Способ изготовления магнетитового анода
Похожие патенты | МПК / Метки | Текст | Заявка | Код ссылки
Текст
(71) Институт органического кэлектрохимии им. Д.В,Сокольско(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МТОВОГО АНОДА(57) Использование; электрохимищита, электрохимическая экстрактросинтез, Сущность изобрете получают путем формирования сидов железа и оксида кальция. ция (1) вносят в смесь в два при часть оксида железа ( 1) смеши дом кальция при их молярном с 1:1, прокаливают при 800-850 3 - 4 ч, затем смешивают с окси (1) и второй частью оксида жел молярном соотношении оксида суммой первой и второй части о ция и суммы оксидов железа ( 1:(18,2 - 37,5), полученную смесь анодные заготовки, сушат при температуре и спекают в атмос при 1150 - 1200 С в течение 2 - 3 аталиоА.БрН Каз ко СР ИАГН за- лек- нод еска ция, ния: Наиболее близким по технической сущности является способ изготовления малоизнашиваемого магнетитового анода прессованием порошка магнетита с последующим спеканием, отличающийся тем, что к а прессуемому и спекаемому порошку магнетита примешивается ферритообразующий оксид металла в количестве 5 - 10%, 1 3% (Л порошка Ре 20 з, менее чем 1% пятиокиси ванадия, к смеси добавляется связующее в форме 5%-ного водного раствора, поливинилового спирта в количестве 20 см раствора на С 100 г магнетита, отпрессованная заготовка анода нагревается при температуре менее 300 С пока связующее не улетучится и за- а тем нагревают при температуре спекания 1100 - 1300 С в атмосфере инертного газа.Недостатком известного способа изготовления малоизнашиваемого анода является то, что полученные аноды имеют высокое электросопротивление (0,014 - 0,022 Ом см), вследствие введения в состав шихты из магнетита добавки 1-3 мас.% Ре 20 з, изменяюласти изгонодов для частности, на основе ых в элект- имической Известен способ изготовленитовых анодов путем прессованиясидов железа (1) (1), взятых вотношении 1:1 с последующим сотпрессованных заготовок и1200 С в течение 0,25-2 час, ватмосфере (1). Недостатком метося большая пористость полученньсоставляющая 11,1 - 18,4%, которвозможность использования иханодов электрохимической защитвие проникновения почвенной вталлическому контакту токоподвои его разрушения в результатерастворения металла токоподвод ГОСУДАРСТВЕННый КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР Изобретение относится к об товления малоизнашиваемых электрохимических процессов, в к области изготовления анодов соединений железа, применяем рохимической защите, электро экстракции, электросинтезе,я магнетисмеси окмолярном пеканием ри 1000- защитной да являетх анодов, ая не дает в качестве ы вследстлаги к мед и аноду анодного меси оксид кальема: вначале вают с оксиоотношении С в течение дом железа еза (111) при железа (11) и ксида каль- . 111) равном прессуют в комнатной фере аргона ч. 1 табл.щей стехиометрическое соотношение оксидов в аноде. Другим недостатком анодов, полученных известным способом, является их высокая пористость (5,2 - 6,5 ), затрудняющая их использование в системах катодной защиты.Целью предполагаемого изобретения является увеличение за счет злектропроводности анода и повышение ресурса его работы за счет уменьшение пористости анодов,Поставленная цель достигается способом изготовления малоизнашиваемого анода путем формирования его из смеси оксидов железа (11, 111) и оксида кальция, отличительной особенностью которого является то, что оксид железа (11) вносят с оксидом кальция при их малярном соотношении 1;1, прокаливают при 800 - 850 С в течение 3 - 4 ч, затем смешивают с оксидом железа (11) и второй частью оксида железа (11) при молярном соотношении оксида железа (11) и суммой первой и второй части оксида железа (1) равном 1;1 и при массовом соотношении оксида кальция и суммы оксидов железа (11, 11) равном 1;(18,2 - 37,5), полученную смесь прессуют в анодные заготовки, сушат при коМнатной температуре и спекают в атмосфере аргона при 1150 - 1220 С в течение 2 - 3 ч.Высокая электропроводность анодов достигается за счет поддержания молярного соотношения между двух- и трехвалентным железом, равного 1:1, получения плотных, малопористых анодов при введении оксида кальция, образующего с оксидами железа более легкоплавкие соецинения, чем магнетит,Предполагаемое изобретение иллюстрируется следующими примерами.