СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ЭЛЕКТРОЛИТА ДЛЯ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОГО РАФИНИРОВАНИЯ МЕДИ

СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ЭЛЕКТРОЛИТА ДЛЯ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОГО РАФИНИРОВАНИЯ МЕДИ


RU (11) 2280106 (13) C2

(51) МПК
C25C 1/12 (2006.01)
C25D 3/38 (2006.01) 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 07.12.2007 - действует 

--------------------------------------------------------------------------------

Документ: В формате PDF 
(21) Заявка: 2004130329/02 
(22) Дата подачи заявки: 2004.10.18 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2004.10.18 
(43) Дата публикации заявки: 2006.03.27 
(45) Опубликовано: 2006.07.20 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: SU 907088 А, 23.02.1982. ЕР 1225252 A1, 24.07.2002. WO 2004/079052 A1, 16.09.2004. WO 84/03307 A1, 30.08.1984. US 3389064 A, 18.06.1968. 
(72) Автор(ы): Скирда Ольга Ивановна (RU); Ладин Николай Алексеевич (RU); Юрьев Александр Иванович (RU); Шиловских Владимир Анатольевич (RU); Дылько Георгий Николаевич (RU); Елисеев Олег Дмитриевич (RU); Бондарев Михаил Тимофеевич (RU) 
(73) Патентообладатель(и): ОАО "Горно-металлургическая компания "Норильский никель" (RU) 
Адрес для переписки: 663310, г. Норильск, Гвардейская пл., 2, ЗФ ОАО "ГМК "Норильский никель", Управление перспективного развития, отдел интеллектуальной собственности 

(54) СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ЭЛЕКТРОЛИТА ДЛЯ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОГО РАФИНИРОВАНИЯ МЕДИ
Изобретение относится к области гидрометаллургии цветных металлов, в частности к электролитическому рафинированию меди, и может быть использовано в гальванотехнике. Способ приготовления электролита для электролитического рафинирования меди включает введение в электролит комплекса поверхностно-активных веществ, в числе которых используют тиокарбомид. При этом тиокарбомид предварительно растворяют в сульфатном растворе меди при массовом отношении ионов меди и серы, содержащейся в тиокарбомиде, равном 20-600 при температуре 40-70°С в течение 10-70 часов. В качестве сульфатного раствора меди для обработки тиокарбамида используют исходный электролит. Использование изобретения позволяет получить катодную медь, имеющую гладкую поверхность, низкое содержание серы, высокие физико-механические показатели, в частности спиральное удлинение, характеризующее способность меди к прокатываемости. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.




ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретение относится к области гидрометаллургии цветных металлов, в частности к электролитическому рафинированию меди, и может быть использовано в гальванотехнике.

Известен способ приготовления электролита для электролитического рафинирования меди, включающий введение в сульфатный электролит комплекса поверхностно-активных веществ (ПАВ), в числе которых вводят тиокарбамид (тиомочевину). Добавки ПАВ растворяют в воде и в виде водных растворов вводят в электролит, поступающий в электролизные ванны. При этом расход тиокарбамида составляет 90 г на тонну меди, получаемой при электролизе. Способ позволяет в процессе электрорафинирования при плотности тока 310-320 А/м2 получать медные катоды марки М0к, характеризующиеся мелкокристаллической структурой, бороздчатой поверхностью и относительно высоким содержанием серы [1].

Недостатком известного способа является повышенное содержание серы в катодной меди, обусловленное значительным расходом тиокарбамида серосодержащего соединения, используемого в качестве добавки ПАВ, так как при добавке водного раствора тиокарбамида в электролит непосредственно перед электролизом его сера переходит в катодную медь. В свою очередь, сера, содержащаяся в катодной меди, оказывает негативное влияние на физико-механические свойства меди, в частности ухудшает показатель спирального удлинения. Спиральное удлинение является основным показателем, используемым в мировой практике, наряду с химическим составом для оценки пригодности катодной меди при производстве катанки методом непрерывного литья и проката, то есть характеризующим прокатываемость катодной меди. Другим недостатком способа является недостаточно высокая марка катодной меди М0к, гарантированно получаемая в результате процесса электрорафинирования при использовании приготовленного электролита. Следующим недостатком известного способа являются повышенные затраты электроэнергии на производство катодной меди в процессе электрорафинирования меди, обусловленные значительным расходом тиокарбамида, используемым в качестве добавки ПАВ.

