Коррозионное поведение окисно-рутениевых титановых аноидов при электрохимическом получении хлора и хлорокисных соединений электролизом растворов хлорида натрия

• Автор: Клементьева, Вера Семеновна
• Шифр специальности: 05.17.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 160 c. : ил

ВВЕДЕНИЕ

I.ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Анодные материалы при электролизе растворов хлорида натрия

1.2. Окиснорутениевые титановые аноды ОРТА II

1.2Л. Свойства индивидуальных окислов, сос

тавляющих покрытие ОРТА

1.2.2. Технология изготовления ОРТА

1.2.3. Физикохимические свойства активного слоя ОРТА

1.2.4. Анодное поведение ОРТА в процессе электролиза растворов хлорида натрия

1.2.5. Коррозионные свойства окиснорутениевых титановых анодов

1.2.6. Опыт промышленного использования ОРТА

2. РАДИОМЕТРИЧЕСКИЕ МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ КОРРОЗИОННОГО ПОВЕДЕНИЯ ОРТА
2.1. Методика анализа продуктов коррозии с применением нейтронной активации образцов ОРТА
2.2. Разработка методики одновременного определения компонентов активного слоя в продуктах коррозии ОРТА с введением радионуклидов
в анодное покрытие
2.3. Методика проведения коррозионноэлектрохимических испытаний
2.4. Методика определения закладки рутения рентгенофлуоресцентным методом
2.5. Обработка экспериментальных данных
2.6. Метрологические характеристики используемых методик
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ КОРРОЗИОННОГО ПОВЕДЕНИЯ ОРТА
В ПРОЦЕССАХ ЭЛЕКТРОЛИЗА РАСТВОРОВ ХЛОРИДА НАТРИЯ
3.1. Исследование коррозионного поведения ОРТА в процессе электролиза растворов хлорида натрия с диафрагмой при получении хлора и щелочи
3.1 Л. Изучение характера коррозионного разрушения активного слоя ОРТА
3.1.2. Влияние продолжительности поляризации
и перерывов тока на скорость растворения компонентов ОРТА
3.1.3. Влияние потенциала и плотности тока
3.1.4. Влияние электролита на избирательность растворения компонентов активного покрытия ОРТА
3.1.5. Оценка коррозионных потерь рутения из активной массы ОРТА в условиях промышленного хлорного диафрагменного электролиза
3.2. Исследование коррозионного поведения ОРТА в условиях бездиафрагменного электролиза хлоридных растворов при получении хлорокисных соединений
3.2.1. Коррозионное поведение ОРТА в условиях получения хлората натрия электролизом хлоридхлоратных растворов
3.2.2. Коррозионное поведение ОРТА в условиях электросинтеза гипохлорита натрия из разбавленных хлоридных растворов
3.3. Влияние количественных характеристик и способов
получения активного покрытия на коррозионное поведение ОРГА при электролизе растворов хлорида натрия
3.3Л. Зависимость коррозионной стойкости ОРГА
от толщины активного слоя
3.3.2. Зависимость коррозионного поведения ОРГА
от соотношения компонентов активного слоя
3.3.3. Влияние технологии изготовления ОРГА
на их коррозионную стойкость
4. ОБОБЩЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
4.1. Особенности коррозионного поведения ОРГА
4.2. Сопоставление анодных процессов, протекающих
на ОРГА при электролизе хлоридных растворов
4.3. Пути повышения коррозионной стойкости и увеличение срока службы окисных рутениевотитановых анодов
ВЫВОДЫ
РЕКОМЕНДАЦИИ
ЛИТЕРАТУРА


