Способ определения качества электролита для электроосаждения цинка

(9 ( СПУБЛИ С 01 И 27/ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ точ ред(72) Н.Г, Агеев и Е,И. Елисеев (71) Уральский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им. С.М. Кирова(56) 1, Раннев Г.Г., Салин А.А. Методы 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).(54) (57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КАЧЕСТВАЭЛЕКТРОЛИТА ДЛЯ ЭЛЕКТРООСАЖДЕНИЯ ЦИНКА, включающий электролиз растворасо свинецсодержащим анодом и отборвыделяющегося на катоде газообразного продукта, о т л и ч а ю щ и йс я, тем, что, с целью повышенияности. результатов определенияпеотбором выделяющегося на катоде газообразного продукта анод восстанавливают электрохимическр до металла,а катодный газообразный продукт собирают эа время, в течение которогочерез единицу площади поверхностианода проходит количество электричества, равное (4,2-2, 10) 1 Оф А с/мф(5) 1 1 1 б 02Изобретение относится к электрохимическим методам анализа н можетбыть использовано при определениистепени 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 1 Околичества катодных продуктов электролизаДанный способ не позволяет проводить регенерацию электродов, чтотребует их частой замены, 15Наиболее близким по тоническойсущности к предлагаемому являетсяспособ определения качества электро-лита для электроосаждения цинка,включающий электролиз раств 6 ра со свинецсодержащим анод,м ц отбор выделяющегося на катоде газбобразногопродукта 12 .Известный способ не позволяетдостичь удовлетворительной точности результатов анализа. Это вызвано тем, что в процессе отбора выделяющегося на катоде газообразного продукта происходит неизбежное попадание в газометрическое устройство анаЗО лизатора анодного газообразного про" , дукта (мелкодисперсных пузырьков кислороца) и искажЕние тем самым ре. зультатов определения. Количество анодного газообразного продукта, по- . павшего в газометрическое устройство,з 5зависит от состояния поверхности ано" да и гидродинамического режима перемешйвания электролита в датчике анализатора. Значение указанных Факторовв каждом определении, выпсетняе"49 мом известным способом, случайно, что не позноляет заранее учесть вызываемую ими ошибку при расчете показателякачества электролита.45Цель 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 газообразного продукта, перед. отбором выделяющегося на катоде газообразно-. го продукта анод восстанавливают элект 9 б 2рохимически 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 О А с/мф .Электрохимическое восстановление свинецсодержащего анода, покрытого в процессе предшествующего электролиза раствора сульФата цинка пленкой оксида свийца (1 Ч), происходит в соответствии со схемой 2, Н + РЪО +.Н БО 4 + 2 е = РЬБО 4 + й 2 2 Н + РЬБ 04 + 2 е = РЬ + Н 304 В дальнейшем., при электролизе пробы,анализируемого раствора на такомвосстановленном. аноде последовательно протекают реакции без газовыделения РЬ + Н 2804 - 2 е = РЬБО 4 + 2 Н РЬБО 4 + 2 Н аО 2 е= РЬОх + НЕБО+ +и лишь после создания плотной плевкиоксида свинца (1 Ч) на поверхностианода протекает основная реакцияэлектролиза раствора сульФата цинка,с выделением газообразного кислорода Н О - 2 е = 2 Н + 0,5 0 Иаксимальное значение количества электричества, в процессе пропускания которого через электроды анализатора отбирают катодный газообразный.профдукт, 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;6,0 -6,0 -7,1 .-4,6 -6,2 0,42 88,0 1,26 86,5 93,1 2,10 88 4 3,15 87,1 92,9Предлагаемый способ 0,21 89,2 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.П р и м е р. Проводят определение качества цинкового электролита состава, г/см: цинк 131,7; серная 16 кислота 102,4; медь 1,0 10 ; кадмий 1,2 10 з; никель 0,8 10-; кобальт 1,8 1 О. Условия анализа: температура раствора 4011 С, катодная плотность тока 450 + 10 А/м.Катод анализирующего устройства изготовлен из аГиоминия, 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 Форму- ле где ПК - показатель качества, Х;Ч - объем газообразного катодного продукта, смэ;ь" - врейя, в течение котороговмпелйлся замеренный объем 4газообразного катодного продукта, с.Истинное значение показателя качества электролита определяют по привесу катода по Формуле аС 101,219 1где ПК - истинное значение показателякачества, 7.;дС - привес катода за время, втечение которого выделилсязамеренный объем газообраз. ного катодного продукта, г;1,219 - электрохимическйй эквивалентцинка, г/А.ч;1 - сила тока в процессе анализа,А;Г - время, в течение котороговыделился замеренныи объемгазообразного катодиого продукта, ч,Результаты анализа известным ипредлагаемым способами приведены втаблице.Предлагаемый способ по сравнению,с известными приводит к повышению качества цинкового электролита вследс 1 вие его более оперативного контроляс соответствующим уменьшением затратэлектроэнергии (не менее чем на10 квт ч на 1 т катодного цинка) приэлектроэкстракции цинка из такогораствора, а также к уменьшению расходасоли Шлиппе для цементационной очистки цинкового электролита не менеечем на 107/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 аказ 3766/41 Тираж 897 ВНИИПИ Государств по делам изобре 113035, Москва, Жнн ен 35 Подписноео комитета СССРи открытийРаушская наб., д,