Известен способ приготовления электролита для электролитического осаждения меди, включающий введение в сульфатный электролит комплекса ПАВ, в числе которых вводят тиокарбамид (тиомочевину). Каждую добавку ПАВ растворяют в воде и в виде водных растворов вводят в электролит, поступающий в электролизные ванны. При этом расход тиокарбамида составляет 70 г на тонну меди, получаемой при электролизе. Способ позволяет в процессе электролитического рафинирования получать медные катоды марок М00к и М0к, характеризующиеся мелкокристаллической структурой [2].

Недостатком известного способа является повышенное содержание серы в катодной меди, обусловленное значительным расходом тиокарбамида серосодержащего соединения, используемого в качестве добавки ПАВ, так как при добавке в электролит водного раствора тиокарбамида непосредственно перед электролизом его сера переходит в катодную медь. В свою очередь, сера, содержащаяся в катодной меди, оказывает негативное влияние на физико-механические свойства меди, в частности ухудшает показатель спирального удлинения. Спиральное удлинение является основным показателем, используемым в мировой практике, наряду с химическим составом для оценки пригодности катодной меди при производстве катанки методом непрерывного литья и проката, то есть характеризующим прокатываемость катодной меди. Другим недостатком способа является недостаточно высокая марка катодной меди М0к, получаемая в результате процесса электрорафинирования при использовании приготовленного электролита. Следующим недостатком являются повышенные затраты электроэнергии на производство катодной меди в процессе электрорафинирования меди, обусловленные значительным расходом тиокарбамида, применяемым в качестве добавки ПАВ.

Известен способ приготовления сульфатного электролита для электролитического рафинирования меди, включающий введение в электролит комплекса ПАВ, в числе которых вводят тиокарбамид, (тиомочевину). Добавки ПАВ, в том числе тиокарбамид, растворяют в воде при комнатной температуре и вводят в электролит, поступающий в электролизные ванны. При этом расход каждой добавки ПАВ составляет 50-150 г на тонну меди, получаемой при электролизе [3]. Способ позволяет в процессе электролитического рафинирования получать медные катоды, характеризующиеся мелкокристаллической структурой.

Недостатком известного способа является повышенное содержание серы в катодной меди, обусловленное значительным расходом тиокарбамида (серосодержащего соединения), вводимого в качестве добавки ПАВ. В свою очередь, сера, содержащаяся в катодной меди, оказывает негативное влияние на физико-механические свойства меди, в частности ухудшает показатель спирального удлинения, характеризующий прокатываемость катодной меди. Другим недостатком способа является недостаточно высокая марка катодной меди М0к, гарантированно получаемая в результате процесса электрорафинирования при использовании приготовленного электролита. Еще одним недостатком являются повышенные затраты электроэнергии на производство катодной меди в процессе электрорафинирования, обусловленные значительным расходом тиокарбамида, вводимого в сульфатный электролит в качестве добавки ПАВ.

Наиболее близким к заявляемому способу по совокупности существенных признаков является способ электролитического рафинирования меди из сернокислых электролитов, включающий введение в электролит 2-5 мг/л продукта конденсации тиомочевины и аминоамидов жирных кислот. Добавки ПАВ, в том числе продукт конденсации тиомочевины и аминоамидов жирных кислот, растворяют в воде при 60-70°С и вводят в электролит, поступающий в электролизные ванны. При этом концентрация продукта конденсации тиомочевины и аминоамидов жирных кислот составляет 2-5 г/л [4]. Способ позволяет в процессе электролитического рафинирования получать плотные без дендритов медные катоды.

Недостатком известного способа-прототипа является повышенное (0,001%) содержание серы в катодной меди. В свою очередь, сера, содержащаяся в катодной меди, оказывает негативное влияние на физико-механические свойства меди, в частности ухудшает показатель спирального удлинения, характеризующий прокатываемость катодной меди. Другим недостатком способа является недостаточно высокая марка катодной меди М0к, получаемая в результате процесса электрорафинирования при использовании приготовленного электролита. Еще одним недостатком являются повышенные затраты электроэнергии на производство катодной меди в процессе электрорафинирования.