Графитовые аноды при электролизе водных растворов хлорида натрия подвержены химическому и механическому разрушениям, в результате чего продукты их коррозии загрязняют хлор, увеличивается межэлектродное расстояние, что приводит к возрастанию напряжения электролиза и повышению расхода электроэнергии 3,5. Одной из попыток заменить в хлорном электролизе графитовые аноды на более стойкие металлические аноды с неизменяющимися в процессе электролиза геометрическими размерами явилось создание составных анодов из витана, покрытого тонким слоем платины 7,8. Платинированные титановые аноды ПТА не нашли широкого применения в хлорном производстве изза сравнительно высокой стоимости и повышенного анодного потенциала 5,9. Но при их разработке и исследованиях выявилась высокая коррозионная стойкость титановой основы при анодной поляризации в хлоридных растворах и были разработаны методы подготовки титановой основы под покрытие 9, что явилось весьма полезным при создании более совершенных анодов для хлорного электролиза. Т, Та, МЬ, л и др. Из многочисленных предложенных анодных композиций наиболее полно отвечающими требованиям, предъявляемым к анодным материалам, оказались аноды с активным покрытием, состоящим из смеси окислов РцД и И О2 , нанесенными на токоподводящую титановую основу. В нашей стране разработана технология получения таких анодов, получивших название ОРТА, или окиснорутениевые титановые аноды зарегистрированный товарный знак. В зарубежной литературе они известны как Р сИтвпзюпсРу зЬаСе, апосСез Ю. ОРТА широко используются в производстве хлора и едкого натра, и нашли применение в производстве хлората и гипохлорита натрия. В настоящее время предпринимаются попытки создания модифицированных окиснорутениевых анодов с добавками окислов неблагородных металлов для снижения относительного содержания рутения в покрытии без ухудшения качества ОРТА и устранения некоторых недостатков, присущих им. Представляют интерес окиснорутениевые аноды с добавкой 5Ю2 II, обладающие повышенной стойкостью к коротким замыканиям, имеющим место в хлорном электролизе с ртутным катодом, а также аноды на основе окислов КиДи ГеД, отличительными качеством которых является пониженное содержание кислорода в анодном газе в процессе диафрагменного хлорного электролиза по сравнению со стандартными ОРТА ,. Окиснорутениевые титановые аноды. Окиснорутениевые титановые аноды представляют собой электроды с металлической основой из титана, на которую нанесено активное покрытие, представляющее собой смесь окислов Ки. Активное покрытие ОРТА образовано разнотипными окислами, различающимися по электрофизическим, каталитическим и коррозионным свойствам. Свойства индивидуальных окислов, входящих в состав покрытия окиснорутениевых титановых анодов. Двуокись рутения единственный безводный, устойчивый, нелетучий окисел рутения, где рутений присутствует в валентном состоянии 4, наиболее характерном для этого металла платиновой группы. Двуокись рутения в условиях образования активного слоя ОРТА, кристаллизуется в тетрагональной системе, координационное число рутения в решетке 6 октаэдр, кислорода 3 треугольник. Изоморфна рутильной модификации двуокись титана ,8. Двуокись рутения один из немногих окислов, обладающих электронной проводимостью при обычных температурах. Удельная электропроводность монокристалла при С равна 1,0 омсм. Двуокись рутения химически устойчива к действию кислот и их смесей, со щелочами взаимодействует только при сплавлении. Ки проявляет высокую электрокаталитическую активность в анодных реакциях, в частности, в реакциях выделения хлора и кислорода ,. Но при анодной поляризации она не обладает достаточной коррозионной стойкостью, подвергается заметному анодному растворению . Электрохимическое поведение двуокиси рутения, так же, как и самого металлического рутения, изучено мало. Авторы монографии приводят следующие уравнения электрохимических реакций с участием Яв этих средах. ЕЩШрН 1л. МГ 0 Иа5СГ Е т ЩН Щ1СП 0,аЩЕииаЛ а. Образующиеся продукты анодного растворения КиО в растворе в зависимости от среды и наличия окислителей или восстановителей могут подвергаться диспропорционированию и окислению или восстановлению. КиОн 0,0 0,9ЩЯа0ц 1.