Анод для электрохимического получения двуокиси марганца Советский патент 1979 года по МПК C25B1/21 C25B11/10 

Изобретение относится к производjCTBy электролитической двуокиси марганца для элементной промышленности, точнее к анодам для производства дву окиси марганца. Известен анод для получения окислителей, например н дсерной кислоты, содержащий титановую основу с активным покрытием в виде полос из платиновой фольги, заглубленной в титановую основу на толщину фольги , Этот электрод не может быть применен при электрохимическом получении двуокиси марганца, поскольку при .механическом снятии осадка слой платиновой фольги будет отслаиваться. Известен анод для электрохимического получения двуокиси марганца из сернокислых растворов сульфата марганца, выполненный в виде титановой основы, покрытой по всей поверхности токопроводящим слоем из металла платиновой группы 2 .-о Недостатком известного анода является значительный расход благородного металла в связи с необходимостью нанесения сплошного покрытия это го металла на титановую основу при изготовлений анода, а также за счет потерь механического разрушаВИЯ токопроводящего слоя благородного металла при снятии с .электрода полученного осадка электролитической двуокиси марганца. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является анод для электрохш.шческого получения двуокиси марганца, содержаиий основу из пассивирующего металла,например титана или его сплава,с нанесенным на часть ее поверхности токопроводящим слоем из окисла благородного металла 3. Недостатком указанного анода является высокий расход благородного металла, безвозвратно теряемого при механическом снятии с электрода полученного осадка электролитической двуокиси марганца (0,10-0,12 г на 1т двуокиси марганца), а также короткий срок службы анода, ограниченный продолжительностью одного цикла электролиза до очередного снятия осадка с электрода (8-10 суток), Целью изобретения является увеличение срока службы анода и сокращение рааходаблагородного металла. Указанная цель достигается тем, что в аноде для электрохимического получения двуокиси марганца, содер.жащем основу из пассивируготего металла, например титана или его сплава с нанесенным на часть ее поверхности токопроводящим слоем из окисла благородного металла, выполнены углубле ние на поверхности основы, токопрово дящий слой дополнительно содержит сл двуокиси марганца, нанесенный на сло окисла благородного металла, и размешен внутри углублений.Рекомендуетс выполнять углубления при соотношении глубины к ширине 0,5-1,2:1-2 и наносить их на 10-15% поверхности электрода. Предпочтительно в качестве окисла благородного металла использовать окислы рутения или платины, слой которых толщиной 0,8-3,5 мкм наносят в углубления, затем электролитически наносят слой двуокиси марганца до сравнивания углублений с поверхностью электрода. На фиг, 1 показан предлагаемый анод в виде цилиндра с углублениямибороздками, нанесенными спиргшеобразно; на фиг. 2 - то же (с углублениями-бороздками, нанесенными кольцеобразно); на фиг.З - узел I фиг. 2 на фиг. 4 - анод в виде пластины с углублениями (сквозными отверстиями) на фиг, 5 анод с углублениями в ви де продольных бороздок, нанесенных на пластину. На основа 1 анода углубления, например бороздки, могут быть выполнены фрезерованием. В углубления наносят токопроводяший слой 2 окисла бла городного металла, поверх которого наносят слой 3 двуокиси марганца. Предложенный анод практически может быть изготовлен следующим образом. На титановый стержень диаметром 20 мм наносят углубления в виде бороздок глубиной 0,,2 мм и шириной 1-2 мм. В бороздки наносят слой двуокиси рутения путем термического раз ложения гидрооксихлорида рутения из его водного раствора (содержание гид рохлорида рутения в растворе примерно,150 г/л). Затем в бороздку электрохимическим способом наносят слой двуокиси марганца из раствора, содер жащего 100-125 г/л сульфата марганца и 50-60 г/л серной кислоты, при 90-95 С и плотности тока 100 А/м до выравнивания бороздки с общей поверхностью электрода (40-60 ч электролиза) . Катодом служит полоска свинца. Изготовленный анод испытывали в процессе электрюлиза раствора сульфата марганца, содержащего 100-125 г MnSO и 50-60 г/л HpSO4, при 90-96°С и плотности тока 200 А/м. Катодом служили полоски свинца. Напряжение 64 на электролизе 3,1-3,4 В, Было проведено на 6 аналогичных анодах по 8 циклов электролиза при продолжительности каждого цикла 200-330 ч. Полученный анодный осадок снимался с электрода механически (отбивали молотком) . Во всех случаях в бороздках после снятия осадка оставался сплошной слой двуокиси марганца, предохраняющий слой двуокиси рутения от разрушения. Выход по току 93-96%. Полученная двуокись марганца содержала 90-92% МпО2 и относилась к -jf-модификации. Амперчасовая емкость элементов 336, изготовленных на основе полученной двуокиси марганца при разряде на внешнее сопротивление 117 Ом, составляла 1,45-1,55 А в час при норме 1,25 А в час (по МРТУ 6-02-522-69). Предложенный анод может быть использован для получения двуокиси марганца электролизом сернокислых растворов сульфата марганца, содержащих 50-80 г/л , при плотности тока 150-300 А/м и температуре электролита 90-96С. Ориентировочный срок службы предложенного анода 4-5 лет. Расход благородного металла -для получения 1 т двуокиси марганца сокращается на 85-90%. Фopмvлa изобретения 1.Анод для электрохимического получения двуокиси марганца, содержащий основу из пассивирующего металла, например титана или его сплава, с нанесенным на часть ее поверхности токопроводящим слоем из окисла благородного металла, отличающийся тем, что, с целью увеличения срока службы анода, сокращения расхода благородного металла, на поверхности основы выполнены углубления, токопроводящий слой дополни-тельно содержит слой двуокиси марганца, нанесенньой на слой окисла благо родного металла, и размещен внутри углублений. 2.Анод по п. 1,отличают и и с я тем, что углубления выполнены при соотношении глубины к ширине 0,5-1,2:1-2. 3.Анод по пп. 1 и 2,0 т л и ч аю щ и и с я тем, что углубления нанесены на 10-15% поверхности электрода. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство № 470307, кл. С 25 В 11/10, 08.60.73. 2.Патент ЧССР 108776,с кл. 2ti2, 1963, 3.Патент Франции 1479762, кл. В 01 К 3/06, 1967.

2

%

Риг