ВАННА ДЛЯ ЭЛЕКТРОЛИЗА С РТУТНЫМ КАТОДОМ Советский патент 1936 года по МПК C25B1/36 

Уже известны ванны для электролиза с ртутным катодом, устроенным в виде расположенных друг над другом жолобов, например, ванна Вильдермана и др.

Предлагаемое изобретение касается такой ванны и заключается в особом расположении жолобов, а именно таким образом, что жолобы вертикального ряда расположены между анодами и устроены проточными для ртути в вертикальном направлении, для чего они соединены друг с другом последовательно.

На чертеже фиг. 1 изображает предлагаемую ванну вид сверху; фиг. 2 - то же в разрезе по линии АВ фиг. 1; фиг. 3 - деталь ванны.

Кожух 1 ванны выполнен из железа, покрытого эбонитом и в выполненном образце имеет наружные размеры 0,6×1,3 м при высоте около 0,8 м. Рассчитана эта ванна на нормальную нагрузку в 3000 А, но может работать в пределах от 1000 до 4000 А при напряжении около 4,5 V.

Графитовые аноды 2 сечением 51×51 мм (стандарт для советской хлорной ванны X-2) расположены в пять рядов, по пятнадцать штук в ряд, вертикально.

Катодом является ртуть, которая течет по жолобу 3 шириной около 40 мм, выполненному из железа, покрытого эбонитом. Почти в одной горизонтали расположены четыре последовательно располагаемых жолоба. Ртуть, перетекая последовательно через все четыре жолоба, находящиеся почти в одной горизонтали (имеется некоторый уклон), перетекает в последующие четыре жолоба, расположенные под первыми жолобами, где последовательно протекает опять через четыре жолоба и т.д.

Итого в данном варианте принято семь рядов жолобов, расположенных друг под другом. Из последнего жолоба ртуть (вернее, образовавшаяся в процессе электролиза KCl или NaCl, амальгама) вытекает в разлагатель амальгамы. Цифрой 4 обозначена входная трубка для ртути, цифрой 5 - трубка, отводящая амальгаму. Чистая ртуть, освобожденная от щелочно-земельного металла, перекачивается центробежным насосом или каким-либо другим приспособлением снова в ванну, где вновь перетекает по жолобам.

Как указано выше, ванна, будучи рассчитана на нормальную конструкцию в 3000 A, может работать совершенно безболезненно в пределах от 1000 до 4000 A и включаться и выключаться в любое время. Так как анодная плотность тока (около 1000 A/м²) не является предельной, обычные графитовые электроды смогут прослужить не менее 1,5-2 лет.

Подвод тока к ртути осуществляется следующим образом: на каждом медном стержне 6 имеются отростки 7, входящие в специальные углубления 8 в жолобах, залитые ртутью, а часть медной подводки, которая не залита ртутью, покрыта эбонитом. В местах входа и выхода ртути сделаны специальные ртутные затворы.

Другой полюс источника тока подводится к зажимам 9 на анодах.

Рассол в ванну поступает через питатель 10 и отводится по трубке 11.

Цифрой 12 обозначен уровень рассола в ванне.

Вертикальное расположение электродов в предлагаемой ванне предохраняет ванну от взрывов, происходящих в горизонтальных конструкциях вследствие того, что продукты разрушения графитовых анодов, попадая на амальгаму, разлагают ее. При вертикальной конструкции продукты разрушения будут попадать на дно ванны. Это особенно важно при больших плотностях тока. Кроме того, вертикальная конструкция и специальное расположение, электродов дает возможность иметь плотность тока на ртути около 3000-4000 A/м², и в то же время на графите иметь 1000-1200 А/м² (как показали работы Опытной станции завода №93, выше нагружать электроды нельзя во избежание интенсивного разрушения - см. материалы Хлорной конференции 1934 г., Москва).

Достоинствами ванны является также то, что большая часть анодов используется с двух сторон, что, в отличие от ванны Вильдермана и др., поверхность ртутной ленты работает на обе стороны и используется полностью, что уклон жолобов и переходы обеспечивают хорошее перемешивание ртути, более полное использование ее и, следовательно, малый необходимый объем ее, и что анодная плотность тока близка к предельной, катодная же в 2-3 раза выше общепринятой для горизонтальных ванн.

Чистоту амальгамы обеспечивается эбонитовым покрытием коробки и жолобов. Вследствие этого амальгама, поступающая в разлагатель, коробка которого также изнутри покрыта эбонитом, обеспечивает получение химически чистой щелочи по ОСТу 4871 и 4872.

1. Ванна для электролиза с ртутным катодом, устроенным в виде расположенных друг над другом жолобов, отличающаяся тем, что жолобы вертикального ряда расположены между анодами и устроены проточными для ртути в вертикальном направлении, с каковой целью жолобы соединены друг с другом последовательно.

2. Форма выполнения ванны по п. 1, отличающаяся тем, что подвод тока осуществлен к каждому из вертикальных жолобов.