Способ получения сульфида одновалентной меди Советский патент 1987 года по МПК C25B1/00 C01G3/12 

Изобретение относится к способам получения сульфида меди (I) из сульфатных растворов электролизом.

Целью изобретения является упрощение процесса и улучшение условий труда. .

Пример . В электролит,содержащий 150 г/л серной кислоты, 1 г/л 5 вводят сульфит ка.трия в количестве 1.0 г/л. Электролиз ведут при койнатной температуре с перемешиванием в течение двух часов. Катодная плотность 300 А/м. Анод медный, катод титановый. По окончании электролиза сульфид меди (I) отделяют от меди, промывая осадок 15%-ным раствором хлорида аммония,. Выход по току 69,86%, вес меди 0,0573 г.

Отличительные особенности предлагаемого процесса следующие.

Совместное восстановление сульфит-иона и иона меди (II) на катоде по следующим реакциям:;

2ё м. Си I

S024S + 6Н S°+ ЗН„0.

Свежеобразованные активные и вы- сокодисперсныё медь и сера вследст- |Вие химического средства, мгновенно образуют сульфид меди (I):

2Си° + S

Си, S.

Во избежание образования смеси Cu,.S + CuS процесс необходимо проводить жестко в предлагаемых условиях.

Выбор электродов, В качестве анода выбрана медь для того, чтобы электролит постоянно пополнялся ионами двухвалентной меди

Си° - 2ё

Си

Выбор материала катода обусловлен тем, что титан устойчив в серно-кис- лых растворах (не растворяется и не загрязняет электролит), а также тем что продукт электролиза (сульфид од- нова) 1ентной меди) не прилипает к поверхности его,это позволяет получить сульфид меди (I) в виде порошка.

Полученные продукты электролиза: сульфид одновалетной меди и частично образующийся мелкодисперсный мед- ньй порошок фильтруют, промывают от остатков электроли а до нейтральной

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

среды (определяют по лакмусовой бумажке) и высушивают в атмосфере воздуха при комнатной температуре. Мелкодисперсная медь в просессе промывания сразу же окисляется до закиси, которую отделяют 15%-ным раствором хлорида аммония.

Структура сульфида одновалентной меди подтверждается рентгенофазовым и химическим анализами.

В табл. 1 показано влияние плотности тока на процесс формирования сульфида меди (Cu(ll) 1 г/л, 10 г/л, , 150 г/л, t 25°С), в табл. 2 - влияние исходной концентрации меди (И) на образование .сульфида меди (I) (D 300 А/м, 10 г/л, 150 г/л, t 25°С), в табл. 3 - влияние концентрации сульфита натрия на выход сульфида одновалентной меди (D I 300 А/м , Си(II) 1 г/л, H,,SO 150 г/л, t 25°С).

Как видно из табл. 1-3, оптимальные параметры проведения,процесса следующие: соотношение Си (0,5-1,5):(В,0-12,0) г/л (предпочтительно 1,0-10,0). Катодная плотность тока 200-400 А/м (предпочтительно 300 А/м2). Выход по току 69-86%. Вес меди 0,0573 г.

При плотностях тока ниже 200 А/м на ктоде образуется компактный медный осадок,.образование сульфида меди (I) падает до минимума. При плотностях тока выше 400 А/м усиливается выделение водорода, вследствие чего наблюдается образование серово- дорода, который снижает выход по току Cuj S.

При концентрациях меди (II) выше 1,5 г/л в электролите образуется медный порошок. При концентрациях ниже 0,5 г/л снижается скорость процесса, а вследствие этого и выход целевого продукта - сульфида меди (I).

При содержании сульфита натрия ниже 8 г/л в электролите наблюдается дефицит сульфит-ионов, что приводит к образованию металлической меди. При концентрации выше 12 г/л образуется мелкодисперная элем ентарная сера - нецелевой продукт.

Оптимальной концентрацией серной кислоты является 150 г/л. При этом раствор имеет максимальную удельную, электропроводность.

Таким образом, преимуществом предлагаемого способа получения сульфида

Формула изобретения Способ получения сульфида одновалентной меди путем осаждения из сульфатного раствора, содержащего суль 1328404

одновалентной меди из сульфатныхлагаемый процесс экологически безопас- растворов по сравнению с известнымным. является то, что нет необходимости приготовления специальной смеси газов, кроме того, упрощено аппаратурное оформление - не нужна сложная герметичная аппаратура, специальные нагре-фат двухвалентной меди, о т л и ч а- ватели для создания высоких темпера-ю щ и и с я тем, что, с целью упро- тур, а процесс ведут при комнатной Qщения процесса и улучшения условий температуре.труда, -осаждение ведут электролизом

в электролизере с медным анодом и

Отсутствие выделения в атмосферутитановым катодом при катодной плот- сероводорода исключает необходимостьности тока 200-400 А/м и использу- сооружения специальных помещений или ют сульфатный раствор, содержащий сложных устройств для улавливаниясульфат двухвалентной меди и сульфит газов, а следовательно, способствуетнатрия при соотношении медь (II): сокращению материальных затрат на

очистные сооружения, что делает пред- (8,0-12,0).

сульфит натрия, равной (0,5-1,5):

D. . I А/м2 100 I 200 Т 300 Г 400 1 500 | 600

Л1IIIL11

Вес CujS,r .0,1617 0,3970 0,63010,7375 6,8881 -0,9797

ВТК ,% 50,04 67,44 69,86.64,65 61,2654,32

Вес Си, г0,0843 0,0650 0,05730,1984 0,2733 0,5297

Таблица 2 Cu(ll), г/л0,,51,0I 1,52,02,5

Вес CujS, г 0,2106 0,5831 0,6301 0,5302 0,4885 0,3269 ВТК CujS, % 23,27 64,42 69,86 59,00 54,36 .36,38 Вес Си, г 0,0129 0,0226 0,0573 0,0704 0,1023 0,1926

Образование идет только за счет растворения медного анода.

Таблица 3

NajSOjj г/л I 6,08,010,012,014,016,0

Вес GujS, г 0,3358 0,5895 0,6301 0,5858 0,5569 0,5143 ВТК , % 36,74 64,69 69,86 64,09 60,93 56.,44 Вес Си, г 0,3027 0,0755 0,0573 0,0662 0,0802 0,0946

Формула изобретения Способ получения сульфида одновалентной меди путем осаждения из сульфатного раствора, содержащего сульлагаемый процесс экологически безопа ным. фат двухвалентной меди, о т л и ч а- ю щ и и с я тем, что, с целью упро- щения процесса и улучшения условий труда, -осаждение ведут электролизом

титановым катодом при катодной пло ности тока 200-400 А/м и использу ют сульфатный раствор, содержащий сульфат двухвалентной меди и сульф натрия при соотношении медь (II):

сульфит натрия, равной (0,5-1,5):

Таблица 1

Изобретение относится к способам получения сульфида меди (I) из сульфатных раствором электролизом и позволяет упростить процесс и улуч- условия труда. Способ касается получения сульфида из сульфатного раствора, содержащего сульфат двух- валентной меди, причем осаждение ведут электролизом в электролизере с медным анодом и титановым катодом при катодной плотности тока 200- 400 А/м. При этом используют сульфатный раствор, содержащий сульфат двухвалентной меди и сульфит натрия при соотношении (0,5-1,5):(0,8-12,0). 3 табл. о (Л