Производство хлора, каустической соды и неорганических хлорпродуктов - Якименко Л.М.
Скачать (прямая ссылка):
' ' '¦ J
л;-Vі ¦
-5?
«процессе работы, что резко экономит трудовые затраты.
При использовании МИА достигается снижение напряжения на ^щчейке и может быть получена экономия электроэнергии. Эти преимущества обусловлены применением активного покрытия с более низким ||;даачением потенциала выделения хлора, чем на графите, и созданием конструкции анода с облегченным отводом газовых. пузырьков из доны прохождения тока. Такой анод исключает загрязнение хлора продуктами разрушения графита и позволяет снизить требования
щ. качеству применяемого рассола по содержанию примеси сульфатов. Наибольшее внимание привлекает идея разработки малоизнаши-«Дающихся анодов без использования дорогих и дефицитных металлов ЖШшатиновой группы. Известно, что для производства хлората натрия разработаны и широко используются в промышленности пере-щ|>кисно-свинцовые аноды на титановой или Графитовой основе {133, 134]. Однако для электролиза водных растворов хлоридов
щелочных металлов с целью получения хлора и каустической соды ^ пока не удалось разработать подобные аноды. Работы в этом направлении продолжаются, в качестве активного покрытия используются композиции на основе окислов свинца, марганца, железа, кобальта
>v і.
В"
№
и других металлов.
В настоящее время практическое развитие получили работы по I созданию МИА на основе металлов платиновой группы и в первую очередь платины и рутения.
Первым шагом в создании малоизнашивающихея анодов (МИА) были разработка и испытание в процессе электролиза хлоридов щелочных металлов.? промышленное использование в катодной защите ив некоторых электрохимических процессах анодов из титана, покрытого активным слоем металлов платиновой группы или их сплавов (ПТА). Хотя после появления окиснорутениевых анодов интерес к ПТА снизился, однако и в последнее время продолжается интенсивная работа по усовершенствованию этого типа электродов. В последнее время опубликовано много предложений по применению в качестве анода в электролизерах для получения хлора и каустической соды титана, покрытого слоем платины или других металлов платиновой группы или их сплавов [135—141].
Предложено активное покрытие йз сплава рутения с платиной иди родием, а также сплавы титана с марганцем и железом, в которых часть железа может быть заменена металлами платиновой группы или такими металлами, как Ni, Со, Mn, Cr, V, Mo [138]. Предложены различные формы электродов — сетчатые, пластинчатые, перфорированные [142—144]. Сообщается, что при нанесении слоя из металлов платиновой группы на основу из пористого титана или тантала
получают электроды, стойкие в условиях периодического контакта с амальгамо^ натрия [145].
Для улучшения адгезии металла платиновой группы к титану и снижения потенциала выделения хлора на электроде предложено предварительно обрабатывать титан в расплаве хлоридов [146J натрия, калия или их смесей, покрывать титан слоем платины, содержащей 0,01—0,1% висмута [147] и другие примеси [148], либо двумя слоями платины с различными добавками к электролиту [149] с последующей термообработкой активного слоя после его нанесения на титановую основу [150].
Было предложено наносить на титан тонкий слой платины в вакууме с последующим гальваническим покрытием электрода платиной или другими металлами платиновой группы [151].
Возможность повышения плотности тока и меньшая толщина ПТА по сравнению с графитовыми анодами позволяют создавать более компактные электролизеры.
Много работ посвящено изучению стойкости платины и других металлов платиновой группы при анодной поляризации их в растворах хлоридов. Исследовалось электрохимическое поведение титана, покрытого платиной, родием, иридием [152, 153], а также сплавами платины с иридием [154] и сплавами с палладием [155, 156]. Сплавы платины с иридием отличаются от чистой платины значительно большей стойкостью при электролизе. Так, при электролизе 32%-ной соляной кислоты доля тока, расходуемая на растворение платинового анода, составляет около 5%, а при применении сплава из платины^ с 10% иридия эта доля снижается до 0,9% [157].
Установлено сильное влияние на износ платины добавок к электролиту органических веществ [158—160]. Скорость коррозии платины уменьшается при длительном ведении процесса ^электролиза, и, наоборот, коррозионное разрушение увеличивается при перерывах TOKa[Hl, 161-163].
В условиях проведения электролиза водного раствора NaCl (270 г/л) при 80 °С и плотности тока 0,1 А/см2 скорость растворения платины составляет 2—5 •1O- 9 А/см2 [161]. Очень высокая стойкость платины и ее сплавов с иридием затрудняет точное определение скорости анодного растворения активного покрытия. Исследование с применением радиоактивных изотопов платины [125, 161, 164] позволило установить скорость растворения платины в условиях анодной поляризации и влияние на нее длительности процесса электролиза, перерывов тока, значения анодного потенциала и других факторов. При удовлетворительной устойчивости платинового и особенно платиноиридиевого покрытия титана в условиях анодного выделения хлора отмечалась очень малая устойчивость таких покрытий к действию амальгамы [165]. Для защиты активного покрытия из металлов платиновой группы от разрушения при контакте с амальгамой предложено наносить на анод пористый защитный слой, например, из магнетита, титана, сульфата магния [166] или применять анод из пористого титана с нанесением активного покры-
