Хром тотығымен мыс электролитінен сүрмені тұндыру

Жұмыс түрі: Дипломдық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 51 бет
Таңдаулыға:

Қазақстан Республикасы Білім және ғылым министрлігі

Академик Е.А. Бөкетов атындағы
Қарағанды мемлекеттік университеті

Аленхан М.Ж.

Мыс электролитін хром тотығымен тазалау

ДИПЛОМДЫҚ ЖҰМЫС

5В072000 - Бейорганикалық заттардың химиялық технологиясы мамандығы

Қарағанды 2017
Қазақстан Республикасы Білім және ғылым министрлігі

Академик Е.А. Бөкетов атындағы
Қарағанды мемлекеттік университеті

Қорғауға жіберілді
Химиялық технология және
мұнайхимия кафедрасының меңгерушісі
х.ғ.д., профессор М.И. Байкенов

ДИПЛОМДЫҚ ЖҰМЫС
Тақырыбы:Мыс электролитін хром тотығымен тазалау

5В072000 - Бейорганикалық заттардың химиялық технологиясы мамандығы

Орындаған: М.Ж.Аленхан

Ғылыми жетекшісі:
х.ғ.к., доцент Н.Ж. Рахимжанова

Қарағанды 2017

[Введите цитату из документа или краткое описание интересного события. Надпись можно поместить в любое место документа. Для изменения форматирования надписи, содержащей броские цитаты, используйте вкладку "Средства рисования".]

Қысқартылған сөздер
АҚ
акционерлік қоғам
ТЫДЖ
тәжірибені ықтималды-детерменді жоспарлау;
ИҚ
инфрақызыл
РФА
рентген фазалық анализ
R
сызықтық емес көптік корреляция коэффициенті;
tR
сызықтық емес көптік корреляция коэффициентінің маңыздылғы;
ТМЕ
тұндырғышты мөлшерлеу еселігі;
СЕККК
сызықтық емес көптік корреляция коэффициенті;
Сн.б.мм
сынап бағана миллиметрі
Мазмұны

Кіріcпе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
6
1
Мыстың, сүрменің және хромның физика-химиялық қасиеттері және олардың электрохимиялық үдерістегі іс-әрекеті ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ...

9
1.1
Мыстың физика-химиялық қасиеттері ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ...
9
1.2
Хромның физика-химиялық қасиеттері ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ...
13
1.3
Сүрменің физика-химиялық қасиеттері ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ...
17
1.4
Мыс электролиті ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
21
1.5
Мысты қоспалардан тазарту ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
24
1.6
Анодты және катодты үрдістер ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
27
2
Хром тотығымен мыс электролитінен сүрмені тұндыру ... ... ... ... ... ... ..
33
2.1
Е-рН диаграммасын тұрғызу әдістемесі ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ...
33
2.2
Нәтижені математикалық өңдеу ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
34
2.3
Cr-Sb-H2O жүйісінің EpHдиаграммасы ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ...
39
2.4
Мыс электролитінен сүрмені анықтау әдістемесі ... ... ... ... ... ... . ... ... ...
42
2.5
Хромды тұндырғыш арқылы мыс электролитіненсүрмені тұндыру ... ..
44
Қорытынды ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .

Пайдаланылған әдебиеттер тізімі ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .

Кіріспе

Дипломдық жұмыc тақырыбының маңыздылығына негіздеме.Қазіргі таңда ауыр металдар металлургия облысы бойынша Қазақстан әлемдегі ең ірі мемлекеттің бірі болып табылады. Мыс шығару бойынша мемлекетіміз ғаламшардағы мемлекеттердің бірінші ондығына кіреді. Қазақстанның нақты мыс қоры 37 млн.т (әлемдік қорда 5,5 % -дан) деп есептеледі.
Мыс - өте бағалы және ең көп таралған түсті металлдардың бірі. Мыстың өте маңызды және кеңінен таралған қасиеті - жоғары жылу өткізгіштігі мен электр кедергісінің аз болуы.
Дамып келе жатқан халықтық шаруашылықта, бірінші ретте, электротехникалық өнеркәсіпте, көлік жасауда тазалығы жоғары тазартылған мыс пен басқа металлдың көптеген мөлшері қажет. Сондықтан, мұндай маңызды түсті металлургия саласындағы технологиялық деңгейдің өсуі мен жаңа инновациялық процесстерді үйрену, біздің республикамыз үшін маңызды стратегия болып табылады. Қазіргі таңда электрлі тазартылған мыстың тәжірибиесіне, пайдаланылған құрал-жабдық пен электролиз процессінің технологиясына қатысты көптеген жетілдірулер енгізілді. Әрі қарай өнімділіктің өсуі катодты мыстың сапасын төмендете алатын, электроэнергияның шығынын көбейтетін және анодтың пассивтелуін шақыра алатын, зиянды қоспалардан электролитті тазартумен тығыз байланысты.
Мысты электрорафинирлеу үрдісінің интенсификациясы шикізат сапасының төмендеуі мен тауарлы өнімнің талаптарының артуына байланысты мыс электролитінен сүрме сияқты зиянды қоспалардан тазалау технологиясын жаңдандыруды қажет етеді.
Мыс электролизі үрдісі кезінде электролитте сүрменің жинақталуы катодты тұнбаның ластануы мен өңдіруге шығарылатын электролит көлемінің арттыру қажеттілігіне әкеп соқтырады. Сондықтан түсті металлургия саласында сапалы өнім алу мақсатында мысты электрорафинирлеу ерітіндісінен сүрмені бөліп алу мәселесі өте өзекті болып табылады. Мысты электролитті рафинирлеу кезінде электрод потенциалдарының жақын болуына байланысты сүрме зиянды қоспа болып есептелінеді. Берілген зиянды қоспаларды бөліп алудың тиімді әдісіне олардың арсенат сияқты аз еритін қосылыстары түрінде бөліп алу жатады.
Тоқтың тығыздығының өсуі, коунрадтық кеннің сапасының төмендеуі мен әкелінген анодтық мыстың кірісінде мышьяк, сүрме және т.б. қоспалардың көп болуы электролитте осы қоспалардың біраз жинақталуына алып келеді. Бұл жағдай үрдістің техникалық-экономикалық көрсеткіштерін төмендетіп және шығарылатын заттың сапасын нашарлатады.
Біздің мемлекетіміздің экономикалық даму бағдарламасына байланысты, түсті металлургия өнеркәсіптерінің қалдықтарын пайдалану мен оларды әрі қарай қолдану - негізгі бағыттардың бірі болып табылады. Әдетте, мыс өнеркәсібінде сүрмені технологиялық циклден аз уытты және тұрақты байланыс түрінде шығару қиын. Қайта өңдеу кезінде шикізатты қолдану кешені жоғары болуын талап ететін құрамында сүрмесі бар заттар, өндірістегі әртүрлі өнеркәсіптердің арасында да айналып жүреді, жеке зауыттардың ішіндегі негізгі бөлісулердің арасында да жүреді. Бұл технологияның бұзылуы мен құнды материалдардың жоғалуына, қоршаған ортаның ластануына әкеп соғады. Сақтау немесе көмудің керекті шарттарының бірі - олардың қоршаған ортаға әсер етуі (оттек, әр түрлі суды тотықтандыратын және тотықсыздандыратын), себебі сүрмесі бар қатты заттар кеңінен тарала алмайды және қалдық қоймасына немесе үйіндіге қарай бағытталады.
Cүрме секілді қосылыстар, пайдаға жарайтын қымбат тұратын компоненттердің қатарына жатпайды, сондықтан, металлургия кәсібінің қалдықтарына, өнеркәсіптік аймақтардың табиғи қоршаған ортасына кіреді. Сонымен қатар, мышьяк, сүрмесі бар шикізаттардан тұратын металдардың өндірісінің экологиялық қорлардың қырларын қарастыруда маңызды болып, элементтің микроқоспасының жүрісін зерттеу ғана емес, сондай-ақ сыртқы ортада осы элементтердің келесі жүрісі мен шикізаттың деарсинациясының салдарын зерделеу.
Шешілетін ғылыми мәселенің қазіргі жағдайын бағалау. Cүрменің металлургиядағы жағдайы мен олардың кәсіптік аймақтардағы экологиялық мәселеге әсер етуін, қазіргі таңда оның металлға, шлаққа, газға өтетін көлемі анықталады. Осы сәттен кейін осы қоспалардың техносаладағы жолы басталады. Бірақ бұл жайлы дерек өте аз. Әдетте, мыс концентраттарында сүрменің құрамы бірнеше жүздеген пайызды, тек кейбір кезде ондық бөлшектерді құрайды. Онықайта өңдеу кезінде сүрмені, қалпына келтіретін көмір мен содасы бар балқыту арқылы шығарады. Мысты-сүрме концентраты бар осы салыстырмалы элементтерді гидрометаллургиялық әдіспен қайта өңдейді.
Ғылыми жаңалығы мен тәжірибелік маңызы. Мыс электролитіносы зиянды қоспалардан тазарту технологиясын жасап шығару өте өзекті зерттеу болып табылады. Осы дипломдық жұмыс - мыс электролитінен хром қосылысының көмегімен зянды қлспадан, оның ішінде сүрмеден тазарту мүмкіндігін тексеруге арналған, яғни алғаш рет кеңінен таралған минерал және көптеген жағдайда өнеркәсіптің қалдығы болатын мыс электролиттерінен сүрмені хром тотығы арқылы шығару зерттелді.
Дипломдық жұмыcтың зерттеудегі мақcаты хром тотығымен мыс электролитінен сүрменің тұну үрдісін зерттеу болып табылады.
Дипломдық жұмыcтың міндеттері:
әдеби деректерге шолу жасау: сүрменің физика-химиялық қасиеті, олардың электрохимиялық үрдістегі жағдайы.
тазартылған мыс электролитінен тәжірибенің ықтималды- детерминделген жоспарлауын пайдалана отырып Sb тұндыруын зерттеу.
Sb хром тотығымен тұндыруының тиімді шарттарын анықтау.
Дипломдық жұмыcтың зерттеу ныcаны: Балқаш қаласындағы Қазақмыс АҚ мыс электролиті.
Тәжірибеден алынған зерттеулердің нәтижесі түстіметалдарды өңдеу өндірістерінде қолданылуы мүмкін.
Дипломдық жұмыcта жазудың теориялық және әдіcнамалық негізі. Әдеби шолу мен әдеби деректердің анализі монографиялардың, мерзімді ғылыми баспалардың негізінде өткізілген. Сүменің сандық анализі белгілі және құрастырылған фотоколориметрлік әдістің негізінде жасалған.
Тәжірибелік базасы. Зертханалық зерттеулер Е.А.Бөкетов атындағы ҚарМУ базасында, химия факультетінің химиялық технология және мұнайхимия кафедрасы, түсті металлдар технологиясының зертханасында жүргізілді.

Мыстың, сүрменің және хромның физика-химиялық қасиеттері және олардың электрохимиялық үдерістегі іс-әрекеті

1.1 Мыстың физика-химиялық қасиеттері

Жер қыртысындағы массасы бойынша мыстың мөлшері 4,7∙10-3% құрайды. Табиғатта тұрақты екі изотобы бар: 63Cu және 65Cu. Бірнеше радиоактивті изотоптары да кездеседі. Ең көп сақталынатын изотобы 64Cu, оның жартылай ыдырау периоды 12,7 сағ. Мыстың әртүрлі құймалары белгілі: мырыш пен жез, қола мен қалайы, мельхиор мен никель, бабит пен қорғасын және тағы басқа. Негізгі минералдары: халькопирит, халькозин, ковеллин, малахит, азурит.
Мыстың негізгі физика-химиялық қасиеттері кесте 1-де берілген [1].

1 кесте
Мыстың физика-химиялық қасиеттері

Балқу температурасы:
1083°C
Қайнау температурасы:
2543°C
Ерігіштігі (г100 г еріткіштенемесе сипаттамасы):
Су(30°C)
0,0000165
Балқытылған литий(700°C)
400 (жасытылған)
Балқытылған натрий(700°C)
0,017
Сынап(18°C)
0,0032
Бринелль бойынша қаттылығы (МПа):
400 (жасытылған)
Жылуөткізгіштігі (Вт(м·К)):
385,2 (0 С)
Меншікті электромагниттік сезімталдылығы (мОм·м):
0,155 (0°C)
Меншікті электромагниттік сезімталдылығы (мОм·м):
2,15 (1100°C)
Стандартты электродтық потенциал:
Cu2+ + 2e- -- Cu, E = -0,28 (ацетонитрил, 25°C)
Cu2+ + 2e- -- Cu, E = -0,14 (құмырсқа қышқылы, 25°C)
Cu2+ + e- -- Cu+, E = 0,153 (су, 25°C)
Cu2+ + 2e- -- Cu, E = 0,21 (этанол, 25°C)
Cu2+ + 2e- -- Cu, E = 0,338 (су, 25°C)
Cu2+ + 2e- -- Cu, E = 0,43 (сұйық аммиак, 25°C)
Cu2+ + 2e- -- Cu, E = 0,49 (метанол, 25°C)

