SU1138436A1 - Насыпной электрод - Google Patents

Abstract

1. НАСЫПНОЙ ЭЛЕКТРОД, содержа1ций корпус дл  заполнени  электродным материалом, токоподвод и пористые токонепровод щие мембраны, о тличающийс  тем, что, с целью повьшени  производительности при восстановлении хлорида серебра, мембраны выполнены с окнами и раздел ют корпус на полости, сообщакициес  между собой через окна, при этом смежные окна отделены одно от другого смежными мембранами. 2. Электрод поп. 1, отличающийс  тем, что мембраны выполнены в виде спирали, закрученной вокруг токоподвода.

Description

Изобретение относитс  к электрохимии , в частности к уетройствам дл  электрохимических процессов получени  металлов электролизом. Известен электролизер - ваниаТума содержащий токоподвод щее днище, используемое в качестве насыпного катоДа iJ. Недостатком ванны Тума  вл етс  то, что диспергированный хлорид серебра восстанавливаетс  сначала отдельными нит ми,, выт нутьми от днища к аноду затем восстанавливаетс  верхний слой хлорида серебра. Этот слой восстановленного серебра экранирует от анода остальную массу хлорида серебра и резко снижает допустимую плотность тока, а значит и производительность электролизера. Попытка повысить плотность тока приводит к побочному процессу - вьщелению водорода. В этом случае средн   величина тока электро лиза Составл ет 15-25% от его максимального значени . Из-за этого установленную мощность выпр мительной уста ковки приходитс  завышать в нескольк раз по сравнению с потребной средней мопщостью. Наиболее близким по технической сущности  вл етс  насьтной электрод, содержащий корпус, заполн емый электродным материалом, токоподвод и пори стые токонепровод щие мембраны 2. Известное устройство может быть использовано дл  восстановлени  хло рида серебра, однако при толщине сло хлорида серебра 12-15 мм и больше во становление его происходит нит ми от токоподвода в сторону анода, после чего восстанавливаетс  внешн  , обра щенна  к аноду сторона сло  хлорида серебра. Этот слой серебра экранирует оставшийс  хлорид серебра, что. приводит к резкому снижению максимально допустимого тока электролиза и к зат гиванию процесса восстановлени  во времени -в несколько раз. Если же слой хлорида серебра будет иметь малую толщину, то, несмотр  на быстрое восстановление, много времени уйдет на частую перезар дку электрода , что резко снизит производительность процесса восстановлени . Целью изобретени   вл етс  повышение производительности при восстановлении хлорида серебра. Указанна  цель достигаетс  тем, что в насыпном электроде, содержащем корпус дл  заполнени  электродным материалом , токоподвод и пористые токонепровод щие мембраны, мембраны выполнены с окнами и раздел ют корпус на полости, сообщающиес  между собой через окна, при этом смежные окна отделены одно от другого смежными мембранами . Мембраны могут быть вьшолнены в виде спирали, закрученной вокруг токоподвода. На фиг. 1 схематически изображена конструкци  электролизера с насыпным электродом в горизонтальном исполнении; на фиг. 2 - то же, с вертикальным пр моугольным насьтным электродом; на фиг. 3 - то же, с вертикальным цилиндрическим насыпным электродом . Насьшной электрод (катод) содержит корпус 1 с изолированными бортами 2, токоподвод 3, полости 4, заключенные между пористыми мембранами 5 из токонепровод щего материала (ткань, бумага, пориста  пластмасса, например фторопласт и т.п.). Мембраны 5 установлены примерно эквидистантно друг другу. Полости 4 сообщаютс  между собой через окна 6 между мембр.а- нами 5, при этом места соединени  кажых двух соседних полостей заэкранированы с обеих сторон близлежащими мембранами, дл  чего смежные окна 6 отделены друг от друга расположенными смежно с ними мембранами 5. В результате окна 6 и мембраны 5 располагаютс  в шахматном пор дке с некоторым перекрытием по кромкам окон. По одному из вариантов (фиг. 3) мембрана 5 выполнена в виде ленты, навитой вокруг токоподвода 3 по спирали . Насыпной электрод устанавливаетс  в электролитической ванне 7 с анодом 8 таким образом, чтобы его поверхность располагалась эквидистантно поверхности анОда. Насьтной электрод работает следующим образом. Восстанавливаемый хлорид серебра в виде гранул засыпают в полости 4 насыпного электрода, и электрод устанавливают в ванну 7. При подаче напр жени  на электролизер начинают восстанавливатьс  гранулы хлорида серебра, наход щиес  в соприкосновении с токоподводом 3, т.е. самый удаленный от анода 8.слой. При дальнейшем восстановлении мембраны 5 преп тствуют гал ваническрму контакту между сло ми хлорида серебра в полост х 4, не позвол   фронту реакции электрохимичес кого восстановлени  проходить к аноду 8 кратчайшим путем. Фронт реакции восстановлени  хлорида серебра идет в сло х по лабиринтному пути, который формируетс соединением слоев между собой окнами 6 в шахматном пор дке. Такое соединение исключает восстановление последующего сло  хло рида , пока не восстановитс  предьщущий , в то же врем  пористые мембраны не преп тствуют электролити ческой св зи по кратчайшему рассто нию между анодом и катодом. Величина же тока пропорциональна площади поверхности фронта реакции восстановле ни , формируемой предлагаемой конструкцией электрода. При этом важно, чтобы слой хлорида серебра восстанавливалс  сразу по всей толщине и восстановленное сереб ро не экранировало хлорид серебра со стороны анода. Это имеет место, если каждый слой находитс  в изопотенциапьных услови х, т.е. имеет небольшу толщину и располагаетс  примерно параллельно - в пределах толщины сло  анодной и катодной поверхности. Величина площади фронта реакции определ етс  толщиной и шириной слоев хлорида серебра в полост х 4, площадью окон 6 и количеством окон между соседними сло ми. Площадь поверхности фронта реакции восстановлени  хлорида серебра в предлагаемом ..устройстве оказываетс  одинаковой практически в течение всего времени

