Катод для получения хрома

ООЗ СОВЕТСКИХОЦИАЛИСТИЧЕСКЕСПУБЛИК А 19)(11) 5 С 7/О ПАТЕНТНО ГОСУДАРСТВЕНН ВЕДОМСТВО СС (ГОсПАтент сс СРСР)ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ(54) КАТОД ДЛЯ ПОЛ(57) Использование:ролизом; в частностокоподводящую штматрицу. Сущность;углеродистой стали сна поверхности приматрицы к толщине2 ил,УЧЕНИЯ Х получение х и катод вк ангу и мет матрица Вы азотирован соотношенилоя (15 - 30) А ект- щий лючаю лличе скую а из лаем щины бл.,ными тол- 1 1 зазорах в произво к концентрации пл интенсивному осажд ндритов, способству нию между анодом и межэлектродных хрома) приведет стей тока нэ них и хрома в виде де короткому замык дом. стяе отнонию ющих катоОМУ СВИДЕТЕЛЬС(71) Научно-и роизводствен ное объединен и(72) Б. Ф, Ковалев, А. М, Новоселов и А, ВВолкович .56) Заявка Ф РГ М 3494278, кл, С 25 С 7/021981,Авторское свидетельство СССРМ 1201352, кл. С 25 С, 1/10, 1987,Авторское свидетельство СССР1 ч. 582335, кл. С 25 С 7/02, 1976,Авторское свидетельство СССРМ 1468978, кл. С 25 С 7/02, 1989. Изобретение относится к электролитическому получению металлов, в частностиможет быть использовано для полученияэлектролитического хрома,Известны конструкции прямоугольныхплоских катодов из нержавеющей стали, ко.торые применяются в промышленном производстве электролитического хрома.Известны конструкции цилиндрическихкатодов для регенерации хрома из хромсодеркащих растворов. Использование такихкатодов неприемлемо в производстве хрома в связи с возможностью загрязненияэлектролита и, соответственно, электролитического хрома медью из-за низкой химической стойкости ее в хроматномэлектролите,Известен катод для электролитического.осаждения металлов, включающий токоподводящую штангу и металлический лист с выступами, выполненными изэлектропроводного материала, Недостатком этого катода является то, что наличиеэлектропрояодных выступов (при малых Отмеченные недостатки в значительной мере устраняются при применении катод- ного узла, взятого в качестве прототипа,В данной конструкции катод выполнен из дюралюминия, что позволяет повь 1 сить выход хрома по току на 2 - Зо, существенно снизить напряжение на электролизерах и соответственно на 12 - 15 оь расход электроэнергии, улучшить условия труда обслуживающего персонала. К недостаткам данного катода следует отнести небольшой их срок службы (5,5-6 мес).Цель изобретения - повышение ресурса работы катодов при получении металлического хрома,На фиг, 1 и 2 схематично изображен катод,1788093 Соотношение толщины матрицы ( д м ) к толщине азотированногослоя д а.сД 20:1 15:1 30:1 40: 1 10; 1 Толщина азотированного слоя д 1 мкм6,8 9,0 8,5 8,2 6,9 Внешний вид азотиро- Поверхность ровная, гладкая, беэ микротрещин, по- ванного слоя катода крытие равномерное Поверхность шероховатая, имеются микротре- иныПримечание, Толщина матрицы катода составляет 3 мм,Катод состоит из токоподводящейштанги 1, выполненной из меди, матрицы 2,изготовленной из листа углеродистой стали,азотированного слоя 3.Катод работает следующим образом., После установкиего в ванну включаетсяпостоянныйток и начинается процесс электроосаждения хрома на азотированныйслой матрицы. По окончании цикла электролиза катод извлекается.из ванны и осадок,имея слабое сцепление с матрицей, легким. ударом молотка сбивается в бункер готового продукта, После удаления осадка катодустанавливается в вайну и цикл электролизапродолжается,Изготовленные катодные матрицы изуглеродистой стали подвергают.азотированию в специальных термических печах притемпературе 800-1000 С в потоке газообразного азота, Азот, диффундируя в железо,образует с металлом твердые химическиесоединения типа нитридов (Ге 2 М, Гезу,Ге 2 М). Продолжительность процесса азотирования составляет 6 - 8 ч. Предложенныекатоды испытывались на опытной установкев производственных условиях полученияэлектролитического хрома.,В таблице показано влияние изменеииясоотношения толщины матрицы к толщинеазотированного слоя на срок службы катода,Как видно из таблицы, самым оптимальдмным соотношением г - является (15 г а.с.30):1, при котором достигается наибольшийсрок службы. катодов; при этом поверхностьматрицы ровная, гладкая с равномернымазотированным слоем, При соотношениид - менее 15, ресурс работы катода резкодма.с.снижается и составляет 6,8 мес, при этом поверхность азотированного слоя отличается неравномерностью покрытия со множеством микротрещин, При соотношении- более 30, хотя поверхность азотиродмо а.с.ванного слоя гладкая, покрытие равномерное, однако срок службы катода составляет6,9 мес.В результате испытаний (см. таблицу)10 было установлено, что катоды стабильны вэксплуатации и ресурс их работы составляет8-9 мес, что в 2 раза превышает срок службы промышленных катодов из нержавеющей стали и в 1,5 раза - катодов из15 дюралюминия,Выход хрома по току соответствует выходу хрома по току на дюралюминиевых катодах, а напряжение на электролизере и,соответственно с использованием катодов20 из нержавеющей стали.При использовании азотированных катодов осадки хрома легко удаляются с поверхности катода в процессе съема, Приэтом механическое воздействие на катод25 при съемехрома снижается, что также спо. собствуетповышению ресурса работы.Таким образом, предлагаемый катод посравнению с известными техническими решениями позволяет повысить ресурс рабо 30 ты катодов в 1,5-2 раза, сэкономитьдефицитный материал - нержавеющуюсталь 12 Х 18 Н 10 Т.Формула изобретенияКатод для получения хрома, включаю 35 щий токоподводящую штангу и металлическую матрицу, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью увеличения ресурса работы катода,матрица выполнена из углеродистой стали сазотированным слоем на поверхности при40 соотношении толщины матрицы к толщинеазотированного слоя (15-30);1.1788093 оставитель Н,Ткачи ехред М.Моргентал Милюкова Коррект едактор С,Козлов Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 10 Заказ 53 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4(5