1 кестенің жалғасы

Беттік сығылу ( мНм):
1120 (1140°C)
Тұрақты қысымдағы меншікті жылусыйымдылығы (Джг·K):
0,384 (20°C)
Заттың стандартты энтропиясы S (298 К, Дж(моль)):
33,15 (қ)
Стандартты мольдық жылусыйымдылығы
Cp (298 К, Дж(моль·K)):
24,4 (қ)
Меншікті электр кедергісі (20℃) мкОм∙ см
1,673
Балқу энтальпиясы ΔHбалқу (кДжмоль):
13
Қайнау энтальпиясы ΔHқайнау (кДжмоль):
302
Стандартты түзілу энтальпиясы ΔH (298 К, кДжмоль):
338 (г)
Стандарттызаттың энтропиясы S (298 К, Дж(моль·K)):
166,3 (г)
Стандартты мольдық жылусыйымдылығы
Cp (298 К, Дж(моль·K)):
20,8 (г)

Техникалық мыс қызғылт-сары түсті, жұмсақ металл. Ауада жылдам тотығып, ашық қызыл-сары рең береді. Мыс жұқа түрінде көгілдір-жасыл түске ие. Мыс куб тәріздес көпбұрышты торшадан құралған: α = 0,36150 нм, 8,96 гсм3 (20℃) құрайды. Мыс өте жоғары жылу және электр өткізгіштігімен (электрөткізгіштігі бойынша күмістен кейін 2 орында, 200°C температурада өткізгіштігі 55,5-58МСмм) белгілі (кесте 2) [2].

2 кесте
Мыс ионының радиустары(нм)

Ион
Н.В. Белов пен Г.Б. Бокий бойынша
В.М. Гольшмидт бойынша
Л.К. Полинг бойынша
Cu+
0,098
0,095
0,096
Cu2+
0,080
0,070
-

Мыстың меншікті жылусыйымдылығы 25°C температурада 0,0918калг тең, қатты мыстың атомдық жылусыйымдылығы 01083°C аралығындағы барлық температураларда келесі теңдеумен анықталады:

Cp=5,44+1,462∙10-3T(1)
Мыстың атомдық балқу жылуы 1083°C температурада 3110калг тең және меншікті балқу жылуы 48,9 калг тең. 10001083°C температураларда мыстың булану жылуы әр түрлі деректерге сүйенеді: 75000 бастап 120000калг∙ат дейін (немесе 1180 бастап 1882 калг дейін). Булану жылуының температурға тәуелділігін анықтау үшін келесі формуланы қолданады:

γ=88500-2,78T (2)

Мыстың әр түрлі температураларда жылуұстағыштығы кесте 3-те келтірілген. 600°К температураға дейін нәтижелердің есептеу формуласы:

∆H0=0TCp=αT (3)

3 кесте
Мыстың атомдық жылусыйымдылғы және жылуұстағыштығы, калг-ат

t, °C
T, °K

∆Н
-263,2
10
0,00
0,039
- 173,2
100
3,80
158
- 73,2
200
5,30
628
- 3,2
270
5,74
1018
26,8
300
5,84
1191
126,8
400
6,00
1784
226,8
500
6,15
2392
326,8
600
6,24
3012

20°C температурада мыстың жылуөткізгішітгі 0,910 калсм∙сек∙град құрайды. Мыстың жылуөткізгіштігінің температураға тәуелділігінің өзгеруі кесте 4-те келтірілген.

4 кесте
Мыстың әр түрлі температуралдардағы жылуөткізгіштігі

t, °C
Жылуөткізгіштігі, калсм∙сек∙град
t, °C
Жылуөткізгіштігі, калсм∙сек∙град
0
0,912
300
0,879
20
0,910
400
0,867
100
0,901
500
0,856
200
0,89
600
0,845

Мыстың меншікті магниттік сезімталдылығы 0,085∙10-6 тең. Сонымен қатар еківалентті мыстың электрохимиялық эквиваленті 1,186 гА∙сағ тең.
Таза мыстың 20°C температурада серпімділік модулі 9900 кгмм2 тең, және бұл шама механикалық өңдеу және күйдіру кезінде 1270013500 кгмм2 дейін өседі. Электролиттік мыстың 20°C температурада сығылғыштығы 0,73∙10-6 кгсм2 тең. Созылған таза мыстың серпімділігінің шегі = 21,8 и = 31,7кгмм2 болады. Бұл шама мысты балқыту және өңдеу әдістерінде едәуір өзгерістерге ұшырайды [3].
Ауада ылғалсыз және диоксид көмірсутегі болмаған жерде өзгермейді. Су қосылған тұзқышқылымен әрекеттеспейді. Оттегі қоспасының нәтижесінде ерітіндіге айналады. Мыс концентрленген күкірт және азот қышқылымен, патша арағымен, оттегімен, галогендермен, халькогендермен, металл емес оксидтерімен тотығады. Қыздыру нәтижесінде галогенсутектермен әрекеттеседі.
Мыс ылғалды ауада негізгі мыс карбонатын(II) құрап, тотығады:

{\displaystyle ~\mathrm {2Cu+H_{2}O+CO_{2}+O_{2}\longrighta rrow \ Cu_{2}CO_{3}(OH)_{2}\downarrow } }2Cu+O2+СО2+Н2О=Cu(ОН)2∙CuСО3

Мыс концентрленген суық күкірт қышқылымен әрекеттеседі:

{\displaystyle ~\mathrm {Cu+H_{2}SO_{4}\longrightarrow \ CuO+SO_{2}\uparrow \ +H_{2}O} } Cu + H2SO4 -- CuSO4 + SO2 + H2O

Мыс концентрленген ыстық күкірт қышқылымен әрекеттеседі:

{\displaystyle ~\mathrm {Cu+2H_{2}SO_{4}\longrightarrow \ CuSO_{4}+SO_{2}\uparrow \ +2H_{2}O} } Cu + 2H2SO4 -- CuSO4 + SO2↑ + 2H2O

Мыс 200°C темперaтурада сусыз күкірт қышқылымeн әрекеттеседі:

{\displaystyle ~\mathrm {2Cu+2H_{2}SO_{4}\ {\xrightarrow {200^{o}C}}\ Cu_{2}SO_{4}\downarrow +SO_{2}\uparrow \ +2H_{2}O} }2Cu + 2H2SO4 -- Cu2SO4 ↓ + SO2↑ + 2H2O

Мыс, күкірт қышқылын және оттегін ауада қыздырған кезде мыс сульфаты мен су бөлініп шығады:

2Cu + 2H2SO4 + O2 -- 2CuSO4 + 2H2O
{\displaystyle ~\mathrm {2Cu+2H_{2}SO_{4}+O_{2}{\xrightarro w {t^{\circ }}}\ 2CuSO_{4}+2H_{2}O} }
Сонымен қатар, мыс 200°C температурада оттегі жетіспеген жағдайда мыс (I) оксидіне дейін тотығады, ал 400-500°C температура оттегінің жеткілікті жағдайында мыс (II) оксидіне дейін тотығады:

4Cu + O2 -- 2Cu2O
2Cu + O2 -- 2CuO

Мыстың (І) көптеген қоспалары ақ немесе түссіз түрде кездеседі. Бұл мыс ионындағы (І) барлық бес 3d орбиталінің электрон буымен толыққанымен байланысты. Бірақ та Cu2O оксиді қызыл-қоңыр түске ие.
Екінші дәрежелі тотығу мыстың (ІІ) ең тұрақты тотығатын дәрежесі. Мыс қышқылдары (ІІ) мыстың қышқыл ерітінділерінде еруі нәтижесінде пайда болады. Бұл дәрежеде тотыққан тұздар көк немесе жасыл түске ие. Мыс қоспалары (ІІ) әлсіз тотығу қасиеттеріне ие, сондықтан оны анализдерде қолданады (мысалы, Фелинг реактивін қолдану).
ІІІ және ІV мыс қоспаларының тотығу дәрежелері өте тұрақсыз және тек қана оттегімен, фтормен және комплекс қоспалар түрінде белгілі [4].

