощение процесса и улучшение условий тру.даП р и м е р . В электролит,содержащий 150 г/л серной кислоты, 1 г/лСц, вводят сульфит натрия в коли.честве 10 г/л. Электролиз ведут прикомнатной температуре с перемешиванием в течение двух часов. Катоднаяплотность 300 А/м. Анод медный,катод титановый. По окончании электролиза сульфид меди (1) отделяют атмеди, промывая осадок 15 -ным раствором хлорида аммония, Выход по таку Сц Б б 9,8 б , вес меди 0,0573 г,Отличительные особенности предлагаемого процесса следующие,Совместное восстановление сульфит-иона и иона меди (11) на катодепо следующим реакциям; Сц+ + 2 е " Сц," 2 Сц + Б - Сц Б. Сц - 2 еСцг БО + 4 е + бН" - Б + ЗН.О, 3 Свежеобразованные активные и высакодисперсные медь и сера вследствие химического средства, мгновенно образуют сульфид меди (1); ф Во избежание образования смеси Сц .Б + СцБ процесс необходимо проводить жестко в предлагаемых условиях,Выбор электродов, В качестве анода выбрана медь для того, чтобы электролит постоянно пополнялся ионами двухвалентной меди Выбор материала катода обусловлен тем, что титан устойчив в серна-кислых растворах (не растворяется и не загрязняет электролит), а также тем, что продукт электролиза (сульфид адновалентнай меди) не прилипает к поверхности его,это позволяет получить сульфид меди (1) в виде порошка.Полученные продукты электролиза: сульфид одновалетной меди и частично образующийся мелкодисперсный медный порошок фильтруют, промывают ат остатков электролита до нейтральной 28404 2среды (определяют по лакмусовой бумажке) и высушивают в атмосфере воздуха при комнатной температуре. Мелкадисперсная медь в просессе промывания сразу же акисляется до закиси,которую отделяют 15 .-ным растворомхлорида аммония.Структура сульфида одновалентноймеди подтверждается рентгенофазовыми химическим анализами.В табл. 1 показано влияние плотности тока на процесс формированиясульфида меди (Сц(11) 1 г/л, ИаБОз10 г/л, НБО 150 г/л, Т = 25 С), втабл. 2 - влияние исходной концентрации меди (11) на образование сульфида меди (1) (0 = 300 А/м, ИаБО10 г/л, НБО 150 г/л, 1 = 25 С), в20табл. 3 - влияние концентрации сульфита натрия на выход сульфида одновалентной меди (В = 300 А/м, Сц(11)1 г/л, Н БО 150 г/л, г. = 25 С) .Как видно из табл. 1-3, оптимальные параметры проведения процессаследующие: соотношение Сц :ИаБО(0,5-1,5); (8,0-12,0) г/л (предпочтительно 1, 0-10, О), Катодная плотностьтока 200-400 А/м (предпочтительно300 А/м), Выход по таку Сц Б 69-86Вес меди 0,0573 г.При плотностях тока ниже 200 А/мна ктоде образуется компактный медфный осадок, образование сульфида меди (1) падает до минимума. При плотностях тока выше 400 А/м усиливается выделение водорода, вследствиечего наблюдается образование сероводорода, который снижает выход па токуСц Б.При концентрациях меди (11) выше1,5 г/л в электралите образуется медный порошок. При концентрациях ниже05 г/л снижается скорость процесса, а вследствие этого и выход целеваго продукта - сульфида меди (1).При содержании сульфита натрия ниже 8 г/л в электролите наблюдается"дефицит" сульфит-ионов, что приводит к образованию металлической меди.ВОПри концентрации выше 12 г/л образуется мелкодисперная элементарная сера - нецелевой продукт,Оптимальной концентрацией сернойкислоты является 150 г/л. При этомраствор имеет максимальную удельнуюэлектропроводность.Таким образом, преимуществом предлагаемого способа получения сульфида13284 Р А/м 100 200. 300 400 500 600 Оэ 7375 Оь 888 1 09797 Вес Сц Я,г 0,1617 0,3970 0,6301 64,65 6 1,26 54,32 ВТк СцЯ,7 50,04 67,44 69,86 0,0843 0,0650 0,0573 0,1984 0,2733 0,5297 Вес Сц, г Т а б л ч ц а 2 Вес Сц Я, г 0;2106 0,5831 0,6301 0,5302 0,4885 0,3269 59,00 54,36 . 36,38 ВТк СиЯ, 7. 23,27 64,42 69,86 0,0704 О, 1023 О, 1926Вес Сц, г 0,0129 0,0226 0,0573Образование СцЯ идет только за счет растворения медного анода,Таблица 3 6,0 8,0 10,0 12,0 14,0 16,0 Иа ЯО , г/л 0,5858 0,5569 0,5143 Вес Сц Я, г 0,3358 0,5895 0,6301 ВТк СцЯ, Ж 36,74 64,69 69,86 56,44 64,09 60,93 Вес Сц, г 0,3027 0,0755 0,0573 0,0662 0,0802 0,0946 одновалентной меди из сульфатных растворов по сравнению с известным является то, что нет необходимости приготовления специальной смеси газов, кроме того, упрощено аппаратурное5 оформление - не нужна сложная герметичная аппаратура, специальные нагреватели для создания высоких температур, а процесс ведут при комнатной температуре. Отсутствие выделения в атмосферусероводорода исключает необходимостьсооружения специальных помещенийилисложных устройств для улавливаниягазов, а следовательно, способствуетсокращению материальных затрат наочистные сооружения, что делает пред 04 4 лагаемый процесс экологически беэопас ным,Формула изобретенияСпособ получения сульфида одновалентной меди путем осаждения из сульфатного раствора, содержащего сульфат двухвалентной меди, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью упрощения процесса и улучшения условий труда, осаждение ведут электролизом в электролизере с медным анодом и титановым катодом при катодной плотности тока 200-400 А/м и используют сульфатный раствор, содержащий сульфат двухвалентной меди и сульфит натрия при соотношении медь (11): сульфит натрия, равной (0,5-1,5): (8,0-12,0).Таблица 1