Задача изобретения заключается в повышении качества катодной меди и снижении удельного расхода электроэнергии на ее производство.

Технический результат от использования изобретения заключается в получении катодной меди, имеющей гладкую без дендритов поверхность, низкое содержание серы, высокие физико-механические показатели, в частности спиральное удлинение, характеризующее способность меди к прокатываемости.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что в сульфатный электролит для электролитического рафинирования меди вводят комплекс добавок ПАВ, в числе которых вводят тиокарбамид. При этом тиокарбамид предварительно растворяют в сульфатном растворе меди при массовом отношении ионов меди и серы, содержащейся в тиокарбамиде, равном 20-600, при температуре 40-70°С и выдерживают при температуре 40-70°С в течение 10-70 часов. Другое отличие способа состоит в том, что в качестве сульфатного раствора меди для обработки тиокарбамида используют исходный электролит.

Экспериментально установлено, что способ по п.1 или п.2 приготовления электролита для электролитического рафинирования меди позволяет за счет предварительного растворения тиокарбамида в сульфатном растворе меди и выдержки раствора при температуре 40-70°С в течение 10-70 часов получать катодную медь, характеризующуюся гладкой поверхностью, мелкокристаллической структурой и низким содержанием серы. Кроме того, предлагаемый способ подготовки электролита позволяет снизить расход электроэнергии на производство 1 тонны электролитной меди.

В способах приготовления электролита для электролитического рафинирования меди, включающих введение в электролит комплекса добавок ПАВ, в числе которых вводят тиокарбамид, указанных аналогах и прототипе отсутствует предварительное растворение тиокарбамида в сульфатном растворе меди и выдержка этого раствора при температуре 40-70°С в течение 10-70 часов.

В случае отсутствия предварительного растворения тиокарбамида в сульфатном растворе меди и выдержки этого раствора при температуре 40-70°С в течение 10-70 часов для получения в результате электрорафинирования катодной меди, характеризующейся гладкой поверхностью и мелкокристаллической структурой, необходимо увеличить расход тиокарбамида (описание аналогов) или вводить другое ПАВ (прототип). В свою очередь, увеличение расхода тиокарбамида приводит к повышению содержания серы в катодной меди, снижению ее физико-механических свойств и увеличению удельного расхода электроэнергии на ее производство.

Увеличение в предлагаемом способе количества ионов меди в сульфатном медном растворе более чем необходимо для обеспечения верхнего предела предлагаемого диапазона отношений ионов меди и серы, содержащейся в тиокарбамиде, равного 20-600, создаст трудности исполнения, связанные со значительным увеличением промежуточного оборудования для растворения и выдержки при приготовлении добавки тиокарбамида, и потребует неоправданного дополнительного расхода энергоресурсов для поддержания необходимой температуры раствора.

Уменьшение в предлагаемом способе количества ионов меди в сульфатном медном растворе менее чем необходимо для обеспечения нижнего предела предлагаемого диапазона отношений ионов меди и серы, содержащейся в тиокарбамиде, равного 20-600, приведет к образованию ограниченно растворимых соединений, затрудняющих исполнение способа и способных негативно повлиять на процесс электролитического рафинирования меди.

Уменьшение ниже 40°С температуры раствора, поддерживаемой при предварительном растворении и выдержке раствора тиокарбамида, не позволит достичь поставленной цели, а именно в результате электролитического рафинирования получить катодную медь, характеризующуюся гладкой поверхностью и мелкокристаллической структурой при снижении расхода тиокарбамида, используемого в числе комплекса добавок ПАВ.

Увеличение выше 70°С температуры раствора, поддерживаемой при предварительном растворении и выдержке раствора тиокарбамида, приводит к его разложению, что отрицательно влияет на поверхностно-активные свойства и не позволит достичь поставленной цели, а именно в результате электролитического рафинирования получить катодную медь, характеризующуюся гладкой поверхностью и мелкокристаллической структурой, при снижении расхода тиокарбамида, используемого в числе комплекса добавок ПАВ.

