Электролизер Советский патент 1979 года по МПК C25B1/14 C25B1/22 C25B9/08 C25B11/02 C25B11/16 

1

Изобретение относится к области электрохимии марганца, а именно к электролизерам, используемым для электрОХимического получения марганцевых соедииений.

Известен электролизер для получения марганцевой кислоты, содерл ащий -кор-пус и расположенные в нем растворимый анод и катод, разделенные пористой диафрагмой |.1.

Известен также электролизер, содержащий корпус и расположенные в нем растворимый и нерастворимый аноды и катод, а также пористую диафрагму. Пористая диафрагма разделяет нерастворимый анод от растворимого анода и катода .

Недостатком указанных электролизеров является возможность получения только одного Продукта, а также высокий расход электроэнергии.

Целью изобретения является одновременно-е получение марганцевой кислоты и перманганата калия и снижение расхода электроэнергии.

Указанная цель достигается электролизером, содержащим корпус и расположенные в нем катоды, аноды и пористую диафрагму, в котором аноды выполнены растворимыми из марганецсодержащего сплава и расположены по обе стороны от диафрагмы, а катоды снабжены системой внутреннего Охлаждения и выполнены из латуни или меди.

Па чертеже изображена принципиальная схема электролизера.

Электролизер состоит из корпуса 1, разделенного пористой диафрагмой 2 на две ячейки 3 и 4. В ячейках 3 и 4 расположены растворимые аноды 5 и по обе стороны анодов расположены латунные либо медные катоды 6. Ячейка 3 предназначена для -получения перманганата калия.

В ячейке 4 расположены ферромарганцевые аноды 5, служащие для протекания синтеза марганцевой кислоты.

В обе ячейки 3 и 4 заливается щелочнокарбонатный электролит. Питание анодов

5 и катодов 6 в ячейке 3 осуществлено от

источников 7 питания, а анода 5 и катодов

6 в ячейке 4 - от источ1ника 8 питания.

Электролизер работает следующим образом.

С помощью источников 7 и 8 возможно регулирование силы тока, протекающего через аноды 5. При подаче постоянного тока на аноды происходит электросинтез марганцевокислого аниона окислением марганца. Одновременно в ячейке 4 накапливается марганцевая кислота, которую после достижения .необходимой концентрации сливают, и Б ячейку вновь заливают щелочнокарбонатный раствор.

В ячейке 3 в результате растворимых ферромарганцевых анодов синтезируется перманганат калия, который в течение электролиза кристаллизуется из раствора. В этой ячейке одновременно протекают два процесса: утилизация (использование) щелочи, «аходящейся в ячейке 4, и поддерживание постояниой концентрации щелочи в ячейке 3 за счет нейтрализации марганцевокислого аниона щелочью.

Синтез марганцевокислого аниона идет по реакции Mn-|-4H2Odi7e- НМпО4 + +3,5Н2. Одновременно идет процесс электродиализа иона калия из ячейки 4 в ячейку 3. В ячейке 4 раствор обогащается марганцевой кислотой, а в ячейке 3 за счет электродиализа происходит пополнение концентрации щелочи, убывающей вследствие выделения из раствор а образовавшихся кристаллов нерманганата калия.

Контролирующим прибором является рН-метр. По указаншо рН-метра и аналитического контроля раствора на содержание марганцевой кислоты и иона калия осуществляется корректировка растворов.

Растворы как марганцевой кислоты, так и перманганата калия отфильтровываются.

Предложенная конструкция электролизера обеспечивает:

поляое использование тока на получение марганцевой кислоты и пер манганата калия за счет сочетания в одном электролизере электродиализа и процесса анодного растворения марганца;

сокращение расхода катодного материала в 1,5 раза за счет использования катодов общих для Обоих процессов;

снижение расхода электроэнергии в 2 раза, за счет снижения напряжения иа- ванне от 10 до 5,4 В и увеличения выхода по току продуктов электролиза на 30-45%;

возможность получения в одном электролизе двух продуктов, что обеспечивает сокращение производственных площадей.

Формула изобретения

Электролизер, содержащий корпус, располоЖенные в пем катоды, аноды и пористую диафрагму, разделяющую аноды и катоды, отличающийся тем, что, с целью одновременного получения марганцевой кислоты и перманганата калия, снижения расхода электроэнергии, аноды выполнены растворимыми из марганецсодержащего сплава и расположены по обе стороны от диафрагмы, а катоды снабжены системой внутреннего охлаждения и выполнены из латуни или моди. Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 512667, кл. С 25В 9/00, 1972.

2.Авторское свидетельство СССР № 417981, кл. С 25В 9/00, 1973.

ff

+

+