Способ изготовления анода для электролитического получения диоксида марганца

 

Изобретение относится к производству анодов, используемых для электролитического получения диоксида марганца. Целью является увеличение срока службы, упрощение технологии изготовления и регенерации анода, улучшение качества целевого продукта. Указанная цель достигается развитием поверхности основы при нанесении макроуглублений произвольной формы, имеющих ширину 1,5 - 2,5 мм, глубину 1,5 - 3,0 мм и занимающих 10 - 90% геометрической поверхности, на всю поверхность наносят микроуглубления, имеющие форму выемок глубиной от 0,04 до 0,05 мм. В качестве защитного слоя используют β-диоксид марганца. 1 ил., 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s С 25 В 11/10. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4460187/26 (22) 11.05.88 (46) 07,07.91. Бюл. М 25 (71) Институт неорганической химии и электрохимии АН ГССР (72) Л.Н.Джапаридзе, Т,А.Чахунашвили, Е.А. Калиновский, Ж.М. Кебэдзе, Ф.Э.Динкевич, 3.Я.Кервалишвили, Ю.К.Россинский, Н.В,Гринберг, Т,В.Роква, Э.M.Ñòðèõà, В.А,Дрозденко и Э.А.Богданов (53) 621.3.035.2(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

%655746, кл. С 22 В 11/10, 1978. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АНОДАДЛЯ

ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОГО ПОЛУЧЕНИЯ

ДИОКСИДА МАРГАНЦА

Изобретение относится к электрохимическим производствам, в частности к производству анодов, используемых для получения диоксида марганца электролиэом.

Цель изобретения — увеличение срока службы, упрощение технологии изготовления и обеспечение возможности регенерации анода при сохранении качества целевого продукта.

На чертеже приведен анод,-разрез, Укаэанная цель достигается тем, что на поверхность анода, выполненного из титана или его сплава, равномерно наносят макроуглубления произвольной формы, имеющие ширину 1,5 — 2,5 мм, глубину 1,5 — 3,0 мм и занимающие 10 — 90% геометрической поверхности, затем всю поверхность анода покрывают микроуглублениями, имеющими форму выемок глубиной 0,04 — 0.5 мм, с последующим нанесением на нее Р-диоксида марганца.

„„SU ÄÄ 1661247 Al (57) Изобретение относится к производству анодов, используемых для электролитического получения диоксида марганца, Целью является увеличение срока службы, упрощение технологии изготовления и регенерации анода, улучшение качества целевого продукта. Указанная цель достигается развитием поверхности основы при нанесении макроуглублений произвольной формы, имеющих ширину 1,5 — 2,5 мм, глубину 1,5—

3,0 мм и занимающих 10 — 90% геометрической поверхности, на всю поверхность наносят микроуглубления, имеющие форму выемок глубиной от 0,04 до 0,05 мм. В каче. стве защитного слоя используют Р -диоксид марганца. 1 ил., 2 табл.

Макроуглубления имеют произвольную форму и покрывают 10 — 90% геометрической поверхности анода. Макроуглубления имеют ширину 1,5 — 2,5 мм и глубину 1,5 — 3,0 мм. Минимальное значение ширины и глубины макроуглублений принято 1,5 мм, так как при более низких значениях ширины и глубины уменьшается срок службы анода, а выше максимально принятого значения 2,5 мм ухудшается механическая прочность титановой основы анода.

Макроуглубления на поверхности анода получают любым известным способом: механической обработкой на токарном станке, обжимом, вдавливанием, штамповкой и др. При.этом длина макроуглубления может быть произвольной.

Микроуглубления покрывают всю видимую поверхность анода и имеют форму выеМок глубиной 0,04-0,5 мм. Минимальная глубина выемок микроуглублений принята

0,04 мм потому, что более низкое значение

1661247

45 не обеспечивает надежного сцепления слоя двуокиси марганца с титановой основой, а глубина выемок выше 0,5 мм нерациональна, так как при более высоких значениях сцепление ухудшается, Микроуглубления получаются любым известным способом, позволяющим достичь указанную глубину, плазменное напыление — 0,04-0,05 до 0,020,25 мм; дробеструйная обработка — от

0,04-0,05 до 0,1 — 0.15 мм; механическое вдавливание — от 0,1 — 0,15 до 0,4 — 0,5 мм т.д., (табл.1), Микроуглубления обеспечивают хорошее сцепление защитного слоя /3-двуокиси марганца с титановой основой, а макроуглубления позволяют иметь прочносцепленное с основой сравнительно толстое защитное покрытие P Мп02. В совокупности они значительно повышают срок службы анода.

Анод содержит макроуглубления 1, микроуглубления 2, титановую основу 3 и слой ф-двуокиси марганца 4.

