Opis patentowy opublikowano: 30.07.1977 89918 MKP G01n 27/46 C02c 5/12 Int. Cl2. G01N 27/46 C02C 5/12.Twórcywynalazku: Tadeusz Stefanowicz, Wladyslaw Reksc, Bernard Hoja, Tadeusz Borowicz Uprawniony z patentu: Politechnika Poznanska, Poznan (Polska) Potencjometryczny sposób regulacji ilosci czynników utleniajacych lub redukujacych w pluczkach przy chemicznej neutralizacji scieków galwanicznych Wynalazek dotyczy potencjometrycznego sposobu samoczynnej regulaqi ilosci substancji utleniajacych lub redukujacych w pluczkach przy chemicznej neutralizacji scieków galwanicznych, w którym dawkowanie roztwo¬ rów neutraliii j^cych do pluczek reguluje sie na podstawie potencjalu miedzy dwiema elektrodami zanurzonymi w roztworze pluczacym.Pluczki utleniajace sa stosowane do plukania detali po procesie galwanicznym prowadzonym w kapieli cyjankalicznej w celu zneutralizowania wynoszonych wraz z detalami resztek cyjanków. Po wyjeciu z pluczki utleniajacej, detale mozna bezpiecznie plukac w wodzie biezacej. Pluczki redukujace stosuje sie do plukania detali po chromowaniu w celu zneutralizowania wynoszonych z detalami resztek elektrolitu chromowego.Dotychczasowe metody kontroli poziomu utleniaczy lub reduktorów w pluczkach polegaly badz to na okresowej analizie chemicznej i okresowym uzupelnieniem ubytku srodka neutralizujacego w pluczce stosownie do wyniku analizy, badz tez na pomiarze potencjalu pomiedzy dwiema elektrodami zanurzonymi w pluczce.W pierwszym przypadku brak ciaglej kontroli stwarza niebezpieczenstwo wyczerpania srodka neutralizuja¬ cego w przerwie pomiedzy pomiarami i w konsekwencji przedostania sie czynnika szkodliwego do scieków komunalnych. W drugim natomiast przypadku stosowany sposób pomiaru potencjalów nie zapewnia wlasciwej regulacji. Ze wzgledu bowiem na utrzymywanie w pluczce nadmiaru czynnika neutralizujacego (utleniacza wzglednie reduktora) potencjal mierzony znajduje sie w zakresie malo czulym na zmiane stezenia tego czynnika (logarytmiczna zaleznosc potenqalu od stezenia). Przy duzym nadmiarze czynnika utleniajacego lub redukuja¬ cego niewielka zmiana pH moze bardziej zmienic potencjal niz dwukrotna zmiana stezenia utleniacza i reduktora. Na wielkosc potencjalu wplywa tez stan powierzchni elektrod, osiagnieta równowaga a nawet mieszanie roztworu. Z tego tez wzgledu dotychczas stosowane metody potenojometryczne nie zapewniaja wlasciwej regulacji poziomu czynnika neutralizujacego, mimo wprowadzania czulych i kosztownych ukladów elektronicznych, sprzegania ich z miernikami i regulatorami pH, stosowania specjalnych elektrod itd. Stad tez metody te nie wykluczaja niebezpieczenstwa nadmiernego przekroczenia poziomu czynnika neutralizujacego lub wyczerpania go w pluczce. W pierwszym wypadku do scieków komunalnych przedostaja sie nadmierne ilosci czynnika neutralizujacego a w drugim-nie zneutralizowane srodki trujace stosowane w kapielach galwani¬ cznych.Dla wyeliminowania wyzej opisanych niedogodnosci, wedlug wynalazku postepuje sie w ten sposób, ze2 89 918 z pluczek pobiera sie w sposób ciagly, pólciagly lub okresowy ustalone ilosci roztworu neutralizujacego