АНОД Российский патент 2001 года по МПК C25B11/10 

Описание патента на изобретение RU2166565C1

Изобретение относится к области электрохимических производств, а более точно - к анодам, применяемым для электролиза цинковых и других растворов или при производстве электролитного цинка.

Известны аноды, содержащие титановую основу в виде стержня из титанового сплава, на который нанесено покрытие из диоксида марганца любым известным способом: прямым электролитическим осаждением диоксида марганца или термическим разложением раствора, содержащего серную кислоту и сульфат марганца (авт.св. SU N 1713983, кл. C 25 B 11/10, 1989 г.).

Наиболее близким к заявляемому объекту по технической сущности и достигаемому техническому результату является анод, описанный в патенте US N 4269691 по кл. C 25 B 11/16, 1981 г. Этот анод содержит титановую основу в виде пластины, изготовленной из пористого титана, толщиной от 3 мм и выше, на которую нанесено покрытие из диоксида марганца, причем этот анод получают смешиванием порошков титана и марганца, последующим прессованием и спеканием и дальнейшим нанесением на основу раствора нитрата марганца с термической обработкой последнего.

Эти известные аноды имеют слабую адгезию слоя диоксида марганца к пористой титановой основе. Потенциал анода в течение нескольких суток возрастал до недопустимо большой величины (более 2,5 В). Значительная разница в величинах коэффициента термического расширения титана и диоксида марганца приводила к разрушению слоя диоксида марганца и отслаиванию значительных участков покрытия, что в целом снижало качество анода из-за пассивации титана.

Технической задачей предлагаемого изобретения является создание анода, имеющего такую пористую титановую основу, пористость которой позволяет использовать данный анод для электролиза цинковых растворов, а также повышает адгезию слоя диоксида марганца к основе и прочность этого слоя покрытия при простом способе изготовления этого анода.

Поставленная задача достигается тем, что в аноде, содержащем титановую основу в виде пластины, изготовленной из пористого титана, толщиной от 3 мм и выше, с нанесенным на нее покрытием из диоксида марганца, согласно изобретению пористость титановой пластины составляет 5 - 29%.

Диоксид марганца, кристаллизуясь в начальный период в порах титановой основы, а затем и на поверхности этой основы - пластины, образует прочные связи во всем объеме анода, препятствующие скалыванию внешнего слоя и пассивации анода.

Влияние разницы коэффициентов термического расширения диоксида марганца и титана на прочность покрытия значительно снижается за счет того, что внешний рабочий слой диоксида марганца кристаллизуется преимущественно на кристаллах диоксида марганца, вросших в поры титановой основы, которая в данном случае является металлическим каркасом всего анода, сохраняющим прочность изделия на изгиб и растяжение, а также токопроводящим элементом к рабочему объекту диоксидмарганцевого анода.

Нижняя граница пористости титановой основы (менее 5%) определяется возможностью изготовления пористой пластины и слабой адгезией диоксида марганца к основе, частыми сколами слоя диоксида марганца.

Верхняя граница пористости титановой основы (29%) определяется экономической целесообразностью ввиду того, что повышение пористости титановой основы приведет к повышенному расходу реагентов для создания необходимого слоя диоксида марганца, в то же время повышение пористости титановой основы ведет к снижению прочности на изгиб последней из-за повышения хрупкости пластины и рекомендуется в пределах до 40%.

В дальнейшем изобретение будет раскрыто в описании со ссылкой на конкретный пример его реализации.

Для изготовления анода использовали пластину толщиной 4,1 мм размером 1100•800 мм, изготовленную из пористого титана с пористостью 25%. Пластину указанных размеров расположили горизонтально и покрасили кистью, смоченной в растворе азотнокислого марганца с плотностью 1,65 кг/м3. Затем нанесенный слой - покрытие из MnNO3 подвергли прогреву в печи с вытяжным устройством при 200 - 250oC. В результате прогрева MnNO3 разлагается на MnO2 и NO2, который удаляется, a MnO2 осаждается на титановую пористую пластину, кристаллизуясь в начальный период в порах титановой пластины. Операцию нанесения слоя MnO2 на пластину повторяли 10 раз, в результате чего двуокись марганца (MnO2) кристаллизовалась по всей поверхности титановой пористой пластины, образовав прочную связь во всем объеме анода. Таким образом при исходном весе титановой пластины 8,2 кг получили готовый анод, состоящий из титановой пористой основы - пластины с нанесенным на нее покрытием из двуокиси марганца, имеющий вес 12,3 кг.

В таблице даны основные характеристики анода, как то: продолжительность работы, площадь сколов в зависимости от пористости титановой пластины, при этом первые две строчки - это показатели известных анодов, т.е. анодов с основой из титана.

