Диафрагма для хлорного электролизера и способ ее изготовления Советский патент 1982 года по МПК C25B13/06 

1

Изобретение относится к технологии электрохимического получения хлора и щелочи, в частности к производству хлора и растворов гидроокиси щелочных металлов электролизом раствора хлорида щелочного металла в электролизере с фильтрующей диафрагмой.

Известны асбополимерные диафрагмы из асбеста с термопластичными полимерами в качестве связующего. В качестве термопластичных полимерных материалов используют фторпласты поливинилфторид, поливинилиденфторид, полихлортрифторэтилен, политетрафторэтилен, сополимер хлортрифторэтилена с этиленом, сополимер гексафторпропилена с тетрафторзтиленом, а также полимеры, не содержащие фтора р и |j2 .

Недостатком известных диафрагм является невысокая их стойкость в условиях электролиза.

Известные асбополимерные диафрагмы изготавливают путем насасывания асбеста с полимером на дырчатую основу с помощью вакуума из пульпы асбеста, в которую доставлено термопластичное полимерное вещество в виде суспензии порошка или волокон, Диафрагму сушат и одвергают термообработке при температуре размягчения или плавления полимерного вещества 1 1 и J.

Недостатком известных опособов изготовления асбополимерных диафрагм является их недостаточная однород,ность, что не позволяет обеспечить, достаточно хорошие показатели электролиза.

Цель изобретения - повышение стоит кости диафрагмы при электролизе.

Указанная цель достигается тем, .что в качестве термопластичного полимера она содержит сополимер трифторхйорэтилена с вишшденфтрридом при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Асбест40-95

Сополимер трифторхлорэтилена и винилденфторида5-60

Указанная диафрагма изготавливается путем осаждения на перфорированную основу суспензии асбеста и термопластичного полимера в водном растворе гидроокиси натрия,хлорида натрия и смачивателя и термообработки до температуры плавления полимерного вещества, причем используют суспензию с указанными компонентами при следующем их соотношении г/л:

Гидроокись натрия 110-150 Хлорид натрия 160-200 Смачиватель 0,025-2,25 Асбест8-10

Сополимер трифторхлорэтилена и винилиденфторида0,4-15

ВодаДо 1 л

и перед осаждением суспензию выдержвают в течение 24-48 ч.

Выдерживание пульпы в течение 24-28 ч в растворе щелочи концентрацией 120-140 г/л позволяет получить однородную диафрагму. Более длительное время выдерживания пульпы не рекомендуются из-за наступающей при этом декструкции асбеста в растворе щелочи и, следовательно, ухудшения качества изготовляемой диафрагмы.

Пример 1. На дырчатые катоды насасывают в течение 15 мин при вакууме до 400 мм рт.ст. диафрагмы из пульпы асбеста (смесь асбеста марок П-З-бО и П-4-20 в соотношении 1:1) , отработанного в ролле в течение 60 м, с добавлением в пульпу асбеста суспензии,различных фторпластов со смачивателем СП-10 в количестве 5-15% от веса фторпласта.

Пульпу готовят на растворе 65 г/л МаОН + 180 г/л NaCl, Количество фторпласта составляет 20/о от веса диафрагмы.

В табл.1 приведены показатели работы лабораторных электролизеров с окиснорутениевпми анодами, сетчатыми катодами с изготовленными диафрагмами при плотности тока 500 А/м- и температуре 90 С.

Сополимер трифторхлорэтиленас винилиденфторидом (ТФХ -90% (мл) 3,2 129 Поливинилфторид (ПВФ)210 3,Л 128 Поливн и илиденфторид. (ПВДФ) 3,5 134 Полнхлортрифторэтилен (ПТФХЭ) 370 3,2 140 Политетрафторэтилен (птФэ Сополимер полихлортрифтоэтнленас этиленом (50Z ТФХЭ и 50Z этилена ) 300 3,12 121 Не набуха0,3 97,41,1 96,0 ла ,3 99,00,6 95,0 Набухала 1,0 96,13,7 87,9 То же ,44 97,02,5 95,5 Не набухалаНе набуха,3 90,59,0 76,9 па ,9 94,0 То же 59 Пример 2. Про.1зводят изготовление 5 диафрагм, как в примере 1, с тем отличием, что в качестве связующего применяют сополимер трифторхлорэтилеиа с винилденфторидом в количестве 20% от веса диафрагмы. Пульпа для насасывания диафрагмы готовится за 24-Д8 ч до изготовления

Пример 3. Изготавливают 7 диафрагм, как в примере 2, при концентрации щелочи в пульпе асбеста 140 г/л NaOH и концентрации соли 35 170 г/л NaCl с тем отличием, что содержание фторопласта D диафрагме изменяется от опыта к опыту в пределах вес 4-65%, путем введения в пульпу различных количеств фторопласта. . 40

Дозировка смачивателя СП-Ю равнялась 10-15% от веса фторопласта, т.е. 0,025-2,25 г/л в пульпе.

В табл.3 даны средние за месяц работы показатели работы электролизеров с изготовленными диафрагмами при плотности тока 1500 А/м и температуре 90 С.

1ТаблицаЗ 070876 диафрагмы на щелочи различного состава (от 60 до 166 г/л МаОН). Диафрагму посл; отливки от щелочи и сушки подвергают термообработке при 5 25 С в течение 2 ч. Показатели работы электролизеров с изготовленными диафрагмами при плотности тока 1500 А/м и показаны в табл.2. Таблица 2

Пример 4. Изготовляют диафрагму по технологии, описанной в примере 2, содержащую 20% сополимера трифторхлорэтилена с винилиденфторидом, насасыванием из пульпы в растворе 140 г/л NaOH + 180 г/л

NaCl при вакууме до 400 мм рт.ст. в течение 15 мин.

В табл.4 показаны среднемесячные показатели работы электролизеров с изготовленной диафрагмой при 1500 .

Таблица4

97,9

99,30,5 0,2 97,1

- - 97,3

96,61,8 97,6

97,01,5 96,0

98,21,6 98,0

96,82,0 95,0

97,01,0 96,3

- - 96,0 95,0

- 95,8

- 94,6

97,6

- - 96,6

97,91,3 Применение предлагаемой асбополи мерной диафрагмы дает снижение напряжения на электролизере и повышение выхода по току. Предлагаемый способ изготовления позволяет достичь повышение стойкос ти асбополимерной диафрагмы при электролизе Формула изобретения 1. Диафрагма для хлорного электр лизера, содержащая асбест и температурный фторсодержащий полимер, отличающаяся тем, что, с целью повышения стойкости диафраг мы, в качестве термопластичного полимера она содержит сополимер трифторхлорэтилена и винилиденфторида при следуимцем соотношении компонентов, вес.%; Асбест40-95 Сополимер трифторхлорэтилена и винилденфторида5-602. Способ изготовления диафрагмы по П.1, путем осаждения на перфорированную основу суспензии асбеста и термопластичного полимера в водном растворе гидроокиси натрия, хлорида натрия и смачивателя и термообработки, отличающийся тем, что используют суспензию с указанными компонентами при следующем их соотношении в г/л : Гидроокись натрия 110-150 Хлорид натрия 160-200 Смачиватель 0,025-2,25 Асбест 8-10 Сополимер трифтор- -, хлорэтипена и винилденфторидаО,А-15 Вода , До 1 л перед осуждением суспензию выдерживают в течение 24-48 часов, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Заявка Фран1|ии № 2300145, кл. С 25 В 13/00, 1976. 2.Авторское свидетельство СССР 8 432744, кл. С 25 В 13/06, 1975 (прототип).