Устройство для электрохимического изучения состава сред

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕНЬСТВУ Союз СоветскивСоциалистическихреспублик о 11996973(22) Заявлено,190581 (21) 3288597/1 бР.М К 1 з с присоединением заявки Нов С 01 Ч 3/00;,ГосударетвеииыИ комитет СССР по делам изобретеииИ и открытиИ/Опубликовано 15,02,836 юллетеиь Йо 6 Дата опубликования описания 1502 я 3(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО ИЗУЧЕНИЯСОСТАВА СРЕД Изобретение относится:к области поисков и разведки месторождений полезных ископаемых и может быть использовано при поисках руд способом частичного извлечения металлов (ЧИМ), для изучения состава горных пород, руд, минералов, почв и природных вод.Йзвестен способ электродиализа для изучения состава природных сред. путем использования электродиализатора, представлякщего собой сосуд прямоугольной Формы, разделенный двумя пористыми мембранами на три камеры. В центральную камеру помещают исследуемую среду, в"крайние заливают дис-15 тилирот анную воду и погружают твердые электроды, подключенные к источнику постоянного электрического тока. Раствор в камере, соединеийой с положительним полюсом источника тока, называется анолитом, раствор в камере, связанной с отрицательным полюсом источника тока, - католитоЪ. Через электродна" лизатор пропускают электрический ток и в определенное время производят химический анализ растворов в анолите и католите, О составе исследуемой среды судят по составу и концентрации компонент, переходящих в католит и анолнт (1. 30 Недостатком данного устройстваявляется то, что через некоторое время работы электродиализатора катоднаямембрана покрывается, нерастворимымосадком гндроокисей металлов, ее элек-.трическое сопротивлениеувеличиваетсяи электродиализ практически;прекращается,Наиболее близким к предлагаемомуявляется устройство для электрохимического изучения состава сред, включающее элементоприемник, соединенныйс источником тока и имеющий корпус,выполненный иэ пористого полупроницаемого материала,. заполненный раство=ром электролита, концентрациякоторо"го достаточна для поддержания в растворе рН ниже рН гидратообраэованияизвлекаемых из сред металлов, и погруженный в этот раствор твердый элек- .трод 2) .Недостатком устройства. является то,что во многих случаях оно позволяетизвлекать элементы в количествах,достаточных.для обнаружения с помощьюхимического или другого вида анализавследствие интенсивной диФФузии ионовводорода из элементоприемника в изучаемую среду. Появление в изучаемойсреде ионов водорода приводит к томусячто часть тока расходуется на обратное перемещение этих ионов а не на пере/ ,нос интересующих элементов. При этом снижается и количество извлекаемых элементов.Цель изобретения - увеличение ко" 5 личества извлекаемых металлов.Поставленная цель достигается тем, что в известном устройстве для элек" трохимического изучения состава сред, включающем элементоприемник, соеди- О ненный с источником тока и имеющий корпус, выполненный из пористого полупроницаемого материала, заполненныйраствором электролита, концентрация которого достаточна для поддержания в растворе рН ниже рН гидратообразо" вания извлекаемых из сред металлов, погруженный в,этот раствор твердый электрод, в качестве электролита ис" пользуется раствор кислоты, являю щейся слабым электролитом с константой диссоциации не более 10На чертеже показано устройство.Элементоприемник содержит сосуд из пористого материала 1, твердый элвк- .25 трод электронной проводимости 2, под" ключенный с помощью соединительных проводов 3 к источнику постоянного электрического тока. В пористый со суд 1 залит раствор слабодиссоциироэанной кислоты 4. В практической работе предпочтителен раствор уксусной кислоты, ацетат-ион которой дает с большинством металлов хорошо растворимые соединения. Концентрация кислоты выбирается с таким расчетом, 3чтобы обеспечить в растворе в течениевсего времени пройускания тока черезэлементоприемник рН ниже рН гидратообразования концентрируемых ионов. Элементопрнемник помещен в исследуемую среду 5 и подключен к источникуэлектрического тока (на чертеже не показано). Работа устройства происходит следующим образом,При включении тока ионы водородауксусной кислоты 4 восстанавливаются на твердом электроде 2, защелачивания раствора не происходит. В отличие от азотной кислоты активностьионов водорода в уксусной кислоте мала, так как основное количество этих ионов находится в связанном состоянии с ацетат-ионами, Из-за невысокой активности ионов водорода диф" фузия их в окружающее пространство незначительна, При пропускании черезэлементоприемник электрического тока основная его доля расходуется на концентрирование полезных компонент, ане на возвращение ионов водорода.Установлено, что количество концент- орируемых в уксусную кислоту металловпревыаает в 5"б раз их количества,концентрируемые в азотную кислоту, что позволяет во столько же.раз сократить время проведения работ. При применении уксусной кислоты улучшает. ся и воспроизводимость результатов. Например, при концентрации металлов в трехнормальную азотную кислоту коэффициент вариации, характеризукщий относительную погрешность наблюденийоФ 306, в трехнормальную уксусную кислоту - 12.Применение предложенного элементоприемника позволяет, в. отличие от известного, извлекать из почв элементы, находящиеся врайне малых концентрациях (эолото, олово и пр.)Применение нового элементоприемника приводит к сокращению времени извлечения в 5-6 раз. Учитывая, что при" проведении ра,бот методом ЧИМвремя, затрачиваемое на извлечение металлов, составляет в среднем 50 от всего времени проведения работ, общее время сокращается в 1,6 раза. Во столько же раз увеличивается производительность работ. Если . в настоящее время годовая эффективность работ методом ЧИМ составляет на одну станцию ЧИМв среднем 60000 руб.,то с применением нового электролита в элементоприемниках она составит 96000 рубт.е.эффект от внедрения 36000 рб.Формула изобретенияУстройство для электрохимическогоизучения состава сред, включающееэлементоприемник, соединенный с источником тока и имеющий кбрпус, выполненный из пористого нолупроницаемогоматериала, заполненный растворомэлектролита, концентрация которогодостаточна для поддержания в растворерН ниже рН гидратообразования извлекаемых иэ сред металлов, и погружен"ный в этот раствор твердый электрод,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью увеличения количества извлекаемых металлов, в качестве электролитаиспользуется раствор кислоты, являющейся слабым электролитом с константой диссоциации не более 10 1,источники информации,принятые,во внимание при экспертизе1. Рошкова Е.В., Серебрякова М,В.Руководство по применению электродиализа для изучения горны(.пород, руди минералов. М "Недра, 1953,с. 10,2. Гольдборг И,С. Рысс Ю.С,Иванова А.В. и др. Поиски и разедкарудных месторождений методом ЧИМ.Методические рекомендации. Л.,ОНТИ ВИТР, 1978, с. 22 и 31.996973 оляков коррект Составитель )Еред Е.Харитон бе редактор К. Волощук , ТЕх м. ШароюиВакВН писное иал ППП Патентфф, г. Ужгород, Ул. Проект 927/64ПИ Государственног делам изобретений 35, Москва, 3-35,Тираж, 706 Псдиитета СССР .ткрытийская наб., д. 4/5