Похожие патенты RU2166565C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ НЕРАСТВОРИМОГО АНОДА НА ТИТАНОВОЙ ОСНОВЕ 2011
  • Уразгильдеев Руслан Ибрагимович
  • Сериков Сергей Владимирович
  • Троценко Владислав Иванович
  • Носач Николай Алексеевич
  • Чубаров Андрей Иванович
RU2468126C1
МАТЕРИАЛ АНОДА ДЛЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО ПОЛУЧЕНИЯ ДИОКСИДА МАРГАНЦА 1995
  • Илющенко Н.Г.
  • Анфиногенов А.И.
  • Чернов Я.Б.
  • Птицын А.Н.
  • Бирюков В.А.
  • Чебыкин В.В.
  • Шуров Н.И.
  • Галкова Л.И.
RU2097449C1
Способ изготовления титан-диоксидномарганцевого анода для производства электролитического диоксида марганца 1989
  • Кебадзе Жиули Михайлович
  • Джапаридзе Леван Николаевич
  • Пруидзе Важа Парменович
  • Динкевич Феликс Эммануилович
  • Калиновский Евгений Адамович
  • Чахунашвили Темури Александрович
  • Какурия Лиана Шотаевна
SU1788088A1
Способ изготовления анода 1989
  • Матвейко Николай Петрович
  • Бусел Алексей Владимирович
  • Поплавский Василий Владимирович
  • Храмцов Андрей Павлович
SU1675390A1
ЭЛЕКТРОЛИЗЁР 2015
  • Абрамов Алексей Михайлович
  • Соболь Юрий Борисович
  • Галиева Жанетта Николаевна
  • Солодовников Александр Вячеславович
  • Семенов Андрей Анатольевич
  • Геря Владимир Олегович
  • Ермаков Александр Владимирович
  • Игумнов Михаил Степанович
RU2605751C1
ЭЛЕКТРОД И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ 2005
  • Кондриков Николай Борисович
  • Щитовская Елена Владимировна
  • Васильева Марина Сергеевна
  • Руднев Владимир Сергеевич
  • Тырина Лариса Михайловна
RU2288973C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДИОКСИДА МАРГАНЦА γ--МОДИФИКАЦИИ 1996
  • Патрушев В.В.
  • Кононов Ю.С.
  • Пашков Г.Л.
  • Холмогоров А.Г.
RU2115769C1
Способ изготовления титан-двуокисномарганцевого анода 1989
  • Байрачный Борис Иванович
  • Скорикова Виктория Николаевна
SU1703713A1
АНОД ДЛЯ ЭЛЕКТРОВЫДЕЛЕНИЯ И СПОСОБ ЭЛЕКТРОВЫДЕЛЕНИЯ С ЕГО ПРИМЕНЕНИЕМ 2012
  • Моримицу Масацугу
RU2568546C2
Способ изготовления малоизнашиваемого анода 1981
  • Палатник Лев Самойлович
  • Шатровский Георгий Леонидович
SU1068543A1

Иллюстрации к изобретению RU 2 166 565 C1

Реферат патента 2001 года АНОД

Изобретение относится к области электрохимических производств, в частности к анодам, применяемым для электролиза цинковых растворов. Анод представляет собой титановую основу в виде пластины, которая изготовлена из пористого титана, с нанесенным на нее покрытием из диоксида марганца. При этом пластина имеет толщину от 3 мм и выше и пористость 5 - 29%. Анод, имеющий такую пористость, может использоваться для электролиза цинковых растворов, т. к. при данной пористости повышается адгезия слоя диоксида марганца к основе и прочность слоя покрытия при простом способе изготовления этого анода. 1 табл.

Формула изобретения RU 2 166 565 C1

Анод, содержащий титановую основу в виде пластины, изготовленной из пористого титана, толщиной от 3 мм и выше с нанесенным на нее покрытием из диоксида марганца, отличающийся тем, что пористость титановой пластины составляет 5 - 29%.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2001 года RU2166565C1

US 4269691 А, 26.05.1981
RU 94018552 А1, 10.01.1996
Способ изготовления анода для электролитического получения диоксида марганца 1988
  • Джапаридзе Леван Николаевич
  • Чахунашвили Темури Александрович
  • Калиновский Евгений Адамович
  • Кебадзе Жиули Михайлович
  • Динкевич Феликс Эммануилович
  • Кервалишвили Зураб Ясонович
  • Россинский Юрий Казимирович
  • Гринберг Наум Вольфович
  • Роква Теймураз Валерьянович
  • Стриха Эльвина Михайловна
  • Дрозденко Виктор Антонович
  • Богданов Эдуард Алимович
SU1661247A1
НЕРАСТВОРИМЫЙ АНОД ДЛЯ ЭЛЕКТРОЛИЗА ВОДНЫХ РАСТВОРОВ 0
SU195121A1
Способ изготовления анода с покрытием из диоксида марганца 1987
  • Слесаренко Олег Анатольевич
  • Жарский Иван Михайлович
  • Лецко Валентина Вячеславовна
  • Воропаев Леонид Ефимович
SU1546516A1
US 4222826 А, 16.09.1980.

RU 2 166 565 C1

Авторы

Ходов Н.В.

Даты

2001-05-10Публикация

1999-10-05Подача