Способ измерения концентрации металла в потоке амальгамы Советский патент 1990 года по МПК G01N27/416 

Изобретение относится к области электрохимического контроля технологических процессов производства едких щелочей и хлора ртутным методом.

Целью настоящего изобретения является упрощение и повышение надежности определения концентрации щелочного металла в потоке амальгамы за счет исключения постоянной дозировки раствора в зону измерения потенциала амальгамы.

На фиг. 1 показана принципиальная схема предлагаемого способа измерения концентрации щелочного металла в потоке амальгамы электролизера с ртутным катодом для получения хлора и каустической соды; на фиг 2 - узел I на фиг„ 1; на фиг. 3 - расчетная (-) и экспериментальная (и)

зависимость ЭДС элемента, амальгама натрия-ртутно-окисный электрод сравнения в растворе 400 г/л NaOH.

Во входном кармане 1 электролизера, куда подаются из разлагателя поток амальгамы 2 натрия и вода для промывки ее от щелочи, образующая над амальгамой слой раствора 3 гидроксида натрия переменной концентрации, располагают корпус измерительного устройства 4 таким образом, что мембрана 5, закрывающая одно или несколько отверстий в корпусе 4, погружена в поток амальгамы 2. Вольтметром 6 с высоким внутренним сопротивлением измеряют ЭДС цепи амальгама 2 натрия в кармане 1 электролизера - мембрана 5 - раствор 7 гидроксида натрия постоянной концентрации - ртутно-окисный

ел

00

о to

со

4

электрод сравнения, включающий дон- , ную ртуть 8, слой 9 окиси ртути, и металлический контгпо 10. Вольтметр 6 coeflMHflrot с контактами электрода сравнения 10 и амальгамы 11.

Назначение мембраны состоит в том, чтобы исключить границу раздела амальгама - раствор переменной концентрации и обеспечить постоянство концентрации потенциалообразующих катионов в фазе, контактирующей с амальгамой о Мембрана может быть микро пористой (диффузионной) или ионообменной относительно катиона металла, образующего амальгаму. Постоянство концентрации катиона и пренебрежимо малая величина диффузионного потенциала в фазе мембраны обеспечиваются за счет высокой концентрации электролита (диффузионная мембрана) или ионообменных групп (катионообменная мембрана) в мембране.

Диффузионные процессы, протекающие на границе раздела мембрана-раствор обеспечивают постоянство концентрации ионов натрия в мембране (фиг. 2). Если потоком амальгамы на поверхность мембраны доставлены капли диспергированного в ней промывного раствора или щелочи, то гидростатическим давлением столба амальгамы на мембрану этот раствор быстро вытеснен. Возможные изменения концентрации ионов натрия в мембране со стороны амальгамы , при этом приведены в равновесие с составом раствора, постоянно контактирующим с мембраной со стороны электрода сравнения.

Наиболее пригодными в качестве мембраны являются катионообменные мембраны,, используемьГе в мембранном производстве каустической соды и хлора.

Пример. Для измерения концентрации натрия в потоке амальгамы

5

0

5

0

5

0

5

ртутного электролизера, ртутно-окис- ный электрод сравнения с раствором постоянного состава (400 г/л NaOH) разделяют погруженной на 15-20 мм ка- тионообменной мембраной от потока амальгамы.

Из экспериментальных данных следует, что предлагаемый способ может быть использован для определения концентрации щелочного металла в амальгаме с погрешностью +$% без случайных сбоев, что вполне приемлемо для контроля технологического процесса.

Предлагаемый способ измерения концентрации щелочного металла в потоке амальгамы может быть использован для непрерывного контроля и регистрации ее значения, в качестве сигнализатора допустимой величины концентрации щелочного металла.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет упростить непрерывное измерение концентрации металлов в потоке амальгамы за счет исключения подачи дозированного раствора в зону расположения электрода сравнения и избежать периодических срывов в показаниях приборов, возникающих во время прерывания потока этого раствора .

формула изобретения

Способ измерения концентрации металла в потоке амальгамы по величине электродвижущей силы между амальгамой и электродом сравнения, содержащим раствор постоянного состава, отличающийся тем, что, с целью упрощения и повышения надежности измерения, амальгаму и раствор постоянного состава электрода сравнения разделяют погруженной в амальгаму мембраной, проницаемой для катионов растворенного в ртути металла.

В

I

вода

Изобретение относится к электрохимическому контролю технологических процессов производства едких щелочей и хлора ртутным методом. Цель изобретения - упрощение процесса измерения концентрации металла в потоке амальгамы и повышение его надежности за счет исключения дозированной подачи раствора электролита в зону электрода сравнения. Концентрацию металла в потоке амальгамы измеряют по величине ЭДС между амальгамой и электродом сравнения, содержащим раствор постоянного состава. Амальгаму и раствор постоянного состава электрода сравнения разделяют погруженной в амальгаму мембраной, проницаемой для катионов растворенного в ртути металла. 3 ил.

Фиг. 2

Ш,д

1,80-4,0 -у -2,0 -1,0 LgcHa; мас.%

Фиг.З