Способ определения концентрации тиомочевины и клея в растворах электрорафинирования меди

ОЮЗ СОВЕТСКИХОЦИАЛИСТИЧЕСКИХЕСПУБЛИК 706 А 1 9) 51)5 6 01 й 27/ И ГОСУДАРСТВЕН 1;1 ЫЙ . КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРО ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЪСТВУ(71) Государственный проектный и научноисследовательский институтГипроникель"и Ленинградский государственный университет(56) Технологическая инструкция производства электролитной меди ТИ 48. 0401. 14,55-46-87, НорильсКий ГМК, 1987.Апбегзеп Т. . ет аИ,. Мет, Тгапз., 1976, М3, р. 333-338.В Нагасима й, й, е 1 а 11. Мет. Тгапз, 1978, 9В, р. 509-514,КгаеюзКа Я, ес аН. Мет, Тгапз., 1984, Зеро,. 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 ПАВ г 1 роизводится эмпирически путем визуального осмотра катодов, что за; частую приводит к увеличению брака или понижению сортности катодной медиИзвестны методы определения клея в электролитах предназначенных для электроосаждения меди, на основании сопостав- . ления поляризационных кривых, снятых в электролитах, содержащих и не содержащих добавки клея. Для удаления клея из(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИЙ ТИОМОЧЕВИНЫ И КЛЕЯ В РАСТВОРАХ ЭЛЕКТРОРАФИНИРОВАНИЯ МЕДИ (57) Изобретение относится к гидроэлектрометаллургии меди и, в. частности к.оценке содержания вводимых в состав электроли- тов рафинирования меди поверхностно-активных веществ - тиомочевины и клея. По ведичине поляризации медного электрода в растворе электрорафинирования меди при плотности тока, 250-350 А/м определяют2концентрацию клея после удаления тиомочевины перекисью водорода и концентрацию .тиомочевины с учетом ранее определенного содержания клея, Для построения калибровочнйх зависимостей для определения компонентов используют клей, предварительно активированный в серно- кислом электролите при 60-65 ОС в течение 3-4 ч. 1 з,п. ф-лы, 3 ил., 2 табл.;электролитов предлагается гидролиз при повышенной температуре или применение 14 ультратонкой фильтрации.Недостатком указанных методов являет- Я ся невозможность определения содержания основного компонента комбинированной добавки - тиомочевины,Наиболее близким к предлагаемому является способ определения концентрации указанных добавок на основании излучения а 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 клеяпроводить 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 разложения 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 электро- химическую 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 А/м (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 ЛЕ, 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 ЬЕ, 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 Чей, 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 электролитапомещается в,электрохимическую ячейку ЯСЭ(термостатируемую при 25 ОС) с медными катодами, анодом и электродом сравнения и проводится снятие поляризационной кри вой и интервале плотностей тока 0-500 А/м впотенциодинамическом режиме со скоростью развертки 2 мВ/с не менее трех раз.Поляризационные кривые снимаются врастворах, приготовленных на основе эта лонного раствора с введением в него известных количеств активированного клея (0,5;1,0: 2,0; 3,0; 4,0 и 6,0 мг/л). Для активации клея в эталонный раствор объемом 100 мл вводится навеска клея 100 мг, после 25 чего раствор выдерживается в течение 3 чпри 60 С.Сопоставление поляризационных кривых, снятых в растворах, содержащий указанные количества клея, с эталонной кривой 30 позволяет найти величину сдвига потенциалаЬЕ, обусловленную введением клея при выбранной катодной плотности тока 300 А/м.График зависимости величины ЬЕ от концентрации клея является градуировочным 35 графиком для определения содержанияклея 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 фик сированной плотности тока 300 А/м . График2зависимости величины ЬЕ от концентрации тиомбчевины является градуировочным графиком для определения концентрации тиомочевины в рабочих электролитах,55 8 табл. 1 показана зависимость точности определения содержания клея и тиомочевины в кислых медных сульфатных электролитах по значениям ЬЕ от плотности поляризующего тока.1742706 Таблица 1 Най ено, мг/л Взято, мг/л Плотность тока, А/м клей клей клей тиомочевина. 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 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 Аlм ) между второй 20 (клеевой) и эталонной попяризационной кривой позволяет определить значение ЬЕ, которое и используется для определения концентрации клея по градуировочному графику, 25Значение ЬЕ 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 ЬЕ, определяется концентрация тиомочевины в промышленном электролите. 35 6Из табл. 1 и 2 видно, что предлагаемыйспособ обеспечивает выполнение анализа сточностью + 0,1 мг/л известный до 0,4 мг/л)при сокращении времени анализа с восьмичасов до 25 м:1 н,Использование предлагаемого способаопределения концентрации тиомочевины и.клея в электролите позволяет осуществлятьоперативный контроль промышленногоэлектролита по содержанию ПАВ и поддерживать его состав на оптимальном уровне,что повышает качество катодной меди дотребований международных стандартов,Фо р мул а изобретения1, Способ определения концентрации тиомочевины и клея в растворах электрорафинирования меди, включающийразделение пробы на две, получение калибровочных зависимостей поляризации восстановления меди для обеих проб как функциисостава электролита, получение поляризациивосстановления меди в обеих пробах с последующим определением по калибровочнымзависимостям содержания компонентов, о т л ичающийся тем,что,сцельюповышенияточности и экспрессности анализа, при регистрации калибровочных зависимостей использован предварительно активированныйклей и поляризацию восстановления меди вовсех случаях определяют при плотности тока250-350 А/м, причем из одной пробы тиомо 2чевину предварительно удаляют.2. Способпоп.1,отличающийся тем.что активацию клея производят в сернокисломэлектролите при 60-65 С в течение 3-4 ч. Ошибка оп е еления,,цуировочные кривые для опрции тиомочевины в электролиг/л ионов меди, 14 г/л ионно кислоты, 40 мг/л ионовцентрации клея (цийры на крТемпература электролита 25Значения Ь Е взяты при 3001742706 о 2 онные кривые медного катода, снятыержащем ( г/л ) й ионов меди(П) - .ты - ХОО, ионов хлора -, 0,05, соРисЛ оляриза 5 - клей 4 - 5 + 0 Составитель Е,СоловьТехред М.Моргентал еведа кто р И.Ш улла Корректор М аказ 2280 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 КНТ СС изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101 в раство 50, серн держащих И кислтакже