1.2 Хромның физика-химиялық қасиеттері

Хром табиғатта ең кеңінен таралған элементтердің бірі болып табылады. Жер қыртысында таралуы бойынша 21-ші орынды алады. Хромның жер қыртысындағы орта мөлшері 0,0083 % құрайды. Хром жаратылыста хромды теміртас ҒеОСr2О3, Ғе(СrО2)2, крокоит РbCrO4 түрінде кездеседі.
Cr(III) және Cr(VI) қосылыстары көбірек тұрақты болып келеді. Cr(VI) қосылыстары айтарлықтай күшті тотықтандырғыш, ал Cr(ІІ) қосылыстары күшті тотықсыздандырғыштар.
Техникалық хром - күмістей ақ түсті, жылтыр, қатты, бірақ морт сынғыш, ешбір пластикалық (иілгіш, созылғыш, жайылғыш) қасиеті жоқ металл. Хромның тазалығы оның физикалық химиялық қасиеттеріне айтарлықтай әсерін тигізеді. Таза металл ауыр және төзімді болады. Құрамында Al, Cu, Ni, Fe, Co, Si, W, Mn ( 1% ~ дейін) қоспалардың болуы хромның сынғыштығын бірден жоғарлатады; ал сутегі, оттегі, азот қоспалары өте әлсіз әсер етеді.
Хромның физикалық қасиеттері кесте 5-те келтірілген [5].

5 кесте
Хромның негізгі физикалық қасиеттері

Атомдық массасы

51.996
Атомдық көлемі
см3г-атом
7,23
Атом радиусы:
А

коваленттік

1,18
металлдық

1,27

5 кестенің жалғасы
Атомдану энергиясы:
Ккалмоль

Н00

94,5
Н2980

94,8
Балқу жылуы
калмоль
3300 *3
Балқу температурасы
К
2176,0
Бу қысымы 1560К
Атм
1,50 ∙10-6
Бринель бойынша қаттылығы
МПа
1120 *2
Жылуөткізгіштігі
втм∙ град
88,6*3
Жасырын балқу жылуы
Ккалмоль
3,2-3,64
Жасырын булану жылуы
Ккалмоль
76,635
Ионизация потенциалыэВ:
І1=6,764
І4=(51)
І2=16,49
І5=73
І3=31
І6=90,6
Иілгіш модулі
кгмм3
29500
Қайнау температурасы
К
2840,0
Меншікті электрондық жылусыйымдылығы γ
Мдж (моль∙град2)
1,40
Меншікті электромагниттік сезімталдығы (20°C)
мкОм∙см
12,8-12,9
Тығыздығы:
гсм3

ренгенттік

7,194
пикнометрлік

7,160
Сублимация жылуы
ккалмоль
94,8*3
Энтропия ST0 (298K):
кал(г-атом град)

газтектес Cr

41.64
металдық Cr

5.70
*- кубты көлемді-центрлі тор
*2- қайта балқытылған электрлі хромның қаттылғы
*3- 298К температурада

Жасырын булану жылуы қайнау температурасында 76635 калмоль құрайды. Температуралық тәуелділігі келесі теңдеумен көрсетіледі:

∆H=89450 - 4,66T (T, K) (4)

Жасырын айдау жылуы 298K болғанда 89368 калмоль құрайды, ал оның температуралық тәуелділігі мына теңдеумен анықталады:

∆H=89450 + 0,20T - 1,48∙10-3T2 (T, K) (5)

Хромның бу қысымының температурадан тәуелділігі келесідей:

Температура, К
1350 (қатты)
1465
1600
1755
1960
2495 (сұйық)
Бу қысымы, атм
1∙10-6
1∙10-5
1∙10-4
1∙10-3
1∙10-2
1

Сызықтық таралу коэффициенті 600 - 700°C аралығындағы температурадан тәуелділігі келесі теңдеумен анықталынады [6]:

αt = 5,88∙10-6 +1,548∙10-8t - 1,163∙10-11t2 (t, °C) (6)

Хром (II) оксиді CrO пирофорлы қара ұнтақ. Температурасы 100°C жоғары ауада Cr2O3 айналады және негіздік қасиеттерге ие. Сұйылтылған хлорсутек қышқылында ериді. Сұйылтылған күкірт және азот қышқылдарында аз ериді. 1000°C сутекпен металдық хромға дейін қалпына келеді. Хром амальгамасын CrHg3 немесе CrHg немесе азот қышқылыннемесе ауа оттегісін тотықтырып алады.
Хром (ІІІ) оксиді Cr2O3 жасыл гексагональды микрокристаллдар. Tбалқу=2275°C, tқайнау=3027°C, тығыздығы 5,22 гсм3 тең. Екідайлы қасиет көрсетеді. 33°C температурадан төмен болса антиферромагнитті және 55°C температурада жоғары болса парамагнитті.
∆H = -1140,6 кДжмоль
∆G = -1059,0 кДжмоль
S = 81,2 Джмоль∙K
Сұйық күкірт диоксидінде ериді. Суда, сұйылтылған қышқылдар мен сілтілерде аз ериді. Жоғары температурада элементтерді тікелей қосып, ауада CrO қыздырып, аммоний хроматын немесе бихроматын, хром (ІІІ) нитратын немесе гидроксидін, сынап (І) хроматын, сынап бихроматын қыздырып алады. Сурет салуда жасыл пигмент ретінде және фарфор мен әйнекті бояу үшін қолданады. Абразивті материал ретінде кристаллдық ұнтақты пайдаланады. Жасанды рубин алу үшін қолданады. Элементтерден аммиактың синтезіне, аммиактың ауадағы тотығу процесіне катализатор ретінде және т.б. пайдаланады.
Хром (ІІІ) оксид кристаллдарының қаттылығы корунд қаттылығына шамалас, сондықтан Cr2O3 көлік жасаудағы тегістегіш және үйкелегіш паста, оптикалық, зергерлік және сағат өнеркәсібінің көптеген бастамасы болып табылады. Хром (ІІІ) оксиді едәуір улы. Теріге тисе экзема және басқа тері ауруларын тудыруы мүмкін.
Хром (IV) оксиді CrO2 рутил құрылымды ферромагнитті қара микрокристаллдар. Суда аз ериді, 427°C ыдырайды, 100°C температурада судың әсерінен Cr2O3 және CrO3 айналады. Хлорсутек қышқылында хлор бөліп ыдырайды. Сілтілермен немесе сілтілік металдардың карбонаттарымен қосқанда сілтілік металдардың хроматтарын құрады. Қатты қыздырғанда Cr2O3 және оттегіге ыдырайды.
Хром (VІ) оксиді CrO3 әлсіз парамагнитті қызыл (күлгін реңмен) бипирамидальды орторомбты призма ауада жайылады (тығыздығы 2,8 гсм3), tбалқу=197°C, суда жақсы ериді және тотықтандыратын қасиетке ие. Судың хлорлы хромилге әсерінен, калий немесе натрий хромат немесе бихромат ерітінділерін артық концентрленген күкірт қышқылымен өңдеп, хлорсутек қышқылының күміс хроматына әсерінен алады. Көмірсутек және қанықпаған алифатты эфирдің өздігінен тотығуына катализатор ретінде, фотопластинканың сезімталдығын қалпына келтіруге, сондай-ақ медицинада күйдіргіш құрал ретінде қолданылады.
∆H = -590 кДжмоль
∆G = -513 кДжмоль
S = 73,2 Джмоль∙K
Қаныққан натрий немесе калий дихромат ерітіндісіне концентрленген күкірт қышқылын қосып оңай алуға болады немесе барий хроматын H2SO4 ертіндісімен өңдеп, кейін сулы ерітіндіден CrO3 қайта кристалдап:

