RU2548547C1

RU2548547C1 - Method of purifying metal surfaces from copper sediments

Info

Publication number: RU2548547C1
Application number: RU2014104936/02A
Authority: RU
Inventors: Екатерина Иосифовна Заживихина; Анатолий Николаевич Лыщиков; Светлана Николаевна Смирнова; Светлана Анатольевна Маркова; Людмила Васильевна Королева; Виталий Григорьевич Кирий
Priority date: 2014-02-11
Filing date: 2014-02-11
Publication date: 2015-04-20

Abstract

FIELD: chemistry.

SUBSTANCE: method includes the processing of copper sediments with a solution, which contains ammonia, hydrogen peroxide, glycerine and water in the ratio of (3-4):(0.5-1):(1-2):(1-1.5) respectively, with processing being carried out for 20-30 minutes at room temperature.

EFFECT: invention makes it possible to increase the efficiency of purification, and reduce the temperature and duration of the metal surface purification from copper sediments.

2 ex

Description

Изобретение относится к химической очистке металлических поверхностей от медных отложений, в частности к удалению медных покрытий, образующихся на стальных шарах шаровых мельниц, при измельчении медной стружки для приготовления медного порошка.The invention relates to the chemical cleaning of metal surfaces from copper deposits, in particular to the removal of copper coatings formed on steel balls of ball mills, when grinding copper chips for the preparation of copper powder.

Известен способ химической очистки внутренней поверхности оборудования, включающий циркуляцию раствора состоящего из аммиака, трилона Б, лимонной кислоты, гидразин-гидрата и бензотриазола при pH 3,5-4,0. Этим раствором можно очистить теплообменные поверхности аппаратов от отложений продуктов коррозии при повышенной температуре раствора (свыше 80°C) в течение 5-6 ч (АС №378571, МПК C23G 1/04).A known method of chemical cleaning of the inner surface of the equipment, including the circulation of a solution consisting of ammonia, Trilon B, citric acid, hydrazine hydrate and benzotriazole at pH 3.5-4.0. This solution can be used to clean the heat-exchange surfaces of the apparatus from deposits of corrosion products at elevated temperature of the solution (over 80 ° C) for 5-6 hours (AS No. 378571, IPC C23G 1/04).

Недостатком данного раствора является высокая температура проведения процесса, что усложняет технологию очистки. Кроме того, из-за низких значений pH очистка сопровождается коррозией оборудования.The disadvantage of this solution is the high temperature of the process, which complicates the cleaning technology. In addition, due to low pH values, cleaning is accompanied by corrosion of the equipment.

Известен способ очистки оборудования от продуктов коррозии меди и железа, включающий обработку в течение 2,5 ч раствором, содержащим мас.% динатриевую соль этилендиаминтетрауксусной кислоты (Трилон Б) 3-4, тиомочевину 0,5-1,0, аммиак до pH 8,0-8,5 воду, после чего к раствору добавляют 0,05-0,07 мас.% бензтриазола и обработку продолжают в течение 1 часа (SU 1787174, МПК⁵ C23G 1/14, опубл. 07.01.1993).A known method of cleaning equipment from corrosion products of copper and iron, including processing for 2.5 hours with a solution containing wt.% Disodium salt of ethylenediaminetetraacetic acid (Trilon B) 3-4, thiourea 0.5-1.0, ammonia to pH 8 , 0-8.5 water, after which 0.05-0.07 wt.% Benztriazole is added to the solution and treatment is continued for 1 hour (SU 1787174, IPC ⁵ C23G 1/14, publ. 07.01.1993).

К недостаткам относится сложность и длительность обработки (3,5 ч).The disadvantages include the complexity and duration of the treatment (3.5 hours).

Наиболее близким по технической сущности является способ очистки оборудования от продуктов коррозии меди и железа, включающий обработку раствором, содержащим динатриевую соль этилендиаминтетра-уксусной кислоты (Трилон Б), бензатриазол, перекись водорода, аммиак до pH 8,0-8,5 и воду (SU 88115, МПК³ C23G 1/14, опубл. 15.11.1981).The closest in technical essence is a method of cleaning equipment from corrosion products of copper and iron, including treatment with a solution containing disodium salt of ethylenediaminetetra-acetic acid (Trilon B), benzatriazole, hydrogen peroxide, ammonia to pH 8.0-8.5 and water ( SU 88115, IPC ³ C23G 1/14, publ. 15.11.1981).

