Производство хлора, каустической соды и неорганических хлорпродуктов - Якименко Л.М.
Скачать (прямая ссылка):
Регулирование межэлектродного расстояния при двусторонней работе анодов может быть осуществлено путем применения клиновидных анодов [110], как это показано на рис. 2-21.
H
Перемещая анод в вертикальном направлении, можно менять межэлектродное расстояние.
В электролизерах с твердым катодом типа БКГ иногда в середине тура работы анодов заменяют катодный блок другим с более толстыми катодными пальцами. При этом достигается сближение электродов
во второй половине тура работы анодов.
Практическая разработка способов регулирования межэлектродного расстояния в современных электролизерах с твердым катодом и вертикальным расположением электродов представляет большой интерес.
в
Рис. 2-20. Устройства для опускания анодов при горизонтальном расположении электродов:
а — стационарное устройство для индивидуального опускания; б — переносное устройство для индивидуального опускания; в — устройство для группового опускания; 1 — токоподводящий стержень; 2 — крышкд электролизера; з — подвод тока; 4 — сальниковое уплотнение; 5 — эластичное уплотнение; 6 — регулировочное устройство.
Рис. 2-21. Схема устройства для восстановления межэлектродного расстояния при двусторонней работе анодов:
1 — анод; 2 — катод с диафрагмой; з — токоподводящий стержень; 4 — устройство для опускания анодов; 5 — крышка электролизера.
В течение всей истории развития электрохимического метода производства хлора и каустической соды проводились исследования с целью разработки анодов, мало изнашивающихся в процессе электролиза. Различные варианты конструкций анодов из платиновой или платино-иридиевой проволоки или фольги не могли конкурировать с графитовыми анодами из-за сложности конструкции и дороговизны платиновых материалов.
Исследования электрохимического поведения титана в условиях его анодной поляризации в водных растворах хлоридов щелочных металлов [79] заложили основу для создания малоизнашивающихся анодов (МИА), в которых механической основой, по которой подводится ток к работающей поверхности анода, служит титан или
биметаллическая композиция меди, стали или алюминия с титаном. На титановую поверхность анода наносят слой активной массы, которая создает анодно работающую поверхность электрода, определяя величину потенциала анода и его электрохимические показатели в процессе электролиза. При электролизе на поверхности титана, не покрытой активной массой, образуется запорный слой окисіїов титана, предотвращающий коррозию титана й снижающий плотность тока на открытых поверхностях титана до очень малой величины.
Напряжение пробоя этого защитного слоя в растворах хлоридов-щелочных металлов в зависимости от условий лежит между 6 и 14 В, т. е. значительно выше, чем это имеет место при обычном электролизе водных растворов хлоридов. Поэтому при нанесении активного слоя на титановую основу электрода не обязательно добиваться сплошного, беспористого покрытия титана. Это позволило применить покрытия, которые ранее многократно, но безуспешно пытались использовать при нанесении на такие обычные конструкционные материалы, как сталь, медь и др.
В качестве активного слоя, помимо металлов платиновой группы, могут быть применены окислы металлов высшей валентности, стойкие в условиях анодной поляризации и обладающие достаточной электропроводностью. Этим требованиям в некоторой степени отвечают Fe3O4 [111], PbO2 [112], MnO2 [113-118] и Co2O3 [119]. В последнее время предложено использовать смешанные окислы металлов платиновой группы и некоторых других, в частности изоморфные окислы TiO2 H1RuO2 [120—124].
Поведение титановой основы таких электродов при анодной поляризации было изучено на примере платинотитанового анода (ПТА). В растворах, содержащих 300 г/л NaCl, плотность тока на титановой поверхности в 104—105 раз меньше, чем на платине при том же потенциале. Ориентировочно скорость окисления поверхности титана в ПТА [79, 125] составила 0,2—0,4 мкм/год, что близко к скорости окисления титана в анолите хлорного электролизера без анодной поляризации [1261. Изучение кинетики анодного окисления титана продолжается [127]. Если активный слой, наносимый на титан, вступает во взаимодействие с основой электрода, необходимо предпринимать специальные меры для предотвращения образования переходного сопротивления между титаном и активным покрытием электрода [128—130].
Предлагалось также в качестве основы анода при нанесении активных покрытий вместо титана использовать графит [131 ]. При этом снижается первоначальная стоимость электродов, так как цена титана сравнительно велика.
Было предложено наносить на, графит плотный тонкий слой титана или тантала и затем покрывать анод активным слоем [132]. При использовании графита в качестве токонесущей основы анода необходимо на графит наносить плотное покрытие, чтобы предотвратить разрушение графитовой основы электрода в процессе электролиза.
¦N1 -,
МИА обладают большими преимуществами перед графитовыми анодами, так как позволяют иметь постоянное расстояние между
-.^^.электродами в течение всего времени работы электролизера. Это обеспечивает постоянство напряжения на электролизере и стабильный температурный режим работы электролизера. В электролизерах ч$ ртутным катодом отпадает необходимость в опускании анодов