Na2Cr2O7 (конц.) + H2SO4 (конц.) = 2CrO3↓ + Na2SO4 + H2O

Суда ерігенде, концентрацияға байланысты әр түрлі құрамды хром қышқылдары пайда болады [7]:

CrO3 + H2O -- H2CrO4 (сары ерітінді)
2CrO3 + H2O -- H2Cr2O7 (қызыл-сары ерітінді)
3CrO3 + H2O -- H2Cr3O10 (қызыл ерітінді)

1.3 Сүрменің физика-химиялық қасиеттері

Жер қыртысының құрамында сүрме өте аз таралған. Ол жердің 4∙10-6 % құрайды. Алайда, бұған қарамастан,сүрменің кендері мен минералдарыкеңінен тарағандықтан, ол - қол жетімді металлдардың бірі болып саналады. Өндірістік коцентраттардың құрамдары бастапқы кеннің құрамына және байыту әдісін қолдануына қатты тәуелді. Концентраттардағы сүрменің мөлшері 10-12 % -дан 60-65%-ға ауытқиды. Бір жағынан сүрме, табиғи қосылыстарда металдық қасиетке ие және антимонит түзетін халькофильді элемент болып табылады. Екінші жағынан ол әр түрлі сульфотұздар - бурнонит, буланжерит, тетраэдрит, джемсонит, пираргирит және т.б. түзілген кезде көрінетін металлоид қасиеттері бар. Мыс, мышьяк, палладий секілді металдармен метал аралық қосылыстар бере алады.
Табиғатта ең көп тараған оң зарядталған үш валентті сүрме қосылыстарын (сульфидтер, тиосолдар, антимониттер, триоксидтер), кейін теріс зарядталған үшвалентті сүрме қосыластарын (антимонийдтер) жатқызамыз, ал оң зарядты бес валентті сүрме қосылыстары өте аз кездеседі.
Сонымен қатар сүрме көптеген әртүрлі металдардың кендерінде қоспа түрінде болады. Оларды өңдеу кезінде сүрмені жанама өнім ретінде бөледі.
Кристалдық сүрменің негізгі физика-химиялық қасиеттері кесте 6-да берілген [8].

6 кесте
Кристалдық сүрменің негізгі физика-химиялық қасиеттері

Тұрақты изотоптары

121Sb, 122Sb
Тығыздығы, 25°C температурада
гсм3
6,678
Балқу температурасы
℃
630,5
Қайнау температурасы
℃
1440
Тоқөткізгіштігі 0°C температурада
ом-1∙см-1
2,5∙10-4
Қаттылығы:
Моос бойынша
кгмм2
3,0-3,5
Бринелль бойынша

32,5-34,0
Балқу жылуы
ккалг-атом
9,5
Булану жылуы

49,6
Меншікті жылусыйымдылығы, 20°C температурада
калг∙град
0,04987
Жылуөткізгіштігі, 0°C
калсм∙сек∙ град
0,045
6 кестенің жалғасы
Меншікті электр кедергісі, 20°C температурада
мком ∙см
43,045
Меншікті электромагниттік сезімталдылығы

6,6∙10-2
Жылу нейтрондардың көлденең қимасы
барн
2,6
Ионизация энергиясы
эвг-атом

Sb0--Sb+

8,639
Sb+--Sb2+

16,5
Sb2+--Sb3+

25,3
Sb3+--Sb4+

44,02
Sb4+--Sb5+

55,4
Атом радиусы
А
1,40
Ион радиусы
А

Sb3-

2,77
Sb5+

0,62
Sb3+

0,92
Ионизация потенциалы
эВ
0,48

Сүрменіантимонит кенін (сүрме сульфиді) темірмен балқытып алады:

Sb2S3 + 3Fe = 2Sb + 3FeS

немесе сульфидті күйдріп және алынған сүрменің тетраоксидін көмірмен немесе сутекпен әрекеттестіреді (күйдіру әдісі - тотықсыздандыру):

Sb2S3 + 5O2 = Sb2O4 + 3SO2

Sb2O4 + 4C = 2Sb + 4CO

Сүрме - көкшіл түсі бар ақ күміс түсті металл. Сүрменің кристалдық түрінен басқа оның үш аморфты түрі белгілі - сары, қара және жарылғыш сүрме. Қалыпты жағдайда тек кристалдық сүрме тұрақты болады. Сүрме молекуларының термодинамикалық қасиеттері кесте 7-де көрсетілген [9].