Уменьшение продолжительности предварительной выдержки менее 10 часов не позволит достичь поставленной цели, а именно в результате электролитического рафинирования получить катодную медь, характеризующуюся гладкой поверхностью и мелкокристаллической структурой, при снижении расхода тиокарбамида, вводимого в числе комплекса добавок ПАВ.

Увеличение продолжительности предварительной выдержки раствора тиокарбамида более 70 часов создает трудности исполнения, связанные со значительным увеличением промежуточного оборудования для приготовления раствора тиокарбамида, и потребует неоправданного дополнительного расхода энергоресурсов для поддержания необходимой температуры раствора.

Сведений об известности отличительного признака предлагаемого технического решения при изучении патентной и технической литературы не выявлено, что свидетельствует о соответствии заявляемого объекта критерию «изобретательский уровень».

Способ осуществляется следующим образом.

Тиокарбамид предварительно растворяют при температуре 40-70°С в сульфатном растворе меди при массовом отношении ионов меди и серы, содержащейся в тиокарбамиде, равном 20-600, и выдерживают раствор тиокарбамида при температуре 40-70°С в течение 10-70 часов. Приготовленный раствор вводят в числе других растворов, входящих в комплекс добавок ПАВ, в поток электролита, поступающего в электролизные ванны для осуществления процесса электролитического рафинирования меди.

Процесс электролитического рафинирования меди осуществляется следующим образом. В электролизные ванны на токоподводящие анодную и катодную шины завешивают соответствующие электроды. В качестве анодов используют литые пластины из меди огневого рафинирования, в качестве катодов - тонкие листы из электролитной меди (основа) или матрицы из титана (или нержавеющей стали). На электролизную ванну подают постоянный электрический ток из расчета катодной плотности тока 250-360 А/м2 .

Электрохимическое растворение медных анодов и катодное осаждение меди из сульфатного электролита осуществляют при его постоянной циркуляции и температуре 60-65°С.

Эффективность способа оценивается по результатам электролиза в части удельного расхода электроэнергии и получения катодной меди, имеющей гладкую поверхность, мелкокристаллическую структуру, низкое содержание серы и высокое значение спирального удлинения, характеризующего прокатываемость меди. Предлагаемый способ описан в конкретных примерам и таблице 1.

Пример 1 (таблица 1, опыт 1) - реализация способа прототипа.

Заданные количества добавок ПАВ, рассчитанные по расходу, г/тCu: клея - 70 (1,6 г/дм3 ); продукта конденсации тиокарбамида (тиомочевины) и аминоамидов жирных кислот - 85 (2,0 г/дм3) растворяли в дистиллированной воде при температуре 70°С. Приготовленные растворы каждого ПАВ вводили в сульфатный электролит для электролитического рафинирования меди, поступающий в электролизную ванну. Для опыта использовали сульфатный электролит следующего состава, г/дм3: меди - 50-55; никеля - 19-22; серной кислоты - 155-161; хлор-иона - 0,045-0,050.

Электролитическое рафинирование меди осуществляли на лабораторной установке, состоящей из электролизной ванны емкостью 4 дм3 и напорного бачка емкостью 10 л. Ванну обеспечивали индивидуальной системой циркуляции и оборудовали анодной и катодной шинами, подключенными через лабораторный автотрансформатор (ЛАТР) к выпрямителю ВСА-5. На катодную и анодную шины электролизной ванны на расстоянии 4 см завешивали один катод, два медных анода и пропускали постоянный ток. Катодная плотность тока составляла 310 А/м2. Добавки ПАВ в течение испытаний вводили с равной периодичностью. В течение эксперимента поддерживали температуру электролита 60-65°С, скорость циркуляции 4 дм 3/ч. Продолжительность эксперимента составляла 94 часа.

В результате электролитического рафинирования получили катодную медь, характеризующуюся следующими показателями:

- мелкокристаллической структурой;

- наличием мелких округлых наростов;

- содержанием серы - 10 г/т;

- низким показателем спирального удлинения, равным 368 мм.

Удельный расход электроэнергии составил 336 кВт·ч/тCu.

Пример 2 (таблица 1, опыт 2) - реализация способа-прототипа.

Эксперимент осуществляли при тех же условиях, что и пример 1. Пример 2 отличался от примера 1 расходом продукта конденсации тиокарбамида (тиомочевины) и аминоамидов жирных кислот на тонну катодной меди, который составлял - 200 (5,0 г/дм3).

