Предлагаемое изобретение касается фильтрующих диафрагм для электролиза, состоящих из основного волокнистого материала, в промежутках которого находится наполнительное вещество.
До настоящего времени волокнистое вещество диафрагм соединялось с наполнительным веществом при помощи давления, нагревания и других приемов для получения более или менее прочной связи с основой. Диафрагмы этого рода обладают небольшим электрическим сопротивлением и высоким диффузионным сопротивлением; однако, они применимы лишь в качестве горизонтальных диафрагм, и, помимо этого, при введении электролита в элемент с такой диафрагмой, равно как и при чистке элемента, требуется соблюдать особую осторожность, во избежание отмывания или повреждения слоя наполнительного материала,
Предлагаемое изобретение имеет целью, при сохранении преимуществ указанных диафрагм, устранить их недостатки. В предлагаемой диафрагме, которую можно располагать как горизонтально, так и вертикально, наполнительный материал соединяется с основным веществом при помощи неотвердевающего, коллоидального отзывающего средства, не содержащего в себе соединений металлов, осаждающихся при электролизе на катоде. Наполнительный материал с прибавлением связывающего средства или без него внедряется в промежутки основной волокнистой массы, напр., из асбеста в виде картона или ткани, с одной или же с обеих сторон. Это может быть осуществлено сухим путем, посредством опыливания или втирания измельченного в порошок наполнительного материала, или же мокрым путем посредством фильтрационного процесса, при котором суспендированные частицы наполнительного материала проникают внутрь основного вещества. При введении наполнительного материала только с одной стороны образующаяся внутри диафрагмы зона уплотнения обычно убывает в направлении к другой стороне. Изготовленную таким путем горизонтальную диафрагму лучше располагать в элементе так, чтобы та сторона диафрагмы, на которой промежутки заполнены наполнительным материалом более плотно, была обращена к катоду. При внедрении же наполнительного материала с обеих сторон либо возникают две зоны уплотнения, либо наполнительный материал оказывается приблизительно равномерно распределенным внутри основного вещества, что зависит от продолжительности обработки.
Опыт показал, что предлагаемая диафрагма, помимо небольшого электрического сопротивления и высокого диффузионного сопротивления, обладает способностью сопротивляться механическим и химическим влияниям, проницаемость же ее при длительной работе изменяется незначительно, и наполнительный материал не вымывается протекающим электролитом в течение сравнительно продолжительного времени. Однако, не все стойкие по отношению к кислотам и щелочам наполнительные материалы одинаково пригодны для изготовления такой диафрагмы, так как вещества, образующие растворы, из которых металл выделяется в водном растворе с осаждением на катоде, в большинстве не обладают стойкостью по отношению к хлору и постепенно приводят диафрагму в негодность. Подходящий наполнительный материал может быть приготовлен из непроводящего индиферентного вещества в виде тонкого порошка, как-то: жировика, плавикового шпата, фтористого кальция, кварцевого порошка, с прибавлением в случае надобности соответствующего связывающем о средства. Во многих случаях оказывается выгодным прибавлять в наполнительное вещество асбестовый порошок, тальк, порошок морской пенки и т.п., а иногда и вещество, повышающее пористость, например, тонко измельченную повареную соль или т.п. В качестве связывающего средства применяются неотвердевающие клейкие растворы солей, как-то: растворы щавелевокислого титана, муравьинокислого алюминия и уксуснокислого магния, преимущественно в коллоидальной форме.
По данным авторов, хорошая масса получается при соединении одного литра раствора фтористого кальция, уд. весом 1,45-1,48, с расчетным количеством раствора хлористого кальция, уд. весом 1,33-1,4; если желательно ввести повареную соль, то до смешения растворы приводят в насыщенное состояние. Получаемый при этом коллоидальный фтористый кальций тесно смешивается с кг порошкообразного фтористого кальция с 1,5 асбестового порошка и с около 1-1,25 кг измельченной повареной соли. Когда не применяется асбестовый порошок или одно из прочих наполнительных веществ, следует употребить большее количество порошкообразного шпата. Эта масса наносится тонкими слоями на основное вещество волокнистого строения, напр., асбестовую ткань, и ее просушивают послойно; при прибавлении же повареной соли, диафрагму перед употреблением в дело промывают водой.
В некоторых случаях сперва производят внедрение наполнительного материала внутрь основного вещества диафрагмы путем вдувания этого материала в порошкообразном виде или введения его фильтрационным путем, а затем обработанное таким образом основное вещество покрывают дополнительно с одной или с обеих сторон слоем подходящего наполнительного материала, смешанного со связывающим средством.
1. Фильтрующая диафрагма для электролиза, состоящая из основного вещества волокнистого строения (преимущественно асбеста) и из достаточно стойкого наполнительного материала, введенного в промежутки основного вещества, посредством опыления или фильтрационным путем, характеризующаяся тем, что для связывания мелкораздробленного наполнительного материала с основным веществом применен неотвердевающий клейкий состав.
2. Способ изготовления охарактеризованной в п. 1 диафрагмы, в случае применения ее в горизонтальном положении, отличающийся тем, что наполнительный материал вводят в промежутки основного вещества только с одной стороны, обращенной к катоду.
3. Видоизменение охарактеризованного в п. 2 способа, отличающееся тем, что наполнительный материал вводят в промежутки основного вещества с двух противоположных сторон.
4. В охарактеризованной в п.п. 1, 2, 3 диафрагме применение, в качестве наполнительного материала, фтористого кальция или талька.
5. В охарактеризованной в п.п. 1, 2, 3 диафрагме применение, в качестве связывающего средства, клейких растворов солей, как напр., уксуснокислого магния, щавелевокислого титана или муравьинокислого алюминия.
6. Видоизменение охарактеризованной в п. 1 диафрагмы, отличающееся тем, что, кроме слоя наполнительного материала, одна или обе стороны диафрагмы обмазаны слоем наполнительного материала, смешанного со связывающим средством.
Авторы
Даты
1927-08-31—Публикация
1926-01-23—Подача