П р и м е р 1, Смесь 1,85 г 1-егОз и 0,65 г СаО, что соответствует их малярному соотношению 1;1, спекают при температуре 850 С в течение 3 ч, в результате чего получается смесь, соответствующая формуле феррита кальция СаРег 04, Навеску в 1 г полученного таким образом феррита кальция смешивают с 4,62 г РегОз и 4,38 г ГеО (с содержанием в нем РеО 69,0 мас. ), При этом малярное соотношение оксида железа (11) и суммы первой и второй части оксида железа (111) составляет 1:1, а массовое соотношение оксида кальция и суммы оксидов железа (11, 111) равно 1:37,5. Полученную смесь прессуют в анодные заготовки при давлении 0,2 т/см . Заготовку анода высугшивают на воздухе в течение 16 часов и спекают в атмосфере аргона при 1220 С в течение 2 ч, Полученный анод имеет удельное сопротивление 0,011-0,012 Ом см, пористость 2,8-3,0 , анодный коррозионный 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 износ в 0,05 М раствора Маг 504 при плотности тока 100 А/м в течение 120 ч составляетг0,042 кг/А год,П р и м е р 2. Навеску 1,85 г ГегОз смешивают с 0,65 г СаО, что соответствует их молярному соотношению 1:1 и спекают при 800 С в течение 4 ч. в результате чего получается смесь, соответствующая формуле феррита кальция СаРег 04, Навеску 1,5 г полученного таким образом феррита кальция смешивают с 4,18 г ГгОз и 4,32 г ЕеО (с содержанием в нем РеО 69,0 мас.%). При этом молярное соотношение оксида железаи суммы первой и второй части оксида железа (11) составляет 1:1, а массовое соотношение оксида кальция и суммы оксидов железа (11, 11) равно 1;24,6. Полученную смесь прессуют в анодные заготовки при давлении 1 т/см . Заготовку анода высушигвают на воздухе в течение 14 ч и спекают в атмосфере аргона при температуре 1200 С в течение 2,5 ч. Полученные аноды имеют удельное сопротивление 0,013-0,014 Ом см, пористость 1,2 - 1,4%, анодный коррозионный износ в 0,04 М растворе МагЯ 04 при плотности тока 100 А/м в течение 120 чгсоставляет 0,06 кг/А год.П р и м е р 3. Навеску 1,85 г ЕегОз смешивают с 0;65 г СаО, что соответствует их молярному соотношению 1;1, и спекают при температуре 830 С в течение 3,5 ч, в результате чего получают смесь, соответствующую формуле феррита кальция СаРег 04. Навеску 2,0 г полученного таким образом феррита кальция смешивают с 3,99 г ГегОз и 4,0 г ЕеО (с содержанием в нем ГеО 73,2 мас,о/о). При этом молярное соотношение оксида железа (11) и суммы первой и второй части оксида железа (111) составляет 1:1, а массовое соотношение оксида кальция и суммы оксидов железа (1, 11) равно 1:18,2. Полученную смесь прессуют в анадные заготовки при давлении 0,5 т/см, Заготовки высушивают на воздухе 12 ч и спекают в атмосфере аргона при 1150 С в течение 3 ч. Полученные аноды имеют удельное сопротивление 0,013 - 0,019 Ом см, пористость 0,73 - 1,0 О/о, анодный коррозионный износ в 0,05 М раствора Каг 504 при плотности тока 100 А/м в течение 120 ч составляетг0,083 кг/А год,Для установления верхнего предела добавки оксида кальция к магнетиту был приготовлен анод с соотношением оксида кальция и суммы оксидов железа (11, 111) равным 1:14,4, что иллюстрируется примером 4.П р и м е р 4, Навеску 3,75 г ЕегОз смешивают с 1,31 г СаО, что соответствует их молярному соотношению 1:1. и спекают5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 при температуре 800 С в течение 4 ч, в результате чего получают смесь, соответствующую формуле феррита кальция СаЕе 20 а. Навеску 2,5 г полученного таким образом феррита кальция смешивают с 3,5 г Ее 20 з и 3,95 г ЕеО (с содержанием в нем ЕеО 73,2 мас. ), прессуют при давлении 1 т/см, заготовки высушивают на воздухе в течение 16 ч и спекают в атмосфере аргона при температуре 1170 С в течение 2,5 ч. Полученные аноды имеют удельное сопротивление 0,019 - 0,27 Ом см, пористость 0,7 - 1,0 , коррозионный износ в 0,05 М йа 2304 при 100 А/м в течение 120 ч, составляет 0,095 кг/А год.