К недостаткам относится длительность обработки (3-4 ч) и температура нагревания до 40°С.The disadvantages include the processing time (3-4 hours) and the heating temperature to 40 ° C.

Задачей заявляемого изобретения является разработка упрощенного способа очистки внутренней поверхности оборудования, расширяющий арсенал средств данного назначения.The task of the invention is to develop a simplified method of cleaning the inner surface of the equipment, expanding the arsenal of tools for this purpose.

Техническим результатом изобретения является повышение эффективности процесса очистки медных отложений с поверхности оборудования за счет растворения меди, упрощение способа за счет снижения температуры процесса и времени.The technical result of the invention is to increase the efficiency of the process of cleaning copper deposits from the surface of the equipment by dissolving copper, simplifying the method by reducing the process temperature and time.

Поставленная цель достигается тем, что способ очистки металлических поверхностей от медных отложений, включающий обработку раствором, содержащим перекись водорода, аммиак и воду, согласно изобретению, раствор дополнительно содержит глицерин, при этом соотношение аммиака, перекиси водорода, глицерина и воды составляют как (3-4):(0,5-1):(1-2):(1-1,5) соответственно, а обработку проводят 20-30 минут при комнатной температуре.This goal is achieved in that the method of cleaning metal surfaces from copper deposits, including treatment with a solution containing hydrogen peroxide, ammonia and water, according to the invention, the solution additionally contains glycerin, while the ratio of ammonia, hydrogen peroxide, glycerin and water is as follows (3- 4) :( 0.5-1) :( 1-2) :( 1-1.5), respectively, and the treatment is carried out for 20-30 minutes at room temperature.

Отличие заявляемого решения от известного заключается в использовании для растворения медных отложений на оборудовании и деталях раствора, состоящего из аммиака, перекиси водорода, глицерина и воды. Присутствие глицерина в растворе увеличивает вязкость раствора, что улучшает его прилипаемость. Также глицерин смягчает действие окислителей в растворе, что замедляет разъедание поверхности оборудования.The difference of the proposed solution from the known one is to use a solution consisting of ammonia, hydrogen peroxide, glycerol and water to dissolve copper deposits on equipment and parts. The presence of glycerol in the solution increases the viscosity of the solution, which improves its adhesion. Glycerin also softens the effect of oxidizing agents in the solution, which slows down the corrosion of the equipment surface.

При этом обработку проводят при комнатной температуре в течение 20-30 минут, что значительно упрощает процесс обработки и не требует затрат электроэнергии. Кроме того, раствор обладает малой токсичностью, так как все исходные реагенты относятся к III-IV классу опасности. Продукт отхода легко утилизируется.The treatment is carried out at room temperature for 20-30 minutes, which greatly simplifies the processing process and does not require energy. In addition, the solution has low toxicity, since all the starting reagents belong to the III-IV hazard class. The waste product is easy to dispose of.

Для пояснения изобретения приводятся примеры его осуществления.To illustrate the invention are examples of its implementation.

Пример 1Example 1

Способ осуществляется следующим образом: для приготовления раствора смешивают 4 части 25% раствора аммиака и 1 часть 33% перекиси водорода, затем добавляют 1 часть глицерина и 1,5 часть воды. Смесь перемешивают.The method is as follows: to prepare the solution, 4 parts of a 25% solution of ammonia and 1 part of 33% hydrogen peroxide are mixed, then 1 part of glycerol and 1.5 part of water are added. The mixture is stirred.

В стеклянный стакан помещают стальные шары, покрытые сплошным слоем из мягкой ковкой меди, вводят свежеприготовленный раствор. Обработку проводят 20 минут при комнатной температуре. Получают прозрачный фиолетовый раствор без осадка, представляющий собой аммиачный комплекс меди (A.M.К).Steel balls coated with a continuous layer of soft forged copper are placed in a glass beaker, and a freshly prepared solution is introduced. Processing is carried out for 20 minutes at room temperature. A clear purple solution without precipitate is obtained, which is an ammonia complex of copper (A.M.K.).

Пример 2Example 2

Способ осуществляется аналогично примеру 1. Для приготовления раствора смешивают 3 части 25% раствора аммиака и 0,5 части 33% перекиси водорода, затем добавляют 2 части глицерина и 1 часть воды. Смесь перемешивают.The method is carried out analogously to example 1. To prepare the solution, 3 parts of a 25% solution of ammonia and 0.5 parts of 33% hydrogen peroxide are mixed, then 2 parts of glycerol and 1 part of water are added. The mixture is stirred.