Фиг. 2 восстановлени  (кроме начала и окончани  процесса). Это обуславливает посто нство величины тока электролиза в течение всего процесса, близ кой к максимально допустимой. Таким образом, в процессе восстановлени  слои хлорида серебра, расположенные у токоподвода, не экранируютс  последую1цими сло ми восстановленного серебра, так как вначале восстанавливаетс  слой, наиболее удаленный от анода, а затем последовательно - более близкие к аноду слои. Величина поверхности фронта электрохимической реакции восстановлени , ограниченного мембранами, имеет посто нную величину. Это определ ет посто нство токовой нагрузки, исключает пиковые нагрузки и резко сокращает врем , в течение которого допустима  величина тока мала (начало и окончание процесса). Испытани  нескольких вариантов предлагаемой конструкции насьтного электрода в лабораторных услови х дали следукщие результаты: примерно в 5 раз сокращаетс  врем  восстановлени  хлорида серебра по сравнению с временем восстановлени  его в элек- . трОЛИ3ерах с насыпным катодом, не имеющим разделени  хлорида серебра на слои, обеспечиваетс  посто нна  величина допустимого тока электролиза в течение всего процесса, за исключением начала и конца процесса, так что величина среднего тока равна 0,9 максимальной величины. В электролизере без разделени  катода на . полости эта величина, в лучшем случае , не превьш1ает 0,15-0,25.

Claims (2)

1. НАСЫПНОЙ ЭЛЕКТРОД, содержащий корпус для заполнения электрод ным материалом, токоподвод и пористые токонепроводящие мембраны, о тличающийся тем, что, с целью повышения производительности при восстановлении хлорида серебра, мембраны выполнены с окнами и разделяют корпус на полости, сообщающиеся между собой через окна, при этом смежные окна отделены одно от другого смежными мембранами.

2. Электрод поп. ^отличающийся тем, что мембраны выполнены в виде спирали, закрученной вокруг токоподвода.

Фиг. 1

1138436 2