scieki galwaniczne i pobrane ilosci miesza sie z co najmniej jednym odczynnikiem zawierajacym srodek utleniajacy albo redukujacy w ilosci równowaznej w stosunku do zadanej ilosci substancji neutralizujacych w pobranym roztworze a uzyskana mieszanine przeprowadza sie przez potencjometryczne ogniwo pomiarowe, którego sile elektromoto¬ ryczna wykorzystuje sie do sterowania elementami dawkujacymi substancje neutralizujace do pluczek. Poniewaz potencjal pomiedzy dwiema elektrodami jest bardzo czuly na granicy przejscia ze srodowiska utleniajacego do srodowiska redukujacego i na odwrót, wiec wlasnie ten zakres zmian wykorzystano w sposobie wedlug wynalazku, jako zakres pomiarowy.Sposób wedlug wynalazku korzystnie jest prowadzic w urzadzeniu, którego schemat blokowy przedsta¬ wiono na rysunku.Pluczka 1 z kapiela neutralizujaca oraz pojemnik 2 na odczynnik sa polaczone przewodami rurowymi z zespolem dozujacych pompek 3 i 3,' pobierajacych okreslone ilosci kapieli neutralizujacej i odczynnika, mieszajacych je i podajacych do pomiarowego ogniwa 4. Elektrody tego ogniwa sa polaczone z wzmacniaczem 5 a ten z kolei jest poprzez stycznik 6 polaczony z elektromagnetycznym zaworem 7, zamontowanym w przewo¬ dzie doprowadzajacym czynnik neutralizujacy ze zbiornika 8 do pluczki 1. Liczba 9 oznaczono zródlo pradu zasilajace wzmacniacz 5.Powyzsze urzadzenie moze pracowac badz to w sposób ciagly, badz tez w sposób okresowy. Przy pracy ciaglej strumien cieczy pobieranej z pluczki 1 jest w sposób ciagly mieszany ze strumieniem odczynnika pobieranego z pojemnika 2. Stosunek ilosciowy tych strumieni moze byc ustalany przez regulacje wydatku dozujacych pomp 3 i 3'. W przypadku pracy okresowej uruchamianie urzadzenia moze kazdorazowo nastepowac recznie lub tez przy pomocy nie uwidocznionego na rysunku przekaznika czasowego, wlaczajacego urzadzenie w dowolnie nastawnych odstepach czasu. Czynnik neutralizujacy z pluczki 1 oraz odczynnik z pojemnika 2 moga tez byc pobierane w sposób ciagly a po zmieszaniu porcje tej mieszaniny moga byc w sposób okresowy wprowadzane do ogniwa pomiarowego. W tym ostatnim przypadku za pompami 3 i 3," trzeba stosowac zbiorniczek wyrównawczy lub zawór upustowy dla nadmiaru doprowadzanej w sposób ciagly mieszaniny reagentów. Ilosc odczynnika dozuje sie do pobieranej ilosci kapieli neutralizujacej w taki sposób, by byla równowazna w stosunku do wymaganego stezenia substancji neutralizujacej w pluczce.Jezeli poziom utleniacza w pluczce utleniajacej 1 znajduje sie nieco powyzej ustalonego poziomu równowagowego, to srodowisko mieszaniny jest utleniajace i potencjal pomiedzy elektrodami ogniwa 4 jest wyraznie ujemny (np.