ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Диафрагмы из "Технология электрохимических производств" Требования, предъявляемые к анодным материалам. Аноды хлорной ванны работают в условиях непосредственного соприкосновения с весьма химически активными веществами, какими являются влажный хлор, кислород в момент выделения, соляная и хлорноватистая кислоты. Поэтому основным требованием к материалу анодов является их химическая устойчивость. Кроме того, материал анода должен способствовать разряду ионов С1 , т. е. перенапряжение хлора на нем должно быть наименьшим, материал анода должен иметь хорошую электропроводность, механическую прочность и должен легко обрабатываться. [c.275] Для изготовления анодов применяли платину, уголь, магнетит. В настоящее время применяют исключительно искусственный графит. Каждый из этих материалов имеет свои достоинства и недостатки. Платина лучше всего удовлетворяет поставленным требованиям. Основным ее недостатком является высокая стоимость. Для сокращения затрат на платину аноды изготовляли из тонкой платиновой фольги или сетки и работали с большой плотностью тока (до 3000 Подвод тока к тонким и хрупким электродам был весьма сложен и осуществлялся с помощью большого количества припаянных тонких платиновых проволочек. Для повышения стойкости платины ее сплавляли с 10% иридия. Тонкие платиновые электроды в условиях большой плотности тока давали повышенное напряжение на ванне. [c.275] Магнетитовые электроды изготовляют из плавленой закись-окиси железа Рёз04. Сырьем служит железная руда или колчеданные огарки. Магнетитовые электроды обладают высокой химической стойкостью, но малой электропроводностью. Удельное сопротивление магнетита колеблется от 0,036 до 1,32 ом см. Кроме того, магнетит дает высокое перенапряжение для хлора, очень хрупок и не поддается механической обработке. Для хлорных ванн магнетитовые аноды отливали в виде полых круглых стержней, открытых с одного конца. Для увеличения электропроводности стенки электрода с внутренней стороны покрывали гальванически слоем меди. [c.275] Угольные электроды нашли более широкое распространение и в некоторых ваннах применялись долгое время. Однако, обладая малой устойчивостью и легко окисляясь кислородом, они загрязняли хлор большим количеством углекислоты. Вместе с тем в ванне получалось много угольного шлама, засорявшего диа-. фрагму. Электропроводность угольных электродов мала. Удельное сопротивление их колеблется от 0,0042 до 0,012 ом. [c.275] Способ изготовления и свойства графитовых электродов. [c.276] Сырьем для изготовления графитовых электродов служат различ- ные углеродистые материалы антрацит, ретортный и нефтяной кокс, графит, каменноугольные смолы и пек. Углеродистый материал предварительно дробят на вальцовых дробилках до кусков величиной от 30 до 50 мм и затем направляют на прокалку в газовые или электрические шахтные печи. Цель прокалки — удаление углеводородов и влаги, повышение плотности и электропроводности сырья. Прокаленный материал далее поступает на размол в шаровых мельницах до величины зерен менее 1 мм. После размола долл на преобладать фракция с величиной зерен 0,5—0,1 мм. Размолотый материал поступает на сито для рассева на отдельные фракции по крупности помола и направляется, проходя иногда магнитную сепарацию, на хранение в бункеры. Из бункеров он поступает на дозировку и смешение. Дозировку углеродистых материалов производят по весу. [c.276] К сухим углеродистым материалам в качестве связующего вещества добавляют каменноугольную смолу или пек и всю массу при 80—105° тщательно перемешивают в месильных машинах. Дозировка и подбор гранулометрического состава углеродистых материалов, так же как и смешзние, являются весьма ответственными операциями, во многом определяющими качество будущих электродов. Хорошо перемешанная тестообразная пластическая масса поступает на гидравлические прессы, где под давлением 300—400 ат прессуются электроды. [c.276] Прессование производят в глухих матрицах, или массу выдавливают через мундштук. Полученные на прессах сырые, так называемые зеленые электроды вылеживаются для охлаждения и затем поступают на обжиг. [c.276] Обжиг производят в газовых или электрических печах сопротивления. В зависимости от масштаба производства применяют или однокамерные периодические газовые печи, или непрерывно работающие многокамерные и туннельные печи. При обжиге смолистые продукты, добавленные к углеродистым материалам как связующее, коксуются, цементируя своим коксом зерна углеродистых порошков. Так как при обжиге электродов выделяются летучие продукты, то температура в печи должна повьш1лться очень медленно. В противном случае получается большой брак по той причине, что газообразные продукты, не успевая выделяться из толщи электродов, искривляют и разрывают их. Режим обжига зависит от вида примененного связующего. [c.276] Обычно процесс обжига разделяют на четыре периода. [c.276] Обожженные угольные электроды представляют собой плотную, прочную массу, издающую металлический звук при ударе и довольно трудно поддающуюся механической обработке. После очистки и обдирки поверхности они готовы. [c.277] Для получения графитовых электродов угольные электроды подвергают второму обжигу при температуре около 2300—2400 . Во время второго обжига аморфная масса (вернее, мелкие кристаллы графита) угольного электрода кристаллизуется в форму искусственного графита (с более крупными кристаллами). После графнтирования электрод имеет уже явно выраженную кристаллическую структуру. В нем отдельные кристаллы графита связаны за счет действия молекулярных сил по плоскостям спайности кристаллов. [c.277] Графитовые электроды не представляют сплошной монолитной массы, а пронизаны по всей толще мельчайшими порами. Пористость электродов выражают отношением (в процентах) объема, занимаемого порами, ко всему объему электрода. Пористость является важной характеристикой электродов. [c.277] Критерием качества угольных и графитовых электродов является их стойкость в условиях электролиза. Определенных требований в этом отношении еще не установлено. Обычно стойкость испытуемых электродов сравнивают со стойкостью в тех же условиях лучших образцов. [c.277] Некоторыми исследователями установлено, что стойкость угольных электродов увеличивается с повышением температуры обжига их выше 1200°. На стойкость графитовых электродов значительное влияние оказывают физико-химические свойства исходного сырья и гранулометрический состав шихты. [c.277] Пористость электродов также является важным фактором, определяющим стойкость электродов с увеличением пористости электродов их стойкость уменьшается. Стойкость угольных электродов в условиях электролиза хлористых натрия и калия в два-три раза меньше, чем графитовых, пористость их больше, а электропроводность меньше. Угольные электроды значительно хуже поддаются механической обработке. [c.278] Сравнительные свойства угольных и графитовых электродов приведены е табл. 41. [c.278] При работе с угольными или графитовыми анодами в хлоре всегда присутствует большее или меньшее количество углекислоты. Содержание углекислоты тем больше, чем выше температура, чем ниже выходы по току и чем менее устойчивы аноды. При частичном выгорании углерода связь между остальными частицами анода ослабевает и от электрода начинают отрываться мелкие частицы углерода. Этот процесс осыпания или дезагрегации электродов происходит тем сильнее, чем менее однороден и более крупнозернист электрод по своему строению. Угольные электроды, где отдельные зерна графита связаны менее прочно, чем в графитовых, а сама масса электрода более крупнозерниста, при разрушении значительно сильнее осыпаются, чем графитовые электроды. [c.278] Данные, характеризующие разрушение от сгорания и осыпания графитового и угольного электродов, приведены в табл. 42. [c.278] При разряде иона из раствора в отсутствие других ионов. [c.279] Вернуться к основной статье