Введение к работе
Актуальность проблемы. Работа посвящена создания патентоспособного анода с активным покрытием на основе оксидов иридия, рутения и титана, обладающего повьшенной коррозионной стойкостьо относительно ОРТА, что представляет особый интерес для электролитического получения хлора и каустической соды в электролизерах с ионообменной мембраной. Широко осваиваемый промышленностью в настоящее время этот способ является наиболее прогрессивным из всех известных методов, обеспечивает получение чистого каустика, не уступающего по качеству р-утному, и существенно улучшает экологию окружающей среды. В ближайшие годы процесс получения хлора и каустическое соды с ионообменной мембраной должен полностья заменить произв ;тво 4 хлора и каустической соды в электролизерах с ртутным катодом, что отвечает общей мировой тенденции развития хлорной промышленности.
Обеспечение бесперебойной работы со стабильными показателями электролизеров1 с ионообменной мембраной и в особенности биполярного типа, в значительной степени зависит от надежной работы электродов, каталитических, селективных и коррозионных характеристик активного покрытия анодов, их стойкости к повьшенной щелочности электролита, аварийным ситуациям.
Комплексное изучение этих характеристик, включая структурные свойства, в сочетании с изучением процессов формирования активных каталитических покрытий, процессов терморазложения позволяют обеспечить целенаправленный поиск новых более совершенных анодов и технологий их изготовления. Коммерческие интересы диктуят необходимость поиска патентоспособных решений.
Аноды с повышенной коррозионной стойкостью относительно ОРТА целесообразно использовать также в других электрохимических процессах, в частности в производстве хлоркислородных продуктов, электролизе растворов с низким содержанием хлоридов.
Данная работа проведена в соответствии с планами научно-исследовательских .работ ГОСНИИХЯОЕПРОЕНТа по проблеме 0.10.03 (общесоюзная программа 020), утвержденная Постановлением ГК СССР по науке и технике от 30.Ю.85г. № 555 и в соответствии с хоз. договорами: И0І294802І0, І0І2948888804, Ю12948899027.
- 4 -Цель работы. Цель работы эаклячалась в создании титанового анода с активным покрытием, обладающим патентной чистотой и повыленной стойкостью относительно ОРТА при эксплуатации в условиях получения хлора и каустической соды, в первую очередь в электролизерах с ионообменной мембраной.
Научная новизна. Впервые исследованы характеристики активного покрытия анодов из диоксидов иридия, рутения, титана: изучены каталитические, селективные, коррозионные свойства. Определены потери иридия и рутения в зависимости от условий электролиза - плотности Toi:a,jpH анолита. Впервые определена стойкость покрытия в условиях выделения кислорода, определены основные параметры процесса разложения покрТэвных растворов, определены физико-химические свойства этих растворов. Исследована морфология поверхности покрытия и проведены рентгеноструктурные исследования. Установлено, что разработанное покрытие обладает повьшенной стойкостью в растворах хлорида . натрия с повьшенными значениями рН, растворах щелочей. Впервые проведены многолетние испытания в модельных электролизерах и показана целесообразность широкого использования разработанного покрытия в промьшленном электролизе при получении хлора и каустической соды, в первую очередь в электролизерах.с ионообменной мембраной, а такте при получении хлоркислородных соединений.
Новизна разработок по теме диссертационной работы защищена авторским свидетельством и 5 патентами в зарубежных странах. Практическая ценность работы. Проведенные совместно с японской фирмой "Асахи Гласе" длительные многолетние непрерывные испытания в модельных электролизерах с ионообменной мембраной подтвердили результаты лабораторных исследований.и более высокую коррозионную стойкость покрытий, содержащих диоксиды иридия, рутения и титана, в условиях промышленного электролиза относительно известных.
Покрытие /^(12-19 мол. *- ЙнС>г(Ь-Т]%)-Ufa (70-75) с отечественной технологией аэрозольного напыления в электростатическом поле рекомендуется для лицензионной продажи заинтересованным зарубежным странам.
Разработанное покрытие включено в" постоянные технические условия на "Аноды металлооксидннв для хлорных и хлоратных электролизеров ТУб-ОІ-1329-вб".
Покрытие ІкОг - йиЙ) - liOz включено в исходные данные для проектирования завода изготовления мембранных электролизеров A2EC-F японской фирмой "Асахи Гласе", выданные проектирующей организации
- 5 -Типрополимер". Осуществлено проектирование и ведется монтаж цеха активации. Отечественные разработки позволили отказаться от закупки лицензии на покрытие и технологию цеха активации анодов в составе закупленного у японской фирмы "Асахи Гласе" завода по изготовлению мембранных электролизеров по контракту № 46-04/90285-250 от 05.10.87 г.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, литературного обзора, 8 разделов экспериментальной части, выводов и библиографии. Работа изложена на 200 страницах машинописного текста и содержит 43 рисунка и 20 таблиц. Список используемой литературы содержит- 2С9 наименований.
На защиту автеп выносит: разработку патентоспособного каталитического покрытия титановых анодов для процессов получения хлора и каустической соды, хлоратов и других хлоркислородных соединени,1 на основе оксидов иридия, рутения, титана и технология их активации, результаты исследований каталитических, селективных, коррозив онных и структурных свойств в зависимости от состава покрытий и технологических параметров их формирования.
Апробация работы. Отдельные разделы работы доложены на ІУ, У и УІ Всесоюзных конференциях по малоизнашиваемым анодам и применение их в электрохимических процессах (г.Стерлитамак 1982 г.,и г.Москва 1984 и 1Э87 гг. ).
Публикации. Основные результаты работы изложены в 2 отчетах, 5 статьях, авторском свидетельстве, 5 патентах.