- 1100 mV). Jezeli z kolei poziom utleniacza w pluczce 1 spadnie nieco ponizej równowa¬ gowego — wówczas srodowisko mieszaniny staje sie redukujace i potencjal jest bardzo duzy i przypadkowe nieznaczne plyniecie potencjalu spowodowane wplywami ubocznymi nie odgrywa praktycznie roli. Prad z ogniwa pomiarowego 4 po wzmocnieniu dziala na stycznik 6 sterujacy zaworem elektromagnetycznym 7 dawkujacym utleniacz do pluczki 1. W wypadku gdy potencjal wzrosnie do wybranej wartosci zawór zostaje otwarty, natomiast gdy potencjal jest mniejszy od wybranej wartosci zawór zostaje zamkniety. W wypadku pluczki redukujacej dozujaca pompka 3 dawkuje do wspólnego przewodu okreslone dawki kapieli z pluczki 1 a druga pompka 3' okreslone dawki odczynniku utleniajacego, przy czym gdy potencjal mieszaniny jest wystarczajaco wysoki — zawór elektromagnetyczny 7 zostaje zamkniety, a wiec nie dawkuje reduktora do kapieli, natomiast gdy potencjal raptem ulegnie obnizeniu — zawór zostaje otwarty do czasu az potencjal mieszaniny znowu wzrosnie przekraczajac ustalony poziom.W obu przypadkach stezenie^czynnika neutralizujacego w pluczce 1 mozna ustalic na dowolnym pozada¬ nym poziomie przez odpowiednie dopasowanie stezen oraz dawek odczynnika.Sposób wedlug wynalazku objasniono blizej na podstawie poniszych przykladów.Przyklad I. Pluczka do neutralizacji cyjanków powinna utrzymywac stezenie chloru aktywnego na poziomie 1 000 mg/l. Przygotowuje sie roztwór wzorcowy utleniacza zawierajacy 1000 mg chloru aktywnego w litrze oraz roztwór reduktora (odczynnik) zawierajacy ok. 900 mgS02 w litrze, przez rozpuszczenie odpowied¬ niej nawazki kwasnego sierczynu sodu. ftoztwór wzorcowy oraz roztwór odczynnika dawkuje sie do ogniwa pomiarowego. Stosuje sie elektrody platynowa oraz kalomelowa. Objetosc dawki odczynnika dobiera sie tak, ze potencjal miedzy elektrodami wynosi - 1130 mV i nieznaczne zwiekszenie objetosci dawkowanego odczynnika powoduje raptowny wzrost potencjalu do ok. - 300 mV. Uklad wzmacniacza reguluje sie tak, ze w wypadku gdy potencjal jest ponizej -450 mV zawór elektromagnetyczny jest zamkniety, a gdy potencjal wzrosnie w strone dodatnia — zawór elektromegnetyczny ulega otwarciu i dawkuje utleniacz do pluczki az potencjal mieszaniny obnizy sie ponizej wartosci -450 mV. Nastepnie w miejsce roztworu wzorcowego podlacza sie pluczke- neutralizujaca. Wykonane analizy wykazaly, ze zawór elektromagnetyczny pozostawal nieczynny az do poziomu 980 mg chloru a litrze kapieli, nastepnie wlaczal sie i dawkowal chlor az do momentu gdy analiza kapieli wykazywala stezenie 1050 mg chloru aktywnego w litrze.89 918 3 Przyklad II. Pluczka do neutralizacji chromu +3 powinna utrzymywac stezenie S02 na poziomie 1000 mg/l. Przygotowuje sie roztwór wzorcowy SOa o powyzszym stezeniu przez rozpuszczenie w wodzie podsiorczynu sodowego z nastepna, analiza i korekta stezenia. Równoczesnie przygotowuje sie roztwór chloru aktywnego (odczynnik) zawierajacy okolo 1110 mg chloru aktywnego w litrze. Objetosc dawkowanego odczynnika dobiera sie tak, ze zawór elektromagnetyczny dawkowania podsiarczynu otwiera sie gdy potencjal spada ponizej -450 mV i zamyka sie, gdy potencjal wzrasta w strone potencjalów bardziej dodatnich. Nastepnie w miejsce roztworu wzorcowego podlacza sie pluczke neutralizujaca. Stwierdzono, ze do stezenia 950 mgS02w- w litrze kapieli zawór elektromagnetyczny pozostawal zamkniety. Nastepnie ulegal otwarciu i dawkowal podsiarczyn az do chwili gdy stezenie S02 w pluczce wynosila 1040 mg/l. 2 Prac. Poligraf. UP PRL naklad 120 + 18 Cena 10 zl PL