Лабораторная работа №2 Цементация меди из сульфатных растворов

Цель работы: ознакомиться с особенностями цементации меди из сульфатных растворов, изучить влияние различных факторов на осаждение меди.

Необходимые материалы, реактивы и оборудование:

- сульфатный продуктивный раствор меди;

- железная стружка;

- реакционный стакан емкостью 0,25 л;

- мерный цилиндр емкостью 0,10 л;

- колба емкостью 0,2 л;

- воронка для фильтрования диаметром 100 мм;

- бумажный фильтр;

- фарфоровая чашка;

- промывалка;

- мешалка механическая;

- весы электронные.

Проведение работы

Работу выполняют на продуктивном медьсодержащем растворе, полученном в лабораторной работе № 1.

На электронных весах взвешивают 2 г железной стружки и помещают в реакционный стакан. С помощью мерного цилиндра измеряют объем исходного продуктивного раствора и затем выливают его в реакционный стакан с железной стружкой.

Реакционный стакан устанавливают в мешалку и перемешивают содержимое в течение 5 минут.

По окончании перемешивания, мешалку останавливают и с помощью промывалки в реакционный стакан смывают с крыльчатки цементный осадок. Затем содержимое реакционного стакана аккуратно отфильтровывают через бумажный фильтр. Сухой бумажный фильтр должен быть предварительно взвешен на электронных весах с точностью ± 0,001 г.

Фильтр с осадком помещают в фарфоровую чашку и высушивают при температуре 50-60 ^оС до постоянной массы и затем взвешивают на электронных весах с точностью ± 0,001 г. Массу цементного осадка (m _ос.) определяют по разнице масс цементного осадка с фильтром и фильтра.

Количество меди в цементном осадке определяют по формуле:

m _{Cu ос.} = m _{Cu исх.} - m _{Cu хв.},

где m _{Cu ос.,} m _{Cu исх.}, m _{Cu хв.} – масса меди соответственно в цементном осадке, в исходном продуктивном растворе и в хвостовом растворе цементации, г.

m _{Cu исх.} = V _исх. C _{Cu исх.}; m _{Cu хв.} = V _хв. C _{Cu хв} ,

где V _исх.;V _хв. – объем соответственно исходного продуктивного раствора и хвостового раствора цементации, дм³;

C _Cu исх., C _Cu хв – концентрация меди соответственно в исходном продуктивном растворе и хвостовом растворе цементации, г/дм³.

Количество железа перешедшего в раствор в результате цементации определяют по формуле:

m _{Fe хв.} = m _{Fe исх.} - m _{Fe ос.},

где m _{Fe хв.,} m _{Fe исх.,} m _{Fe ос.} - масса железа соответственно перешедшего в хвостовой раствор цементации, в исходной навеске и в цементном осадке, г.

m _{Fe ос.} = m _ос. - m _{Cu ос.}

По результатам расчетов определяют практический удельный расход железа k _практ. = m _{Fe хв.}/m _{Cu ос.,} г/г, сравнивают полученное значение со стехиометрическим и делают соответствующие выводы.

После окончания работы промыть и протереть мешалку, привести в порядок рабочее место. Использованные бумажные фильтры с кеком выбросить в корзину для мусора.

В теоретической части отчета необходимо:

1. Дать определение процесса цементации;

2. Объяснить механизм осаждения меди железом;

3. Привести реакции, протекающие при цементации меди;

4. Объяснить исчезновение окраски хвостового раствора;

5. Привести основные факторы, влияющие на полноту и скорость процесса осаждения меди.