способ получения основного карбоната меди

Формула изобретения

Способ получения основного карбоната меди электролизом водного раствора соли с медными электродами, отличающийся тем, что процесс осуществляют в растворе бикарбоната натрия с концентрацией бикарбоната натрия 0,3 М при плотности тока 0,025 А/см² и под давлением 0,5-0,7 МПа за счет реверсирования тока.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области химии, в частности к способам получения карбонатов металлов электролизом, и может быть использовано для получения основного карбоната меди - малахита Сu₂(ОН)₂СО₃.

Известен способ получения углекислых солей металлов путем анодного растворения соответствующего металла в растворе электролита, насыщенного диоксидом углерода под давлением. Согласно этому способу никель, цинк, медь и др. металлы подвергают анодному растворению в водном растворе, насыщенному под давлением двуокиси углерода 1,0 МПа при плотности тока 1000-1500 А/см² [RU 2096527, С 25 В 1/00, опубликованный 07.08.1997 на 3 стр.]

Недостатком данного способа является то, что для получения целевого продукта расходуется большое количество электрической энергии.

Наиболее близким по технической сущности является электрохимический способ получения основной углекислой соли меди (SU 1033575, С 25 В 1/00, опубликованный 07.08.1983 на 3 стр.). Процесс идет путем анодного растворения меди в водном растворе карбоната аммония и хлорида аммония при наложении постоянного тока. Одновременно проводится непрерывный барботаж двуокиси углерода.

Недостатком изобретения, принятого за прототип, является сложность и неэкономичность процесса.

Задача предлагаемого способа - расширение арсенала технических средств получения углекислых солей металлов.

Технический результат заключается в доступности и экономичности способа.

Технический результат достигается тем, что способ осуществляется электролизом водного раствора соли с медными электродами, при этом процесс идет в растворе бикарбоната натрия с концентрацией бикарбоната натрия 0,3 М при плотности тока 0,025 А/см² и под давлением 0,5-0,7 МПа за счет реверсирования тока.

Процесс осуществляется в автоклаве с двумя медными электродами при концентрациях бикарбоната натрия 0,1-0,3 М без диафрагмы и без корректировки содержания карбонат-ионов.

Электролитом является бикарбонат натрия, насыщенный диоксидом углерода под давлением 0,5-0,7 МПа для поддержания постоянной концентрации электролита и для нейтрализации образующейся щелочи на катоде. На электроды подается внешнее напряжение и через определенные промежутки времени проводится реверсирование тока.

Электролиз проводится в автоклаве с двумя изолированными медными электродами. В автоклав помещен стеклянный стакан с 0,3 М раствором бикарбоната натрия. Раствор электролита насыщается диоксидом углерода под давлением 0,5-0,7 МПа. При замыкании цепи устанавливается плотность тока 0,025 А/см и через каждые 15 минут проводится реверсирование тока для предотвращения полной пассивации анода. Выход составляет 98%.

При уменьшении концентрации раствора фонового электролита плотность тока увеличивается, что ведет за собой большой расход электроэнергии.

При протекании внутреннего электролиза медный анод растворяется, на медном катоде выделяется водород, а затем при реверсировании тока происходит смена полярности электродов, благодаря чему не происходит пассивация анода, в растворе образуется основной карбонат меди.

Способ можно реализовать как в лабораторных, так и в промышленных масштабах.

Предлагаемый способ обладает рядом преимуществ:

- экономичность процесса за счет уменьшения плотности электрического тока;

- способ реализует постоянное образование целевого продукта;

- простота и доступность технологии;

- образование дополнительного ценного компонента - водорода под давлением.

Таким образом, изложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного изобретения следующей совокупности условий:

- способ при его осуществлении предназначен для использования не только в лабораторных, но и в промышленных условиях;

- для заявленного способа в том виде, как он охарактеризован в независимом пункте изложенной формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке средств и методов.