7 кесте
298 К-де Sb және Sbn молекулаларының термодинамикалық функциялары

Молекула
CP2980
Дж(моль∙град)
S2980
Дж(моль∙град)
∆H2980
кДжмоль
∆G2980
кДжмоль
Sb(к)
25,31
45,17
5,83
-
Sb(г)
-
180,59
262,52
222,33
Sb2(г)
36,39
254,99
236,15
187,37
Sb4(г)
81,02
350,24
205,16
155,25

Физика-химиялық қасиеттердің негізгілердің бірі жылусыйымдылық екені белгілі. 0,54-1,1К аралығында кіші квадраттар әдіс мәліметтеріне тәжірибе жүзінде саралағанда сүрменің жылусыйымдылығының температураға тәуелділігі көрсетілді:

Ср(μДжмоль∙К)= ( 0,105+-0,002)Т + ( 0,210+-0,002)Т3 + (0,0048+-0,0004)Т-2 (9)

Сүрменің жылусыйымдылығын 350-700К температурасында үштік жылулық көпір әдісімен өлшеп алғанда, Ср температураға тәуелділігі мына теңдеудің көмегімен көрсетуге болады:

Ср = ( 23,57+-0,009) + ( 6,69+-0,12)∙10-3 Т (10)

Сүрменің сублимациясының тепе-тең қысым мөлшері будың тек қана төртатомды жиынтығын тұратынын есепке алады. Сүрменің сублимациясының қысымының температураға тәуелділігінің жуықтау есептеулері үшін келесі теңдеуді қолданады:

lgP(гПа)= 22,40-11556,12Т-1,52∙10-3 Т-3,04 lgT (11)

Сүрменің булану үрдісі әр түрлі әдістермен зерттеліп (кесте 8) және қаныққан будың қысымының сұйық сүрмеге температуралық тәуелділігіне арналған теңдеу шығарылды:

lgP(гПа)=3,57 -6007,43Т+0,79 lgT (12)

Физика-химиялық қасиеттерін зерттеуі бойынша сүрме мышьяктың ауыр аналогі болып табылатынын көрсетеді. Алайда сүрменің химиялық қосылыстары мышьякға қарағанда көбіне негіздік қасиеттермен сипатталады. Бір жағынан сүрме, табиғи қосылыстарда металдық қасиетке ие және антимонит түзетін халькофильді элемент болып табылады: NaSb, Na3Sb, SnSb және т.б. Сүрменің жылуөткізгіштігі әлсіз болады [10].

8 кесте
Сүрменің булану үрдісінің lgP(гПа)= АТ+В теңдеуінің коэффициенттері

Т, К
-А
В
Зерттеу әдісі
900-1273
6403,35
6,3178
Будың тығыздығын, қайнау нүктелерін радиометриялық анықтау.
Ағын, қайнау, нүктелерінің статистикалық изотенископ әдісі
1098-1393
6154
6,160

1193-1451
6300+-102
6,294 +-0,2

1150-1263
6149+-84
6,1051+-0,07

Сүрме бейметалдармен де белсене әрекеттеседі. Сүрме оттегімен төрт қосылыс түзеді: Sb2O3, Sb2O4, Sb6O12, Sb2O5. Сүрме бөлме температурасында ауамен тотықпайды, бірақ оның буы ауада Sb2O3 - ін түзіп жеңіл жанады. Сүрменің оксиді (III) немесе сүрмелік ангидрид, Sb2O3- ақ зат, кейбір негіздік қасиеттері бар, амфотерлі оксид. Ол түссіз, тығыздығы 5,1-5,8 гсм3 дейін шығу тегіне және алу жолына байланысты өзгеріп отырады. Балқу температурасы 656°C, қайнау 1550. Бу қысымы 505температурада 0,08 мм сын.бағ. 656°C температурада 8,5 мм сын.бағ. Суда ерігіштігі 1,5°C температурада 0,016 гл және 100°C температурада 0,010 гл құрайды; HCl және HF ерітінділерінде жақсы ериді; сұйытылған HNO3 аз ериді; ал концентрлі HNO3 - та қышқылданып, аз еритін HSbO3 түзеді; қайнап жатқан концентрлі H2SO4 жақсы ериді, алайда салқындатылған кезінде аз еритін сульфат тұнбасын түзеді. Сілті ерітінділерінде ергіштігі жақсы емес (0,005-0,1М NaOH ерітіндісінде 4,4∙10-3 мольл ериді. Сүрменің үштотығы этанол да жақсы ериді, глицеринде, сонымен қатар шарап, бензол, сүт, сірке ерітінділерінде және басқа да органикалық қышқылдар да одан да жақсы ериді. Сүрменің (III) немесе (V) оксидін ауада 800-900°C температураға дейін қыздырғанда сүрменің (IV) оксиді Sb2O4 түзіледі. Рентген құрылыс зерттеулер бойынша, сүрменің (V) немесе (III) валентті ортоантимонаты екіншілік сүрмелік оксидке сәйкес келеді. Көмір арқылы металға дейін оңай қалпына келеді. Күшті қышқылдарда, мысалы, күкірт пен тұз, сүрменің (III) оксиді сүрменің (III) тұзының түзілуі арқылы, ал сілтілерде сүрмелік тұздар H3SbO3 немесе метасүрмелік қышқылдар HSbO2 түзілумен ериді. Мысалы:

Sb2O3 + 2NaOH = 2NaSbO2 + Н2О
Сүрменің төрттотығын Sb2O4 алу үшін Sb2O5 қыздырып ыдыратып алады немесе Sb2O3 410-450°C температурадаауа оттегімен тотықтырып алсада болады. Сүрменің төрттотығы ақ кристалды, қыздырғанда сарғаятын ұнтақ, тығыздығы 7,5гсм3; жоғары температурада 900°C температурада әжептәуір ериді, ал 1030°C температурада толық Sb2O3өзгереді; суда (3,8∙10-5гл) және сұйытылған қышқылдарда аз ериді.
Сүрменің бестотығы - Sb2O5ақ сары түсті, екі түрлі пішінде болады: кристалдық (балқу 7,86 гсм3) және аморфты (балқу 3,76 гсм3); 357°C температурадан төмен тұрақты, өте жоғары температураларда Sb6O12 арқылы Sb2O4,-ке кейін Sb2O3-ке ауысады. Сүрменің (V) оксидінде немесе сүрмелік ангидридте Sb2O5 негіздік қышқылдық қасиеттері бар; сүрмелік қышқыл, керамикаға арналған пигмент түзеді. Сүрменің бестотығы суда аз ериді, сілті ерітніділерінде сілтілік металдардың антиминаттарын түзіп ериді, тұз қышқылында сүрменің гидроксохлорид комплекстерін (V) және HSbCl6 түзе отырып жақсы ериді. Sb2O5 сумен бірнеше (құрамында 1-ден 6-ға дейін су молекуласының бір Sb2O5 молекуладағы) гидраттар түзеді [11].

1.4 Мыс электролиттеріне сипаттама

Мыс электролиттерін негізгі екі топқа бөледі - қышқылды және сілтілік. Бірінші топқа жатады: күкіртқышқылды, фтороборатты, сульфаминқышқылды, иодидті, хлоридті, бромидті, алкил және арилсульфонды, перхлоратты, оксалатты, цитратты, тартратты, формиатты және басқалары.
Гальванопластик өндірісінде күкіртқышқылды электролиттер өздерінің қарапайым құрамының, тұрақтылығының, салыстырмалы жоғары ток тығыздығына қолданылуының және қарапайымдылығына эксплуатация жағдайында өзгеруінің арқасында көбірек таралған. Соңғы уақытта анықталғандай, осындай артықшылыққа фтороборатты электролиттер дене; олар күкіртқышқылға қарағанда жоғары ток тығыздығында көбірек жұмыс істеуі мүмкін.
Күкіртқышқылды электролиттің құрамы кең шекте түрленуі мүмкін және әдетте: мыс күкіртқышқылды 150-300 гл; күкірт қышқылы 44-112 гл болады. Жоғары ток тығыздығы болғандамыс концентрациясын жоғарылатуды қолдану керек; электролит температурасы 20-50°C аралығында өзгеруі мүмкін. Ток бойынша анодты және катодты шығыс 100% жақын. Күкіртқышқылды электролиттінің мыстану ыдырағыш қабілеті (кесте 9) оның құрамына 5-19% тәуелді.