Регенерацию отработанных анодов проводят путем их катодной поляризации в

2 — 3 -ном растворе серной кислоты или в обычном рабочем электролите, применяемом для получения электролитического диоксида марганца с последующим нанесением микроуглублений и Р-двуокиси марганца, Изготовленные таким образом аноды испытывают в процессе электролиза с получением на них диоксида марганца. С каждым анодом электролиз проводится в течение нескольких циклов. Режим электролиза и состав электролита были форсированными относительно принятых . оптимальных значений этих характерных показателей процесса осаждения МпО . Во всех экспериментах в качестве материала катода используется свинец. Результат каждого испытания оценивается по конечному напряжению на электролизере, выходу по току и существующему ГОСТУ, В табл.2 приведены примеры испытания в различных условиях анодов, изготовленных по предлагаемому способу.

После окончания каждого цикла электролиза осадок электролитического диоксида марганца механически отбивается с анода и анализируется.

При многократном применении анода повреждения защитного слоя Р-Мпог не наблюдается. От цикла к циклу анод сохраняет активное состояние к процессу электроосаждения диоксида марганца, Ориентировочный срок службы анода без регенерации 4 — 5 лет, а с регенерацией — не менее 20 лет. Для известного анода срок службы составляет 4 — 5 лет.

Эффективность анода, изготовленного предлагаемым способом, заключается в том, что при увеличении срока службы и воэможности его многократного применения процесс получения электролитического диоксида марганца удешевляется еще и за счет того, что изготовление анода осуществляется по упрощенной технологии с применением механизированных средств и не требует использования дефицитных и дорогостоящих материалов, отрицательно влияющих на качество целевого продукта.

Формула изобретения

Способ изготовления анода для электролитического получения диоксида марганца, включающий механическую обработку основы из титана или его сплава для создания развитой поверхности с последующим нанесением на поверхность защитного слоя, отличающийся тем, что, с целью увеличения срока службы, упрощения изготовления и обеспечения воэможности регенерации анода, при механической обработке на поверхности выполняют макроуглубления произвольной формы, имеющие ширину 1,5-2,5 мм, глубину 1,5 — 3,0 мм и занимающие 10-90 видимой поверхности, а затем на всю поверхность наносят микроуглубления, имеющие форму выемок глубиной 0,04-0,05 мм, причем в качестве защитного слоя используют Р-диоксид марганца.

1661247

Таблица 1!

Иеха ниче с кая

Качество защитного покрытия

Сплошность Качество покрытия

Не обеспе- Сплошное чивается

Прочная

УхудшаетИмеются ся

Сохраняется

Отсутствие Прочное

1,5

2,0

2,5

Ухудшается

3,0

То же

То же

3,5

Глубина, мм

Ухудшается Прочная

Сплошное

Отсутствие Прочное

1,0

1,5

2,0

2,5

Сохраняется Прочная

Сплошное

Отсутствие Прочное

3,0

То же

3,5

То же

То же

4,0

Ухудшается Прочная

Отсутствие Не обеспечи- Сплошное вается

0,02

Сохраняется То же

Прочное

0,04

То же

0,06

0,10

0 25

0,50

Ухудшается

0,60

0,70

Характеристика углублений основы анода

Макроуглубления

Ширина, мм

1,0

Микроуглубления

Глубина выемок, мм

Наличие трещин

Сцепле ни е с основой

Не обеспечивается

Не обеспечивается покрытия после отбивки ЭДМ

Сохраняется

То же прочность основы анода

Недостаточно прочная

Недостаточно прочная д!

Р, л

С4 л

1С> л о

О О

О1 м л

О\! оУ.

1 ! о л о

133«

cd Q) iС cn л

I -4

О

О 1

t+ л м г. ч г л

С4

1 о

I 0J Д о х

Ж Q цo1iж ехойх л

О

С 4 CO м

1С) л

Д

I о

Ф

o s и с4 г о о о

С(I

6!

Q) л

И

<и 1о

1. O м

Сп г

СЛ

o ca

CQ о

C0 «

1 м

CO О 1 м о

Э У а о

С 4

<Л ф и о о

1 о

1

Ф

0) -- (((л

1 !

А л

К 0)

cd !» !»

Мхи ю о о! хь! 4

cd r4

О и A Х

Л вЂ” "1

1661247

С3 л О1 о о сл о

О1 (7l О С 4 Г (л О

1 I

М О .- 1 (:Л, СЬ

О

% л л г м

I Cn л л («4 л

С4 СЧ

1Г1 (Г с о

С 4 /1 С4 м 1 О - О

О1 « О1 л

О С4

О г

СЧ iГ1 I сч л

О

С0 м Щ

О г- Ch

1 -

o cn a

QQ О1 о о О г. Ю

1 м 1

CQ - О м о о «ч

СО а e o

СЧ - Ch

1661247

Составитель T.Áàðàáàø

Техред M.Ìoðãåíòàë

Редактор H.ßöîëà

Корректор A,Îñàóëåíêo

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2099 Тираж 405 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5