В барабан шаровой мельницы с шарами, покрытыми отложениями из мягкой ковкой меди, вводят свежеприготовленный раствор. Перемешивают в течение 30 минут при комнатной температуре. Получают прозрачный фиолетовый раствор без осадка, представляющий собой аммиачный комплекс меди (A.M.К).A freshly prepared solution is introduced into a ball mill drum with balls coated with deposits of soft forged copper. Stirred for 30 minutes at room temperature. A clear purple solution without precipitate is obtained, which is an ammonia complex of copper (A.M.K.).

Наличие нарушения поверхностного слоя высокоуглеродистой стали проверяли визуально и качественной реакцией: для этого на поверхность очищенного образца стали добавляли 3-4 капли роданида иона (CNS^-) на наличие ионов Fe⁺³. Отсутствие кроваво-красного окрашивания говорит о неповрежденной поверхности стали (отсутствие коррозии).The presence of a violation of the surface layer of high-carbon steel was checked visually and by a qualitative reaction: for this, 3-4 drops of rhodanide ion (CNS ^- ) were added to the surface of the purified steel sample for the presence of Fe ⁺³ ions. The absence of blood red staining indicates an intact steel surface (no corrosion).

Fe³⁺+3CNS^-→Fe(CNS)₃ Fe ³⁺ + ³ CNS ^- → Fe (CNS) ₃

Для утилизации к полученному аммиачному комплексу добавляют 1 часть соляной кислоты, концентрированной. При этом происходит разрушение комплекса и образуется растворимая соль CuCl₂.For disposal, 1 part of hydrochloric acid, concentrated, is added to the obtained ammonia complex. In this case, the complex is destroyed and a soluble salt of CuCl _{2 is formed} .

Cu+4NH₃+H₂O₂→[Cu(NH₃)₄](ОН)₂ - отход.Cu + 4NH ₃ + H ₂ O ₂ → [Cu (NH ₃ ) ₄ ] (OH) ₂ - waste.

[Cu(NH₃)₄]⁺²+2Cl^-→CuCl₂+4NH₃↑[Cu (NH ₃ ) ₄ ] ⁺² + 2Cl ^- → CuCl ₂ + 4NH ₃ ↑

Из полученного в результате разрушения комплекса соли (CuCl₂) методом электролиза выделяются чистая медь и хлор.Pure copper and chlorine are separated from the salt complex (CuCl ₂ ) resulting from the destruction of the salt complex.

Для осуществления способа использовали следующие реактивы: аммиак водный 25%-ный, ч.д.а. ГОСТ 3760-79, p=0,930-0,910 г/см³; водорода перекись ГОСТ 177-88, p=1,4 г/см³; кислота соляная концентрированная ГОСТ 3118-77, p=1,19 г/см³; глицерин ГОСТ 6824-96; вода хозяйственно-питьевого и промышленного водоснабжения - ГОСТ 4979-49.The following reagents were used to carry out the method: aqueous ammonia 25%, analytical grade. GOST 3760-79, p = 0.930-0.910 g / cm ³ ; hydrogen peroxide GOST 177-88, p = 1.4 g / cm ³ ; concentrated hydrochloric acid GOST 3118-77, p = 1.19 g / cm ³ ; glycerin GOST 6824-96; drinking water and industrial water supply - GOST 4979-49.

Таким образом, способ по изобретению является достаточно эффективным, нетоксичным, позволяет удалять медные отложения любой плотности с достаточно высокой скоростью, не нарушая качества подложки металла.Thus, the method according to the invention is quite effective, non-toxic, allows you to remove copper deposits of any density with a sufficiently high speed without compromising the quality of the metal substrate.

Claims

Способ очистки металлических поверхностей от медных отложений, включающий обработку раствором, содержащим перекись водорода, аммиак и воду, отличающийся тем, что раствор дополнительно содержит глицерин, при этом соотношение аммиака, перекиси водорода, глицерина и воды составляет как (3-4):(0,5-1):(1-2):(1-1,5) соответственно, а обработку проводят 20-30 минут при комнатной температуре. A method of cleaning metal surfaces from copper deposits, including treatment with a solution containing hydrogen peroxide, ammonia and water, characterized in that the solution additionally contains glycerin, and the ratio of ammonia, hydrogen peroxide, glycerin and water is (3-4) :( 0 5-1) :( 1-2) :( 1-1.5), respectively, and the treatment is carried out for 20-30 minutes at room temperature.