СПОСОБ ЭЛЕКТРОЛИЗА РАСТВОРОВ И РАСПЛАВОВ ЭЛЕКТРОЛИТОВ Советский патент 1966 года по МПК C25B1/00 C25C3/00 

Предложенный способ электролиза растворов и расплавов солей основан на использовании больших плотностей тока. Необычно малое расстояние между электродами с большими плотностями тока является новым в технологии электрохимических производств. Один из электродов может представлять собой жидкий металл или сплав металлов, в этом случае электролиз нужно вести при некотором погружении одного электрода в другой. Таким образом, можно вести электролиз с очень малыми межэлектродными расстояниями, вплоть до некоторого соприкосновения или даже погружения одного электрода в другой жидкий электрод.

Плотности тока, при которых не происходит замыкания между электродами, могут быть велики, но при этом напряжение поля остается сравнительно низким, вследствие незначительного межэлектродпого расстояния.

Например, согласно данному способу, электролиз можно вести с плотностью тока 50- 200 /гй/уиз при тех же напряжениях, какие обычно бывают при электролизе с плотностью тока 5-20 ка/м.

Благодаря больгаой величине плотности тока потери на побочные реакпии относительно невелики, так как скорость их ограничена и отстает от скорости основного электролитического процесса.

Понижение плотности тока ниже некоторой предельной величины при данном способе может приводить или приводит к выключению электролиза при помощи замыкания электродов.

Пример 1. При электролизе раствора поваренной соли в ваннах с ртутным катодом обычно применяют плотности тока 5-10 ка/мпри напряжении 4,3-4,8 в.

При увеличении плотности, тока на каждый /са/жз напряжение возрастает примерно на 0,2 в. Поэтому для увеличения плотности тока, например, до 20 ка/м-, нужно было бы

повысить напряжение до 6,8 в, что экономически невыгодно и, кроме того, повлекло бы за собой чрезмерное повышение температуры. Согласно данному снособу при плотности тока 20 ка/м на преодоление сопротивлепия 1 мм межэлектродного расстояния требуется напряжение около 0,4 в.

Электролиз ведут при плотности тока пе ниже 20 ка/м, если графитовый анод касается поверхности амальгамы, и не ниже 50 ка/м, если графитовый анод погружен в амальгамный катод на глубину 2-3 м. (Напряжение прп электролизе в обоих случаях не должно превышать 4,1 в). При напряжении 4,5 в электролиз можно вести с плотностью тока

Таким образом, в интервале плотностей тока 20-100 ка1м можно вести процесс электролиза с напряжением 4,1-4,5 в. При этом выход по току составляет 95-ЭЗо/о, так как скорость взаимодействия выделяется на аноде хлора. Температура процесса составляет 70-85°С.

Пример 2. При электролизе по данному способу графитовый анод устанавливают прямо на стальной катод и поднимают плотность тока до 20 KuJM и более.

При плотности тока в 30 KUJM электролиз протекает с напряжением 3,0 в, выход активного хлора по току около 70о/о. Можно накладывать стальной катод на графитовый анод. Плотность тока, при которой процесс электролиза протекает с хорошим выходом по току, зависит от давления в контакте. При большей величине давления плотность тока следует поднимать выше 30 ка/м.

Пример 3. При электролизе смеси расплавленных NaCl и КС1 со свинцовым катодом получают сплав щелочных металлов со свинцом, проводя электролиз с плотностью тока 1-2 ка/м2. Согласно данному способу

графитовый анод легко соприкасается со свинцовым катодом, плотность тока электролиза 200-300 ка/м.

Способ может быть использован при электролитическом получении алюминия, щелочноземельных металлов, электролитическом получении амальгам щелочных металлов и амальгам других металлов, например цинка, свинца, олова, кадмия, таллия и др.

Предмет изобретения

Способ электролиза растворов и расплавов электролитов, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса, последний ведут как минимум при такой плотности тока, при какой соприкосновение электродов не вызывает короткого замыкания между ними.