В результате электролитического рафинирования получили катодную медь, характеризующуюся следующими показателями:

- мелкокристаллической структурой;

- незначительной бороздчатостью;

- содержанием серы - 12 г/т;

- спиральным удлинением, равным 351 мм.

Удельный расход электроэнергии составил 371 кВт·ч/тCu.

Пример 3 (таблица 1, опыт 3) - реализация способа прототипа

Эксперимент осуществляли при тех же условиях, что и пример 1. Пример 3 отличался от примера 1 расходом продукта конденсации тиокарбамида (тиомочевины) и аминоамидов жирных кислот на тонну катодной меди, который составлял - 200 (5,0 г/дм3), и концентрацией никеля (25 г/дм3) и серной кислоты (120 г/дм3).

В результате электролитического рафинирования получили катодную медь, характеризующуюся следующими показателями:

- мелкокристаллической структурой;

- незначительной бороздчатостью;

- содержанием серы - 14 г/т;

- низким показателем спирального удлинения, равным 339 мм.

Удельный расход электроэнергии составил 445 кВт·ч/т Cu.

Пример 4 (таблица 1, опыт 4) - реализация заявляемого способа

Эксперимент по электролитическому рафинированию меди осуществляли при тех же условиях, что и пример 1. Пример 4 отличался от примера 1 введением в качестве добавок растворов ПАВ, рассчитанных по расходу, г/тCu: клея - 70 и тиокарбамида - 30 г. При этом раствор тиокарбамида предварительно приготавливали.

Тиокарбамид растворяли при температуре 40°С в сульфатном растворе меди при массовом отношении ионов меди и серы, содержащейся в тиокарбамиде, равном 20, и выдерживали раствор тиокарбамида при температуре 40°С в течение 10 часов.

Приготовленный раствор вводили в числе других растворов, входящих в комплекс добавок ПАВ, в поток электролита, поступающего в процессе электролитического рафинирования меди в электролизные ванны при осуществлении процесса электролитического рафинирования меди.

Добавки ПАВ в течение испытаний вводили с равной периодичностью. В течение эксперимента поддерживали температуру электролита 60-65°С, скорость циркуляции 4 дм3/ч. Продолжительность эксперимента составляла 94 часа.

В результате электролитического рафинирования получили катодную медь, характеризующуюся следующими показателями:

- мелкокристаллической структурой и гладкой поверхностью катода;

- содержанием серы - 6 г/т;

- высоким показателем спирального удлинения, равным 419 мм.

Удельный расход электроэнергии составил 284 кВт·ч/тCu.

Пример 5 (таблица 1, опыт 5) - реализация заявляемого способа

Эксперимент осуществляли при тех же условиях, что и пример 4. Пример 5 отличался от примера 4 условиями подготовки раствора тиокарбамида.

Подготовка раствора тиокарбамида содержала следующие операции:

- растворение при температуре 70°С в сульфатном растворе меди при массовом отношении ионов меди и серы, содержащейся в тиокарбамиде, равном 600;

- выдержку приготовленного раствора в течение не более 70 часов при температуре 70°С.

В результате электролитического рафинирования получили катодную медь, характеризующуюся следующими показателями:

- мелкокристаллической структурой и гладкой поверхностью катода;

- содержанием серы - 5 г/т;

- высоким показателем спирального удлинения, равным 424 мм.

Удельный расход электроэнергии составил 300 кВт·ч/тCu.

Пример 6 (таблица 1, опыт 6) - реализация заявляемого способа

Эксперимент осуществляли при тех же условиях, что и пример 4. Пример 6 отличался от примера 4 условиями подготовки раствора тиокарбамида.

Подготовка раствора тиомочевины содержала следующие операции:

- растворение при температуре 60°С в сульфатном растворе меди при массовом отношении ионов меди и серы, содержащейся в тиокарбамиде, равном 300;

- выдержку приготовленного раствора в течение 24 часов при температуре 60°С.

В результате электролитического рафинирования получили катодную медь, характеризующуюся следующими показателями:

- мелкокристаллической структурой и гладкой поверхностью катода;

- содержанием серы - 4 г/т;

- высоким показателем спирального удлинения, равным 431 мм.