Таким образом увеличение соотношения оксида кальция к сумме оксидов железа ( ,) до 1;14,4 увеличивает удельное сопротивление и коррозионный износ. Для установления нижнего предела добавки оксида кальция к магнетиту был приготовлен анод с соотношением оксида кальция и суммы оксидов железа (, ) равным 1:54,6, что иллюстрируется примером 5,П р и м е р 5, Навеску 1,85 г Ее 20 э смешивают с 0,65 г СаО, что соответствует. их моля рному соотношению 1:1, и спекают при температуре 850 С в течение 3 ч, в результате чего получают смесь, соответствующую формуле феррита кальция Са Ее 204. Навеску 0,70 г полученного таким образом феррита кальция смешивают с 4,89 г ЕегОз и 4,41 г ЕеО (с содержанием в нем 69,0 мас, ЕеО) и прессуют при давлении 1 т/см, Заготовку анода высушивают на воздухе в течение 14 часов и спекают при температуре 1200 С в атмосфере аргона в течение 3 ч, Полученные аноды имеют удельное сопротивление 0,008 - 0,01 Ом см и пористость 12,5-17,8 . Таким образом уменьшение соотношения оксида кальция к сумме оксидов железа (, ) до 1:54,6 увеличивает пористость электродов,Приготовление смеси СаО с Ее 20 з прокаливанием при 800-850 С в течение 3 - 4 ч обусловлено тем, что при температуре ниже 800 С, так же как и при времени прокаливания менее 3 ч, оксид кальция остается непрореагировавшим с оксидом железа, а это ухудшает качество анодов вследствие образования трещин. Повышение температуры прокаливания выше 850 С вызывает частичное спекание порошка, что затрудняет равномерное распределение добавки оксида кальция и увеличивает пористость анодов,Обоснование пределов температуры спекания анодов. При температуре ниже 1150 С аноды имеют большую пористость, при температуре выше 1220 С наблюдается сплавление и деформация анодов,Обоснование продолжительности спекания анодов. При продолжительности спекания меньше 2 ч, в анодах неравномерно распределение добавки СаО, спекание дольше 3 ч увеличивает необоснованный расход электроэнергии, т.к, качество анодов при этом не возрастает.П р и м е р 6, Изготовление анодов в соответствии с описанием патента ФРГ 1091545. Смесь состава, приведенного в таблице, прессуют при давлении 1 т/см . Заготовки анодов сушат при комнатной температуре в течение 16 ч, затем нагревают в печи в атмосфере воздуха в течение 4 ч при температуре 290 С до удаления связующего, затем спекают в атмосфере аргона при температуре 1200 С в течение 2 ч.Таким образом, предложенный способ обеспечивает получение анодов с более низким удельным сопротивлением по сравнению с прототипом на 20 - 25 и без трещин.Формула изобретения Способ изготовления магнетитового анода, включающий смешение оксидов двух- и трехвалентного железа с модифицирующими добавками, прессование, сушку и последующее спекание, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения электропроводности анода и повышения ресурса его работы за счет уменьшения пористости, в качестве модифицирующей добавки используютт оксид кальция, а смешение ведут в две стадии, на первой из которых смешивают оксид трехвалентного железа с оксидом кальция при молярном соотношении 1;1 и смесь прокаливают при 800 - 850 С в течение 3 - 4 ч, на второй стадии прокаленную смесь смешивают с оксидом двухвалентного железа и дополн,.тельным количеством оксида трехвалентного железа при молярном соотношении оксида двухвалентного железа к общему количеству оксида трехвалентного железа 1;1 и при массовом соотношении оксида кальция к общему количеству оксидов железа 1:(18,2 - 37,5), сушку ведут при комнатной температуре, а спекание - в атмосфере аргона при 1150 - 1220 С в течение 2-3 ч,1775500Составитель Е. Босякова Редактор В. Трубченко Техред М.Моргентал Корректор Н. Бучок Заказ 4023 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101
СмотретьЗаявка
4882989, 16.11.1990
ИНСТИТУТ ОРГАНИЧЕСКОГО КАТАЛИЗА И ЭЛЕКТРОХИМИИ ИМ. Д. В. СОКОЛЬСКОГО
ЛЕПЕСОВ КАМБАР КАЗЫМОВИЧ, РАЗИНА НИНЕЛЬ ФЕДОРОВНА, БРАТКОВ ИГОРЬ АЛЕКСАНДРОВИЧ
МПК / Метки
МПК: C25B 11/00
Метки: анода, магнетитового
Опубликовано: 15.11.1992
Код ссылки
<a href="https://patents.su/4-1775500-sposob-izgotovleniya-magnetitovogo-anoda.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Способ изготовления магнетитового анода</a>
Предыдущий патент: Электролизер
Следующий патент: Способ установки в электролизере анодов
Случайный патент: Ультразвуковое устройство для контроля материалов изделий