9 кесте
Күкіртқышқылды электролитінің мыстану ыдырағыш қабілеті (тұндыру араластыру арқылы бөлме температурасында жүргізілді)

Қоспа концентрациясы, % массасы бойынша
Dк, Адм3
Ыдырағыш қабілеті %
Қоспасыз
1,07
2,14
8
9
Меласса (қызылша қант өндірісіқалдығы)
0,25
0,25
1,4
-
0,1
-

1,07
2,14
2,14
0,53
1,07
2,14

9
7
5
16
10
7
Желатин 0,3
0,53
1,07
2,14
19
12
0,2

Сілтілік электролиттер тобында саны көп емес: цианды, пирофосфатты, тиосульфатты, роданды және кейбір басқалар. Цианды электролиттер кеңірек таралған, себебі олардың ыдырау қабілеті жоғары, бірақ жоғары улылыққа ие [12].
Өндірісте ыдырағыш қабілетті пиросульфатты электролиттерді де қолданады, олар циандыға жақын және майда кристаллды тұнбаны тұндырады. Олардың негізгі міні мыстың цианды құймада және болатта тұнбаға түскенде цианды электролиттен қабат астына мыс салу қажет немесе электролиз басында ток ұруды қолдану болып табылады. Фтороборатты электролиттердің мыстану құрамы кесте 10-да берілген.

10 кесте
Фтороборатты электролиттердің мыстану құрамы (гл)

Компоненттері
І
ІІ
ІІІ
Мыс фтороборатыCu(BF4)2
БорфторлысутекқышқылыHBF4
Бор қышқылыH3BO3
220
15
15
440
30
30
450
30
-
рН
1,2 - 1,7
0,2 - 0,6
0,3дейін

Температурасы 32 - 40°C болғанда Dк=32,343,0 Адм2. Ваннаны ауалық араластырғышпен және пресс-фильтрлармен жабдықтайды. Ток бойынша анодты және катодты шығыс 100% жуық; ыдырағыш қабілеті күкіртқышқылды электролиттердікі сияқты. Электролиттің ыдырағыш қабілеті ~ 20 - 40% тең.
Цианды электролиттердің мыстану құрамы кесте 11-де келтірілген.

11 кесте
Цианды электролиттердің мыстану құрамы, (гл)

Компоненттер
І
ІІ
ІІІ
ІV
Цианды мыс
Циандынатрий:
жалпы
бос
Циандыкалий:
жалпы
бос
Натрий карбонаты
Калий карбонаты
Калий, натрий шарап
19

25
6

-
-
16
-
-
26 - 30

34 - 37
4 - 6

-
-
30 - 38
-
45 - 50
75

-
-

94
8
-
15
-
62

-
8

-
-
-
-
45
Шарап қышқылы
Натрий гидрототық
-
-
-
-
-
45
13
-
Температура, °C
Ток тығыздығы Адм2
Ток бойынша катодтышығыс, %
Араластыру
21 - 38
0,5 - 1,6
30 - 50

-
54 - 71
2,1 - 6,5
50 - 60

-
82
3,2 - 10,7
-

Сығылған ауамен немесе механикалық
71 - 82
-
100

Механикалық

Пирофосфатты электролиттің мыстау құрамы кесте 12-де келтірілген.

Кесте 12
Кейбір мыстау пирофосфатты электролиттердің құрамы

Компоненттер
Құрамы, гл

І
ІІ
ІІІ
IV
V
Мыс пирофосфаты (тригидрат)
57-105
85-105
70
14
-
Натрий; мыс пирофосфаты
-
-
-
-
180
Калий пирофосфаты
150-250
300-375
220
119
-
Натрий пирофосфаты
-
-
-
-
14
Натрий қоспирофосфаты
-
-
-
-
28-50
Аммоний
0,9-3
0,9-2
2
-
-
Калий оксалаты

15-28
-
-
10
-
Калий цитраты

-
-
19
-
-
Калий нитраты
8-16
-
16
-
-
pH
8,2-8,8
8,6-8,9
7,5
8,5-9
9,3
Температура, °C

50-60
55
-
20
-
ТоктығыздығыАдм2

1-5
6,5
-
0,5-1
1-5
Ток бойынша катодтышығыс, %

-
100
-
-
-
Араластыру
-
ауамен сығылған
-
ауамен сығылған
-

Бұл электролиттердің ыдырағыш қабілеті цианды электролиттердің мөлшеріне жақын [13].

