ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Аноды из искусственного графита из "Электролизеры с твёрдым катодом" В данном разделе мы ограничимся рассмотрением анодов из искусственного графита, который, как отмечалось ранее, является единственным анодным материалом, практически применяемым сейчас в хлорной промышленности. Кратко будут рассмотрены также платино-титановые аноды, которые в будущем могут найти применение в промышленной электрохимии. [c.108] Технология изготовления угольных и графитированных анодов описана в литературе . [c.108] Искусственный графит обладает свойствами, которые делают его пригодным для использования в качестве анодного материала в ряде электрохимических процессов. Графитовые аноды имеют достаточную химическую стойкость, сравнительно хорошую электропроводность и высокую механическую прочность. От угольных электродов графит отличается высокой степенью чистоты, значительно меньшим содержанием золы и кристаллической структурой. Большинство примесей улетучивается в процессе графитации при температуре около 2200°С. Искусственный графит хорошо поддается механической обработке, поэтому изделиям из графита можно придать необходимую геометрическую форму, удобную для конструирования анодного блока электролизера. [c.108] Перенапряжение выделения хлора на графитовых анодах сравнительно невелико. В условиях работы промышленных хлорных электролизеров оно практически мало отличается от перенапряжения выделения хлора на платиновых анодах (если электролиз на платиновых анодах ведется при низком pH) и существенно. меньше, чем на магнетитовых анодах (на 0,3—0,5 в). [c.108] Исследованию зависимости скоро- = сти разрушения графитовых анодов от различных факторов посвящено много работ - 2. [c.109] Наиболее важна зависимость скорости разрушения графитового анода от кислотности анолита. Исследования показали °, что скорость износа графита резко у.меньшается при повышении кислотности анолита от нуля до 0,01 г-экв/л, а прн дальнейшем возрастании кислотности остается практически постоянной (рис. 25). При неизменной концентрации хлорида кислотность анолита определяет условия разряда кислорода. При кислотности, превышающей 0,01 г-экв/л, выделение кислорода связано с разрядом молекул воды и мало меняется с изменением кислотности. [c.109] Одним из эффективных путей повышения кислотности может быть введение в электролизер вместе с рассолом соляной кислоты в том или ином виде. Наконец, при гидролизе хлора, растворенного в анолите, кислотность рассола повышается вследствие образова1гия соляной и хлорноватистой кислот. Однако все перечисленные процессы, вызывающие увеличение концентрации ионов , обусловливают эквивалентное снижение выхода хлора по току, а в дальнейшем, при поступлении анолита в катодное пространство, — и выхода щелочи. [c.110] Кислотность анолита можно также поддерживать на определенном уровне при подаче в электролизеры кислого рассола. [c.110] Такой способ регулирования кислотности неоднократно предлагался и проверялся в опытных и производственных условиях. При питании электролизеров кислым рассолом наблюдалось усиленное разрушение асбестовых волокон диафраг.мы кислым анолитом, выщелачивание магния из асбеста и осаждение Мд(0Н)2 в толще диафрагмы, где электролит щелочной. Насколько нам известно, проводившиеся в этом направлении опыты пока не позволили увеличить выход по току и снизить удельный расход графита. [c.110] Расход кислоты в анодном пространстве определяется прежде всего затратами ее на нейтрализацию ионов ОН, поступающих из катодного пространства. Как известно, даже при средней скорости противотока, превышающей скорость движения ионов ОН , они проникают в анодное пространство вследствие неравномерной скорости протекания электролита через поры диафрагмы. С повышением концентрации щелочи в католите количество гидроксильных ионов, поступающих в анодное пространство, возрастает. [c.110] Кислотность анолита в электролизере устанавливается в результате одновременного протекания перечисленных выше процессов. В электролизере, работающем с высоким выходом по току, всегда устанавливается более низкий pH, чем в электролизере с пониженным выходом по току. [c.111] При электролизе с платиновыми анодами из-за большого перенапряжения выделения на них кислорода по сравнению с перенапряжением на графите реакция (8-1) протекает с очень малой относительной скоростью. Вследствие этого в анодном пространстве устанавливается значительно более высокий pH электролита, чем в таких же условиях в электролизере с графитовыми анодами. [c.111] Таким образом, величина кислотности анолита отражает совокупность процессов, протекающих в электролизере и влияющих на выход по току и скорость окисления графитовых анодов. Поскольку выход по току зависит от концентрации щелочи в католите (стр. 74), зависимость износа анодов от концентрации NaOH и от выхода по току имеет одинаковый характер. [c.111] Зависимость износа анодов от выхода по току и от степени превращения хлорида в гидроокись показана на рис. 26 и 27, а. [c.111] Примерно аналогичны показатели работы и отечественных хлорных цехов . [c.111] Зависимость износа анодов от концентрации Na l в аноли- те приведена на рис. 27,6. По этим же данным скорость окис- ления анодов возрастает с повышеинем температуры. [c.111] Удельный расход графита при различной температуре показан на рис. 27,в. [c.112] Для объяснения механизма влияния сульфатов на износ анода высказано предположение , что ионы 80 сорбируются на поверхности графита, тормозя разряд ионов СГ и ОН , и потому создаются условия для разряда молекул воды и увеличения доли тока, расходуемого на выделение кислорода. Вследствие пористости графита электрохимические процессы происходят не только на наружной поверхности электрода, но и в известной степени в его глубине, на поверхности пор. Чем глубже расположены поры, тем меньше их участие в этих процессах . [c.113] В табл. 27 приведены результаты измерения потенциала графитового анода на различной глубине от его наружной поверхности. [c.113] Толщина графитового анода, на которой расходуется 99% тока при его габаритной плотности 1000 а/м , по расчетам составляет 1 мм. Из приведенных выше данных следует, что потенциал и соответственно плотность тока в порах анода быстро уменьшаются от наружной поверхности в глубину электрода. [c.113] Вернуться к основной статье