Удельный расход электроэнергии составил 292 кВт·ч/т Cu.

Пример 7 (таблица 1, опыт 7) - реализация за пределами диапазона заявляемого способа

Эксперимент осуществляли при тех же условиях, что и пример 4. Пример 7 отличался от примера 4 условиями подготовки раствора тиокарбамида.

Подготовка раствора тиомочевины содержала следующие операции:

- растворение при температуре 30°С в сульфатном растворе меди при массовом отношении ионов меди и серы, содержащейся в тиокарбамиде, равном 18;

- выдержку приготовленного раствора в течение 8 часов при температуре 30°С.

В результате электролитического рафинирования получили катодную медь, характеризующуюся следующими показателями:

- наличием мелких дендритных наростов на поверхности катода;

- содержанием серы - 8 г/т серы;

- спиральное удлинение было равно 348 мм.

Удельный расход электроэнергии составил 314 кВт·ч/тCu.

Полученные результаты, а именно снижение качества катодной меди по внешнему виду, увеличение содержания в ней серы, снижение физико-механического показателя спирального удлинения и увеличение удельного расхода электроэнергии относительно примеров 4-6, показывают, что условия подготовки тиокарбамида не являются оптимальными.

Пример 8 (таблица 1, опыт 8) - реализация способа за пределами заявляемого диапазона.

Эксперимент осуществляли при тех же условиях, что и пример 4. Пример 8 отличался от примера 4 условиями подготовки раствора тиокарбамида.

Подготовка раствора тиомочевины содержала следующие операции:

- растворение при температуре 80°С в сульфатном растворе меди при массовом отношении ионов меди и серы, содержащейся в тиокарбамиде, равном 650;

выдержку приготовленного раствора в течение 80 часов при температуре 90°С.

Использование, в данном случае, значительной величины массового отношения ионов меди и серы, содержащейся в тиокарбамиде, привело к неоправданному увеличению объемов раствора тиокарбамида при соответственном увеличении промежуточных емкостей и к значительному увеличению продолжительности работы оборудования (термостата), поддерживающего заданную температуру раствора.

В результате электролитического рафинирования получили катодную медь, характеризующуюся следующими показателями:

- наличие мелких дендритных наростов;

- содержание серы составило 9 г/т серы;

- спиральное удлинение было равно 343 мм.

Удельный расход электроэнергии составил 324 кВт·ч/т Cu.

Результаты эксперимента, а именно снижение качества катодной меди по внешнему виду, снижение физико-механического показателя спирального удлинения и увеличение удельного расхода электроэнергии относительно примеров 4-6, подтверждают, что используемые в данном примере условия подготовки тиокарбамида не являются оптимальными.

Согласно полученным экспериментальным данным (опыты 4-6) предлагаемый способ по п.1 или п.2 приготовления электролита для электролитического рафинирования меди в присутствии комплекса поверхностно-активных веществ, в числе которых используют тиокарбамид, включающий его предварительную обработку сульфатным раствором меди, действительно является эффективным. Осуществление способа подготовки электролита для электролитического рафинирования меди по примерам 4-6 позволяет повысить качество катодной меди, уменьшить содержание серы в ней, улучшить показатель спирального удлинения, характеризующий пригодность катодной меди для производства катанки методом непрерывного литья и проката, и снизить на 18-57% удельный расход электроэнергии на производство катодной меди относительно прототипа (примеры 1-3). Представленные результаты экспериментов подтверждают, что выбранные границы для условий подготовки электролита в предлагаемых формулой пределах являются правильными.

При выходе значений параметров подготовки электролита за пределы заявленных диапазонов (опыты 7-13) основные технологические показатели ухудшаются, приближаясь к результатам, получаемым по способу-прототипу. Этим подтверждается, что выбранные границы для условий подготовки электролита в предлагаемых формулой пределах являются правильными.

Таким образом, технический результат, достигаемый использованием предлагаемого способа, заключается в следующем:

- в повышении качества катодной меди по внешнему виду, химическому составу и физико-механическим показателям, в частности по величине спирального удлинения, связанного со снижением содержания в ней серы;

- в снижении на 18-57% удельного расхода электроэнергии на производство катодной меди.

