ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Электросинтез хлоратов из "Прикладная электрохимия" Соли хлорноватой кислоты, или хлораты, находят широкое применение в органическом синтезе, пиротехнике, в производстве гербицидов, а также высших кислородных соединений хлора — перхлоратов. [c.180] Наибольшее значение имеют хлэраты натрия и калия (бертолетова соль). [c.180] Условия электролиза. Промышленное производство хлоратов организовано с применением графитовых, а также некоторых металлоксидных анодов. Наиболее существенным недостатком графитовых анодов является их значительный износ, который зависит от плотности тока, pH раствора и температуры. Показано, что износ графитовых анодов резко возрастает в интервале анодных плотностей тока 0,8—1,0 кA/м , что соответствует превышению некоего критического потенциала, равного 1,6 В. Любое изменение условий электролиза, связанное с изменением потенциала графитового анода в сторону более положительных значений чем 1,6 В, вызывает резкое усиление износа. [c.181] Износ графитового анода резко возрастает при повышении температуры от 40 до 50 °С. При пропитке льняным маслом износ графитовых анодов уменьшается в 3 раза по сравнению с износом непропитанных анодов. В оптимальных условиях износ графитовых анодов составляет 6—8 кг/т хлората. [c.181] Значительно меньше разрушаются в процессе электросинтеза хлората магнетитовые аноды. [c.181] В последнее время в производстве хлоратов уделяется большее внимание применению ОРТА. Композиционное покрытие нз оксидов рутения и титана может быть нанесено как на сплошную, так и на сетчатую титановые основы. [c.181] Весьма перспективными в производстве хлората являются аноды из электроосажденного на титановую основу диоксида свинца. Износ таких анодов в несколько раз меньше, чем износ графитовых анодов, и составляет 0,8—1,0 кг/т хлората. [c.181] Используются также титановые аноды, покрытые тонким слоем платины (несколько мкм). [c.181] Плотность тока зависит от материала анода. На графитовых анодах плотность тока должна соответствовать потенциалу ниже критического. [c.181] Проведение электросинтеза хлората в более интенсивном режиме, т. е. при более высоких плотностях тока, возможно при использовании малоизнашивающихся анодов. Высокие выходы по току сохраняются при плотностях тока 1,5—3,5 кА/м на ОРТА, платино-титановых и диоксидносвинцовых анодах. [c.181] В связи с тем, что хлорат образуется в результате не только электрохимической, но и химической реакции, процесс характеризуется помимо электродной и объемной плотностью тока (или концентрацией тока). [c.181] Оптимальное значение pH расгвора соответствует соотношению между концентрациями гипохлорита и хлорноватистой кислоты, при котором скорость химической реакции между этими веществами с образованием хлората является максимальной. [c.182] Концентрация хлорида натрия в конце электролиза зависит от материала анода. При использовании графитовых анодов концентрация хлорида в растворе, вытекающем из электролизера, должна -быть не ниже 100—120 г/л во избежание увеличения доли тока на выделение кислорода и износа анода. При электролизе с малоизнашивающимися анодами допускается обеднение раствора по содержаниьэ хлорида до 50 г/л. Концентрация хлората составляет 350—375 г/л. [c.182] Если для выделения хлората используют вымораживание, то исходный раствор содержит 200 г/л Na l, 340 г/л Na lOa и 3— 8 г/л бихромата, а содержание хлората после электролиза достигает 550—600 г/л. [c.182] Температура подвергаемого электролизу раствора зависит от материала анода. Скорость химической реакции образования хлората существенно возрастает три повышении температуры раствора. Однако на графитовых 1нодах нельзя вести электролиз при температурах выше 40 °С вследствие резкого возрастания износа анода. [c.182] Применение малоизнашивающихся анодов позволяет повысить температуру до 70—80°С, что существенно увеличивает вклад химической реакции в образование. ХЛОрата, СНИЖает Напряжение на электролизере и расход электроэнергии вследствие уменьшения падения напряжения в электролите и перенапряжения водорода на катоде. [c.182] Конструкции электролизеров. В промышленности применяют как монополярные, так и биполярные электролизеры. [c.183] На рис. 2.48 показана конструкция отечественного монополярного электролизера с графитовыми анодами 9 и охлаждаемыми катодами 8. Последние выполнены в виде двойной гребенки из плоских прямоугольных коробок, присоединенных к коллекторам, по которым протекает охлаждающая вода. Корпус 1 изолирован от крышки 2 прокладками 3. Головки анодов и стояки для подачи воды проходят через крышку. Отдельные аноды над крышкой соединены с анодными шинами, которые в свою очередь присоединены к общей токоподводящей шине 4. Ток к катода1М подводится через стояки для охлаждающей воды. Герметизация мест вывода анодов и стояков достигается с помощью битумной заливки 6, которая находится в коробах 5. Корпус электролизера гуммирован. Электролизер данного типа рассчитан на нагрузку 20—25 кА при анодной плотности тока 1 кА/м и объемной плотности тока 10 А/л. [c.183] В последнее время намечается тенденция к увеличению доли хлората, образуюш,егося в результате химической реакции между гипохлоритом и хлорноватистой кислотой. Поэтому создаются установки, в которых при электролизе образуются растворы, содержащие гипохлорит и хлорноватистую кислоту. Реакция между этими соединениямл протекает в основном вне электролизера. Одна из таких у тановок разработана французской фирмой Кребс, ее схема показана на рис. 2.50. [c.184] В электролизерах 1 протекает электролиз с образованием гипохлорита и хлорноватистой кислоты. Электролит за счет подъемной силы водорода, образующегося на катоде, поднимается по трубам 2 и поступает в сепараторы 3, где отделяется от жидкости. Далее электролит поступает в бак 4, где при повышенной температуре идет химическая реакция образования хлората. После накопления хлората до концентрации 550—600 г/л раствор отводят по трубе 5. [c.185] Вернуться к основной статье