анод для фторного среднетемпературного электролизера
Классы МПК: | C25B11/12 электроды на основе углерода |
Автор(ы): | Варфоломеев Л.И., Зусайлов Ю.Н., Корючкин В.Н., Новокшенов В.Ф., Плеханова И.С., Сапожников М.В., Тихомолов Ю.В., Чугунов Ю.И. |
Патентообладатель(и): | Ангарский электролизный химический комбинат |
Приоритеты: |
подача заявки:
1981-06-11 публикация патента:
20.10.1997 |
Изобретение касается электрохимического получения фтора, а конкретно - анодов, используемых во фторных среднетемпературных электролизерах. Аноды выполнены из угля, причем уголь содержит две модификации. Одна модификация окисляется в неизотермических условиях в интервале 580 - 660oC и составляет 47 - 53 мас.% анода. Вторая модификация окисляется в неизотермических условиях в интервале 670 - 720oC. 1 ил., 1 табл.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3
Формула изобретения
Анод для фторного среднетемпературного электролизера, выполненный из угля, отличающийся тем, что, с целью увеличения срока службы анода, уголь содержит две модификации с содержанием одной из модификаций, окисляющейся в неизотермических условиях в интервале 580 660oС, 47 53 мас. а остальное вторая модификация, окисляющаяся в неизотермических условиях в интервале 670 720oС.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к области электрохимического производства фтора и касается методов контроля качества материала коксовых обожженных пластин, используемых для изготовления анодов. В современном электрохимическом производстве фтора в качестве анодов фторных среднетемпературных электролизеров используются коксовые пластины обожженные, физико-химические и механические показатели которых определяются техническими условиями, в соответствии с которыми контролируются кажущийся удельный вес, механическая прочность на сжатие, пористость, удельное электросопротивление (см. например, "Пластины коксовые обожженные"ТУ 48-12-34-76", регистрационный номер 155428 от 19.07.76, Министерство цветной металлургии СССР). Практика эксплуатации среднетемпературных фторных электролизеров показывает, что срок службы анодов колеблется в интервале от 500 до 20000 ч. Этот факт не отвечает требованиям современного производства к надежности и продолжительности работы оборудования, согласно которым средний пробег электролизной установки должен составлять 40000 50000 ч. Из этого следует, что показателей качества коксовых пластин обожженных, установленных требованиями ТУ 48-12-34-76, недостаточно для обеспечения надежной работы анодов фторных среднетемпературных электролизеров. Целью настоящего изобретения является оценка химической стойкости материала коксовых обожженных пластин и повышение срока службы изготовленных из них анодов фторных электролизеров. Поставленная цель достигается тем, что в дополнение к контролю физико-механических свойств материала коксовых пластин, используемых для изготовления анодов фторных среднетемпературных электролизеров, определяется термоокислительная стойкость материала пластины к кислороду воздуха в неизотермических условиях. Химическая стойкость углеродного материала в расплаве трифторида калия зависит от степени упорядоченности его кристаллической структуры (графит в качестве анодного материала фторных среднетемпературных электролизеров не стоек). Рентгеноструктурным анализом установлено наличие в структурах коксовых обожженных пластин двух кристаллических форм: упорядоченной, близкой к графиту, и неупорядоченной, близкой к коксу. Определение термоокислительной стойкости материала пластины по кривой скорости окисления материала пластины позволяет выявить количественное соотношение структурных составляющих и в дополнение к характеристикам, регламентируемым ТУ 48-12-34-76, определит преимущественное наличие той или иной составляющей компоненты. На кривой скорости реакции окисления (на дериватограмме или масс-спектрограмме) регистрируются два максимума. Первый, относящийся к интервалу окисления 580 660oC, характеризует содержание неупорядоченной структуры, второй, относящийся к температурному интервалу 670 720oC, определяет количество упорядоченной структуры. Количественное соотношение структурных компонентов определяется стойкостью анодного материала. Для анализа берется навеска материала коксовой пластины не более 20 мг, просеянной через сито с размером ячейки 63 мкм, что необходимо для проведения реакции окисления материала в кинетической области. Скорость нагрева от 400oC до 800oC анализируемой пробы выбирается в интервале 2,5 - 10oC в минуту с учетом разрешающей способности прибора. На графике (см. рисунок) изображен вид кривой зависимости реакции окисления материала коксовых пластин, где кривая 1 определяет изменение скорости реакции окисления материала коксовой пластины в зависимости от времени в минутах, 2 первый максимум H1, соответствующий интервалу температур 580 660oC, 3 второй максимум H2, соответствующий интервалу температур 670 720oC. Содержание упорядоченной структуры в материале коксовой пластины определяется соотношением
Класс C25B11/12 электроды на основе углерода