ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Свойства платины и металлов платиновой группы из "Электродные материалы в прикладной электрохимии" С начала развития промышленной электрохимии стремились работать с возможно более стойкинш анодными материалами. Металлы платиновой группы и их сплавы привлекали к себе внимание как материалы для изготовления анодов. Платина и ее сплавы, особенно с иридием, довольно широко применялись в прикладной электрохимии. Высокая коррозионная стойкость при анодной поляризации в различных электролитах и приемлемые физико-механические свойства платины обеспечили ее широкое использование как анодного материала. [c.136] В начале разви1ия производства хлора и каустической соды электролизом водных растворов поваренной соли платиновые аноды использовали и при электролизе с ртутным катодом, и нри электролизе с твердым катодом и диафрагмой. На одном из первых в нашей стране хлорном заводе в Донсоде, работавшем по методу электролиза с ртутным катодом, длительное время использовали платиновые аноды. Вместо чистой платины часто применяли ее сплавы с иридием (10%) [1 . [c.136] Платиновые аноды использовали также и в производстве хлоратов натрия и калия. Из-за высокой стоимости платины при конструировании электродов приходилось всячески ее экономить. Поэтому платиновые аподы изготовляли из тонкой проволоки, сетки или фольги со сложными устройствами для подвода и развода тока, а также для защиты токоподводов и контактов. [c.136] Различные варианты конструкций анодов из платиновой или платиноиридиевой проволоки, сетки или фольги выдерживали конкуренцию с другиАги анодными материалами только в тех производствах, где их нельзя было заменить другими анодами без использования дорогих и дефицитных платиновых металлов. Поэтому после разработки методов получения магнетитовых и, особенно, графитированных анодов, последние полностью вытеснили платиновые аноды из производства хлора, каустической соды и хлоратов. В производстве А-лоратов, особенно хлората калия, долгое время использовали магнетитовые аноды, по и они были вытеснены графитовыми. [c.136] Попытки найти другие электродные материалы, достаточно стойкие в условиях перечисленных электрохимических производств, оказались успешными только для электрохимического окисления хлоратов до перхлоратов, для которых разработаны и рекомендованы титановые аноды с активным слоем из РЬОп, осаждаед1ым из азотнокислого электролита [2 . Предложено такн е нанесение слоя РЬО.з на графитовую основу электрода [3 . [c.137] Для производства хлорной кислоты, перекиси водорода и некоторых других процессов платина и в настоящее время является единственным материалом для изготовления анодов. Разработка платинотитановых аподов (ПТА) для этих процессов позволяет создать удобную и рациональную форму анода и значительно уменьшить расход платины. [c.137] Платинированные титановые аноды (ПТА) используются в промышленных условиях во многих других процессах вместо платиновых. ПТА успешно применяют для получения гипохлорита натрия и в частности прямым электролизом растворов поваренной соли [4]. При высокой коррозионной стойкости они имеют малое перенапряжение выделения хлора и высокое перенапряжение выделения кислорода. ПТА применяют также в гальванотехнике вместо платиновых анодов [5], в процессе электролиза морской воды, в установках по обессоливанию морской или сильно минерализованных вод [6], в электрохимических установках обезвреживания промышленных сточных вод, при электролизе щелочных карбонатных растворов для получения водорода и кислорода [7], в производстве особо чистой алюминиевой фольги для радиотехнической промышленности и ряде других процессов. [c.137] Хотя в некоторых из перечисленных процессов можно, очевидно, применять и более дешевые аноды на основе двуокиси рутения, но по надежности, и устойчивости в работе они бесспорно уступают ПТА. [c.137] Платина — распространенный анодный материал для систем катодной защиты морских судов от коррозии. [c.137] Технико-экономические расчеты показали, что, несмотря на высокую стоимость платины и большие капиталовложения по сравнению с графитовыми анодами, при использовании ПТА в хлорной промышленности снин ается себестоимость хлора и каустической соды. Препятствием для использования ПТА в хлорной про.мышлен-ности являются дефицитность платины и действующие меры по ограничению ее расхода в промышленности. [c.137] ПТА широко применяют вместо платиновых анодов в тех отраслях прикладной электрохимии, где платина как анодный материал не может быть заменена другими материалами. [c.138] Хотя после появления окиснорутениевых анодов интерес к ПТА для процесса электролиза водных растворов поваренной соли снизился, работы по усовершенствованию этого типа электродов продолжаются. В последнее время опубликовано много предложений по использованию в качестве анода в электролизерах для получения хлора и каустической соды, а также хлоратов титановых анодов, покрытых слоем платины или других металлов платиновой группы и их сплавов [8]. [c.138] При производстве хлоратов с платиновыми или платинотитановыми анодами расход платины составляет 5—6 г/т Na lOj, а по другим данным даже 1—2 г/т Na lOa [9]. При этом содержание кислорода в электролитическом газе ниже взрывоопасного предела, выход хлората по току высок, однако при глубоком вырабатывании хлорида получаемый хлорат загрязняется примесями перхлората. [c.138] Платинотитановые аноды (ПТА), полученные гальваническим нанесением на титан слоя платины (толщиной 3 мкм), успешно работали более четырех лет в производстве хлора в электролизерах с диафрагмой (плотность тока 1,3—2,0 kA/ai , расход платины 0,2— 0,5 г/т хлора и более низкий расход электроэнергии по сравнению с графитовыми анодами) [10]. При плотности тока 1,3 кА/м напряжение иа электролизере типа БГК-17 на нагрузку 15 кА, составляло 3,9 В, и такое значение напряжения поддерживалось на этом уровне в течение 4 лет. [c.138] Анодный потенциал, измеренный на графитовом аноде при тех же условиях, составил 1,43—1,54 В, т. е. практически не отличался от потенциала па ПТА. В этих условиях ПТА работал при низком значении pH электролита, определяемом работой графитовых анодов. При повышенип pH потенциал выделения хлора может возрастать на 0,4—0,5 В. При одном и толе же значении pH потенциал на платиновом аноде и ПТА одинаков при равных значениях плоиюсти тока. [c.138] Несмотря на равенство потенциалов ПТА и графитового анода, при использовании ПТА в одинаковых условиях уменьшаются напряжение на электролизере и удельный расход электроэнергии. Это происходит в результате уменьшения потерь напряжения на преодоление сопротивления электролита и тела электрода. 0, обенно сильно это сказывается в конце тура работы электролизеров с графитовыми анодами. В начале испытания напряжение на ячейке с ПТА ниже на 0,5 В, а в конце на 1,2 В по сравнению с ячейкой, где аноды графитовые. [c.139] Возможность повышения плотности тока и меньшая толщина ПТА по сравнению с графитовыми анодами позволяют повысить компактность электролизероь. [c.139] Расход платины увеличивается при перерывах в процессе электролиза. При длительной работе без перерывов расход платины значительно уменьшается. При использовании сплавов платины с иридием можно сократить удельные расходы платины. Высокая стойкость платины позволяет применять в ПТА платиновые покрытия небольшой толщины (2—3 мкм). [c.139] ПТА прошли успешное испытание в процессе получения хлора и каустической соды в электролизерах с ртутным катодом. Основным недостатком ПТА в электролизерах с ртутным катодом является их чувствительность к контакту с амальгамой. При контакте с амальгамным катодом происходит быстрое разрушение платинового покрытия, т. е. отмечается очень малая стойкость покрытия к действию амальгамы [12, 13]. Те же явления наблюдаются яа анодах с активным покрытием на основе двуокиси рутения. [c.139] Вернуться к основной статье