1.5 Мысты қоспалардан тазарту

Мыс электролитін электрорафинирлеу үрдісіне кедергі туғызатын қоспалардың бірі сүрме болып табылады, оның электролиттегі мөлшері 1,5 гл болса, ал 2М күкірт қышқылында еруі (электролиттің қышқылдығы) едәуір төмен және 0,8 гл құрайды. Тек 10М күкірт қышқылында 1,5 гл-ға жетеді. Сульфитті мыс кенін өңдеу үрдістерінің негізгі технологиялық сызбасына келесілері жатады: өртеу, штейінде балқыту, штейінді конвертирлеу, мысты отты және электролитті рафинирлеу.
Мысты және концентратты өртеу кезінде сүрме өртенеді де іс жүзінде толық қалады, ал өртендіні балқыту кезінде ол штейнде жинақталып қалады. Штейнді конвертирлеу барысында сүрме 75% ға дейін газ фазасына ауысады, ал қалған бөлігі (0,03-0,3% дейін) конвертті шлак пен қара мыстың арасында таралады. Қара мысты отты рафинирлеу кезінде шлак пен айдауға 20-30% cүрме өтеді, ал негізгі мөлшері мыс анодында жинақталады.
Мысты күкіртқышқылды электролитте электролитті рафинирлеу үрдісінде Ю.В. Баймакова және А.И.Журина бойынша сүрме келесідей таралады: 0,0651% анодта, 38,86% анодтан ерітіндіге өтеді, 61,14% анодтан шламға өтеді [14].
Сүрменің мыс электролитті шламдарға өту шарты мен олардың онда болу формалары жайлы зерттегендер: Л.Я.Лившец, В.А. Пазухин [15].
SbSb3+-тың нормальды потенциалы +0,212-ге тең. Сүрме ерітіндіге 3-валентті күйде енді де, келесі тотығу барысында, белгілі бір жағдайда 5-валентті күйге көшеді. Бұл соңғысы ерітіндіде сонымен қатар мыс анодындағы антимонаттардың жіктелуі кезінде де пайда болады. Анодты шламдар мысты электролитті рафинирлеу кезінде сүрменің айтарлықтай бөлігі болады 7-9% дейін. Анодты шламдар олардың пайда болу үрдісіне қарай келесідей топтасады: шламға анодтан құрамы өзгерместен ауысқандар - біріншілік деп саналады, ал тікелей электролиз нәтижесінде пайда болғандар екіншілік деп саналады. (Қосымша-1)
Біріншілік сүрме қосылыстары ретінде мыс антимонаты, сүрме сульфидтері, қорғасынды қосылыстары PbO∙Sb2O5 және 2PbO∙As2O5, слюц 3Cu2O∙4NiO∙Sb2O5 түрлерінің пайда болуы. Екіншілікке жататындар: As2O3∙Sb2O5 Sb2O(SO4)4 .
Мыстың көптеген маркалары бір-бірінен қоспаларының жүздік үлес пайыздық құрамымен ажыратылады. Бұл құрамдағы аз мөлшердегі қоспалар мыстың негізгі физика-механикалық қасиеттеріне едәуір әсерін тигізеді.
Мыс өндірісінде әрдайым қоспалардың болуымен ерекшеленеді. Соның ішінде негізгілері висмут, сүрме, қалайы, оттегі болып табылады.
Барлық қоспалардың мыспен әркеттесу сипаты бойынша үш топқа бөлуге болады.
Бірінші топқа қатты мыста еритін қоспалар (алюминий, темір, никель, мырыш, күміс және т.б.) жатады. Бұл қоспалардың мыстың құрамында техникалық таза сипатында болуы әлсіз әсер етеді, тек олар кейбір жағдайларда электрөткізгіштігі мен жылуөткізгітігін төмендетеді.
Екінші топқа мыста мүлдем ерімейтін және мыспен жеңіл балқитын эвтетиктерді түзетін элементтер жатады. Мұндай қоспаларға висмут, қалайы, сүрме жатады. Ерімейтін қоспалар мыстың физика-механикалық және технологиялық қасиеттерінекері әсер етеді, әрі осы элементтердің аз мөлшері құрамында болса да әсерін тигізеді. Висмуттың 0,001% массасынан көбірек мыс құрамында болса, түйірлер шекарасы бойынша морт қатпарлар түрінде бөлінеді. Ыстық қысыммен өңдеу кезінде мұндай қатпарлар балқып, мыс ыстық сынғыш болады, және түйірлер шекарасы бойынша деформациялық дайындама бұзылады. Төмен температураларда морт қатпарлары мортсынғыштығын өршітеді.
Сүрме висмутқа қарағанда мыста көбірек ериді, мұндай кезде мыстың жылу және электрөткізгіштігі бірден төмендейді. Сонымен қатар қорғасын да түйірлер шекарасы бойынша жеңіл балқитын заттар түзеді және балқу температурасы төмен болғандықтан мысты ыстық қысыммен өңдеген кезде оның өте ыстық сынғыштығына әкеледі [16].
Электрод потенциалдары мысқа жақын болып табылатын II топтың (As, Sb, Bi) қопалары катодтың ластануына едәуір кері әсерін тигізеді. Олар мыспен салыстырғанда электртерістігі біраз төмен бола отырып, анодта толық еріп, сәйкесінше сульфаттар түзіп электролитте жиналады. Алайда бұл қоспалардың сульфаттары тұрақты емес және біраз мөлшері гидролизге ұшырап, негізгі тұздарын (Sb және Bi) түзеді немесе мышьяк қышқылын (As) түзеді.

Sb(SO4)3+6H2O -- 2Sb(OH)3+ 3H2SO4

Сүрменің негізгі тұздары мышьякді де біртіндеп алатын электролитте қалқитын қоймалжың тұнба үлпілдегін түзеді (қалқитын шлам).
Катод тұнбаларына мышьяк, сүрме, және висмуттың қоспалары қалқитын шламның бөлшектерінің жұқадисперстік адсорбция нәтижесінде электрохимиялық не болмаса механикалық жолмен түсе алады. Сөйтіп екінші топтың қоспалары электролит, мыс катоды және шлам арасында бөлінеді. Екінші топтың қоспаларының электролиттегі шекті ұйғарыңды концентрациялары 9гл As; 5 гл Sb және 1,5 гл Bi құрайды.
Үшінші топты әсіресе мыспен химиялық байланыс түзетін бейметалл элементтер жатады (оттегі, күкірт, фосфор, селен және т.б). оттегінің мыста ерігіштігі аз. Мыстың құрамындағы оттегі бөлек-бөлек қатты және Cu2O морт бөлшектер түрінде болып, мыс оксидін түзіп, эвтетиканы (Cu+Cu2O) қалыптастырады және түйір шекаралық бөліктері металдың иілгіштігі мен пішінінің өзгеруін төмендетеді. Cu2O бөлшектері шоғырлануға бейімдігінен мыстың ыстық және суық жағдайда өңдеу кезінде бұзылуына әкеледі.
Осылайша қай деңгейдегі қоспа болмасын мыстың қасиеттерін төмендетеді. Тіпті технологиялық қасиеттері мен мыстың беріктігіне әсер етпесе де, оның физикалық қасиеттерінің көрсеткіштерін күрт төмендетеді. Көбінесе қоспалар барлық қасиеттерін және ең алдымен электр- мен жылыөткізгіштігі сипаттарын нашарлатады.
Сонымен қатар көрсетілген қоспалардың көбісі өзара химиялық реакцияға түсіп өздерінің кері әсерлерін күшейте түседі. Әсіресе жоғары мөлшердегі оттегісі бар мыстың қасиетін сутегі төмендетеді. Оттегі, сүрме және мышьякнің бірге болған жағдайда электрөткізгішітігі төмендейді.
Сөйтіп металлургтердің мақсаты мыстың құрамындағы қоспаларды барынша төмендету, алдымен зияндыларын, себебі металды толық тазарту техникалық мүмкін емес жағдай. Металдың сапасын арттыруын тұрақты түрде талап етілуі негізгі өндіріс аумақтарындағы қолданылатын мыс қоспаларының мөлшерінзаң жүзінде (стандарттар бойынша) шектетеді [17].

1.5Анодты және катодты үрдістер

Мысты электролитті тазарту CuSO4· 5H2O 120 дан 180 гл дейін (30 -- 45 гл Сu2+) мен 120 -- 200 гл H2SO4 бар ерітінділерде жүзеге асады. Қызыл мыстан (99 -- 99,5 % Сu), жасалған құйылған пластиналар анод түрінде, ал электролиттік мыстан болған ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.