Способ получения сульфида одновалентной меди

 

Изобретение относится к способам получения сульфида меди (I) из сульфатных раствором электролизом и позволяет упростить процесс и улучусловия труда. Способ касается получения сульфида из сульфатного раствора, содержащего сульфат двухвалентной 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

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (И) (51)4 С 25 В 1/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4036562/31-26 (22) 12.03.86 (46) 07.08.87. Бюл. № 29 (71) Институт органического синтеза и углехимии АН КазССР и Карагандинский государственный университет (72) А.Баешов, Е.Н.Володина, И.В.Фигуринайте, И.Ж.Журинов и М.M.Äoñïàåâ (53) 661.856(088.8) (56) Диев Н.П., Якимец Е.М. Труды института химии и металлургии АН СССР.

Уральский филиал, 1955, ¹ 3, с. 5. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СУЛЬФИДА ОДНОВАЛЕНТНОИ МЕДИ (57) Изобретение относится к способам получения сульфида меди (I) из сульфатных раствором электролизом и позволяет упростить процесс и улуч,шить условия труда. Способ касается получения сульфида из сульфатного раствора, содержащего сульфат двухвалентной меди, причем осаждение ведут электролизом в электролизере с медным анодом и титановым катодом при катодной плотности тока 200400 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.

1 13

Йзобретение относится к способам получения сульфида меди (Т) из сульфатных растворов электролизом.

Целью изобретения является упрощение процесса и улучшение условий труда

Пример . В электролит,содержащий 150 г/л серной кислот»1, 1 г/л

Cu, вводят сульфит натрия в коли.честве 10 г/л. Электролиз ведут при комнатной температуре с перемешиванием в течение двух часов. Катодная плотность 300 А/м . Анод медный, . катод титановый. По окончании электролиза сульфид меди (I) отделяют ат меди, промывая осадок 15Х-ным раствором хлорида аммония, Выход по таку Сп $ б9,8б, вес меди 0,0573 г, Отличительные особенности предлагаемого процесса следующие.

Совместное восстановление сульфит-иона и иона меди (II) на катоде по следующим реакциям:, 2Cu + S - Cu, S.

Cu — 2е Спг

$0 - + 4е + бН" - S + ЗН.О.

Свежеобразованные активные и высакодисперсные медь и сера вследствие химического средства, мгновенно образуют сульфид меди (I):

Во избежание образования смеси

Сп .S + CuS процесс необходимо проводить жестко в предлагаемых условиях.

Выбор электродов, 13 качестве анода выбрана медь для того, чтобы электролит постоянно пополнялся ионами двухвалентной меди

Выбор материала катода обусловлен тем, что титан устойчив в серна-кислых раг.творах (не растворяется и не загрязняет электролит), а также тем, что продукт электролиза (сульфид ад-. новалентнай 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 медный порошок фильтруют, промывают ат остатков электролита до нейтральной

28404 2 среды (определяют по лакмусовой бумажке) и высушивают в атмосфере воздуха при комнатной температуре. Мелкадисперсная медь в просессе промы,1 вания сразу же акисляется до закиси, которую отделяют 15Х-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(II) 1 г/л, Naz$0>

10 г/л, H>SOq 150 г/л, t = 25 С), в табл. 2 — влияние исходной концентрации меди (II) на образование сульфида меди (I) (D» = 300 А/м, Na $0>

10 г/л, Н $0 150 г/л, t = 25 С), в

20 табл. 3 — влияние концентрации сульфита натрия на выход сульфида одновалентной меди (В „ = 300 А/м, Cu(II)

1 г/л, Н $0 150 г/л, t = 25 С).

Как видно из табл. 1-3, оптимальные параметры проведения процесса следующие: соотношение Сп :Na SO> (0,5-1,5):(8,0-12,0) г/л (предпочтительно 1,0-10,0). Катодная плотность тока 200-400 А/м (предпочтительно

300 А/м ). Выход по таку Cu $ 69-867..

Вес меди 0,0573 г.

При плотностях тока ниже 200 А/м на ктоде образуется компактный медо ный осадок, образование сульфида меди (I) падает до минимума. При плотностях тока выше 400 А/м усиливается выделение водорода, вследствие чего наблюдаегся образование сероводорода, который снижает выход па току

Guy 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 целе4$ ваго продукта — сульфида меди (Т).

При содержании сульфита натрия ниже 8 г/л в электролите наблюдается

"дефицит" сульфит-ионов, что приводит к образованию металлической меди.

При концентрации выше 1? г/л образуется мелкодисперная элементарная 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

13284

Р„ А/м 100 200. 300 400 500 600

0,7375 0,8881 0,9797

Вес Си S,г 0,1617 0,3970 0,6301

64, 65 61, 26 54,32

ВТк Cu

0,0843 0,0650 0,0573 0,1984 0,2733 0,5297

Вес Си, г

Таблчца2

Вес Сп $, г О;2106 0,5831 0,6301

0,5302 0,4885 0,3269

59,00 54,36 . 36,38

ВТк Cu S, X 23,27 64,42 69,86

0,0704 О, 1023 О, 1926

Вес Cu, r 0,0129 0,0226 0,0573

* Образование Cu S идет только за счет растворения медного анода.

Таблица 3

6 О 8 О 10 0 12 О 14 О 16 О

Иа 2$0 г/л

0,5858 0,5569 0,5143

Вес Си $, г 0,3358 0,5895 0,6301

ВТк Cu S Ж 36,74 64,69 69,86

56,44

64,09

60,93

Вес Си, г 0,3027 0,0755 0,0573

0,0662 0,0802

0,0946 одновалентной меди из сульфатных растворов по сравнению с известным является то, что нет необходимости приготовления специальной смеси газов, кроме того, упрощено аппаратурное

5 оформление — не нужна сложная герметичная аппаратура, специальные нагреватели для создания высоких температур, а процесс ведут при комнатной температуре.

Отсутствие выделения в атмосферу сероводорода исключает необходимость сооружения специальных помещений или сложных устройств для улавливания газов, а следовательно, способствует сокращению материальных затрат на очистные сооружения, что делает пред04

4 лагаемый процесс экологически беэопасным. формула изобретения

Способ получения сульфида одновалентной меди путем осаждения из сульфатного раствора, содержащего сульфат двухвалентной меди, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью упрощения процесса и улучшения условий труда, осаждение ведут электролизом в электролизере с медным анодом и титановым катодом при катодной плотности тока 200-400 А/м и используют сульфатный раствор, содержащий сульфат двухвалентной меди и сульфит натрия при соотношении медь (ТТ): сульфит натрия, равной (0,5-1,5): (8,0-12,0).

Та блица 1