Таблица 1 
Результаты лабораторных испытаний по электролитическому рафинированию меди 
Условия опытов: катодная плотность тока - 310 А/м2; температура электролита - 60-65°С; продолжительность каждого опыта - 94 ч; скорость циркуляции - 4 дм3/ч; состав электролита, г/дм3: меди - 50-55; никеля - 19-22; серной кислоты - 155-161; хлор-иона - 0,045-0,050. 
№ опыта Дополнительное* ПАВ Условия подготовки тиокарбамида в сульфатном растворе меди Содержание серы в катодной меди, г/т Спиральное удлинение, мм Среднее напряжение на ванне, В Выход по току, % Удельный расход электроэнергии, кВт·ч/т Характеристика катодных осадков по внешнему виду 
Наименование Расход, г/ICu (г/дм 3) Отношение Cu2+ /SCS(NH2)2 Продолжительность, ч Температура, °С 
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 
1 ТАЖ*** 85(2) 10 368 0,39 98,0 336 Наличие мелких округлых дендритных наростов 
2 200(5) 12 351 0,43 97,8 371 Мелкокристаллическая структура, незначительная бороздчатость 
3** 200 (5) - - - 14 339 0,51 96,7 445 Тоже 
4 Тиокарбамид 30(0,7) 20 10 40 6 419 0,33 98,1 284 Мелкокристаллическая структура, гладкая поверхность 
5 30 (0,7) 600 70 70 5 424 0,35 98,3 300 Тоже 
6 30 (0,7) 300 24 50 4 431 0,34 98,2 292 " 
7 30 (0,7) 18 8 30 8 348 0,36 96,8 314 Наличие мелких округлых наростов 
8 30 (0,7) 650 80 80 9 343 0,37 96,4 324 Тоже 
9 30 (0,7) 18 80 80 18 305 0,40 95,4 354 Наличие мелких округлых наростов 
10 30 (0,7) 18 8 60 16 350 0,38 95,8 334 Наличие мелких округлых наростов 
11 30 (0,7) 18 10 30 11 328 0,36 96,0 316 Наличие мелких округлых наростов, рыхловатая в верхней части 
12 30 (0,7) 650 80 60 5 422 0,35 97,8 302 Мелкокристаллическая структура, гладкая поверхность 
13 30 (0,7) 650 24 80 11 338 0,37 96,9 322 Мелкокристаллическая структура, наличие редких мелких округлых наростов 
* - в качестве одного из (дополнительного) ПАВ вводили или тиокарбамид, или продукт конденсации тиокарбамида (тиомочевины) и аминоамидов жирных кислот (ТАЖ); 
** - в опыте использовали электролит рекомендуемого в прототипе состава, г/дм3 : меди - 50; никеля - 25; серной кислоты - 120. 


Используемые источники

1. Отчет по научно-исследовательской работе // Интенсификация и совершенствование процесса электрорафинирования меди на НГМК. Этап 1. Совершенствование и интенсификация процесса электрорафинирования меди на прямом токе / № гос. регистрации 79061613 / Москва - 1979 - с.31.

2. Технологическая инструкция производства электролитной меди ТИ 14.55-46-99. Срок введения 01.09.98 - с.48.

3. Патент ПНР, кл.40 с1 / 16, / С 22 D 1/16, №66979, заявл. 10.04.69, опубл. 31.03.73 г.

4. SU 907088 А (БУГАЕВА А.В. и др.), 23.02.1982.




ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


1. Способ приготовления электролита для электролитического рафинирования меди, включающий введение в сульфатный электролит комплекса поверхностно-активных веществ, в числе которых вводят тиокарбамид, с предварительным растворением тиокарбамида, отличающийся тем, что тиокарбамид растворяют в сульфатном растворе меди при массовом отношении ионов меди и серы, содержащейся в тиокарбамиде, равном 20-600 при температуре 40-70°С и выдерживают при температуре 40-70°С в течение 10-70 ч.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве сульфатного раствора меди при обработке тиокарбамида используют исходный электролит.


ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян

Независимый научно технический портал
Устройства и способы извлечения цветных, редкоземельных и благородных металлов






СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска: "и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+извлечение -золота".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "золото" будут найдены слова "золотой", "золотое" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("золото!").




Рейтинг@Mail.ru