Способ определения качества электролита для электроосаждения цинка Советский патент 1985 года по МПК G01N27/42 

Э5

о

ч9

;о &

Изобретение относится к электрохимическим методам анализа и можетбыть использовано при определений степени загрязнения растворов сульфата цинка примесями в процессе подготовки этих растворов к электрохимическому извлечению из них цинка. Известен способ электрохимическо.го контроля качества цинкового элект ролита, основанный на определении количества катодных продуктов электролиза l 1. :: .. . Данргый способ не позволяет проводить регенерацию электродов, что требует их частой замены, Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому нвляетсЯ способ определения качества электролита для элрктроосаждения цинка, включающий электролиз раствора со ;винецсодержащим анодом «отбор вы-; деляющегося на катоде гаЭбобразного продукта Известный способ не позволяет достичь уловлетворительйой точности результатов анализа. Это/вызвано тём что в процессе отбора вьщеляющегося наКатоде гаЗ-ообразного продукта происходит неизбежное попадание в газометричеекое устройство ана лизатора анодного газообразного про , дукта. (мелкодисперейых пузырьков кислорода) и искажение тем самь5М ре.зультатйв: одределения. Количество анодного газообразного продукта,. поnaiBtuero в газометричеекое устройство зависит от состояния поверхности ано да и гидродинамического режима переМеш11вания электролита в датчике анализатора. Значение указанных факторов в каждом oпpeдeлeнииj выполнявмом извест1 ым способом, случайно, чт не позволяет заранее учесть Вызываемую ими ошибку при расчете показател качества электролита. . ; ..... : ..: , Цель изобретения повышение точностй результатов определения ;качества электролита для электроосажде ния цинка. ., : . Поставленная цеда достигается тем что согласно способу определейия качества .электролита для элёктроосажде ния цинка, включающему электролиз раствора со свинецсодержащим анодом и отбо.р выделяющегося на катоде газо образного продукта, перед.отбором яьщеляющегося на катоде газообразноГо продукта анод восстанавливают эле рохимически до. металла, а катодный газообразный п;родукт собирают за время, в .течение которого через единицу площади поверхности анода проходит количество электричества, равное (4,2-21,0)-1.0 А-С/М2. Электрохимическое восстановление свинецсодержащего анода, покрытого в процессе предшествующего электролиза раствора сульфата цинка пленкой оксида свинца (IV), происходит в соответствии со схемой 2 РЬО, H.SO -f 2е PbS04 + -t- 2 . . (О 2 HVpbSO + 2е. (2) В-дальнейшем:, при электролизе пробы , анализируемого, раствора на таком восстановленном аноде последовательно протекают реакции без газовыделения . . . РЬ )- HgSO - 2е. PbSO + 2 Н (3) FbS04+2 . + 4- 2 НГ . .; (4) . и .лишь после создания плотной пленки оксида-свинца (IV) на поверхности анода протекает основная реакция электролиза раствора сульфата цинка с выделением газообразного кислорода HjO - 2ё 2 Н + 0,5 ,0 . (5) Максимальное значение количества электричестваJ в процессе пропускания которого через электроды анализатора отбирают катодный газообразный, продукт, соответствует образованию на свинецсодержащем.аноде плотной поверхностной плёнки оксида, обычно тола1|иной около 1 мкм, после чего дальнейшее окисление анода продолается параллельно с разложением воды. Окисление анода ва 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/м приводит k 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 3 перенапряжение выделения водорода ниже,, чем на цинке. При пропускании . 4,210 А с/м алюминиевый .катод покрывается слоем цинка и тем самым устраняется систематическая погрешность в определении качества цинкового электролита. , П р и м ер. Проводят определение качества цинкового электролита состава, цинк 131,7; серная кислота 102,4; медь 1,0-10 ; кадмий 1, никель 0,8-10 ; кобальт 1,810. Условия анализа: темпера тура раствора , катодная плот ность тока 450 ± 10 А/м. Катод анализирующего устройства изготовлен из аЛ1с 1иния, анод - из свинца (рабочая поверхность соответ ственно 8,5 и 35 см). Объем анализируемого электролита. 0,85 дм. По предлагаемому способу анод анали зирующего устройства перёд электролизом восстанавливают электрохимически до металла, пропуская через него ток 1,0 А в течение 600 с. Показатель качества анализируемого электролита определяли по форм ле 1700-V где ПК - показатель качества, %: V - объем газообразного катодного продукта, см ; f - вреЙя, в течение которого ..рмпелйлся замеренный объем 64 газообразного катодного .продукта, с. Истинное Значение показателя качества электролита определяют по привесу катода по формуле lT2T9 I где истинное значение показателя качества, %; лС - привес катода за время, в течение которого выделился замеренный объем газообраз, ного катодного продукта, г; 1,219 - электрохимический эквивалент цинка, Г/А.ч; I - сила тока в процессе анализа, С - время, в течение которого выделился замеренный объем газообразного катодного продукта, ч, Результаты анализа известньм и предлагаемым способами приведены в таблице. Предлагаемый способ по сравнению . с известными приводит к 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 электро экстракцин цинка из такого раствора, а также к уменьшению расхода соли Шиппё д1пя цементационной очистки цинкового электролита не менее чем на 10%.

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

Предлагаемый способ

Суще твующий способ 85,1 90 ,.5 89,2 90,1

92,3

0,Д2 92,6

1,26

2,lb 92,8 90,4

3,15 Примечание. ДПродолжение таблицы

JIZ.

Т

о

О

-1.3

-1,2

+0,4 +0,4 -3,6 -ЗЛ абсолютная ошибка определения, %; -ft- относительная ошибка определения, %.