Файл: Фиошин М.Я. Успехи в области электросинтеза неорганических соединений.pdf

агрессивных сред [41], стерилизации пищевой тары и т. д.

Основные направления исследований в области элек­ тросинтеза гипохлорита состоят в разработке более со­ вершенных, как правило, небольших по размерам и про­

50 г/л) или морской воды [6—9, 11, 14—21]. Применение растворов гипохлорита, полученных электролизом мор­ ской воды, для обработки сточных вод, по-видимому, экономически целесообразно. Так, расход электроэнер­

В некоторых случаях сточные воды, содержащие хло­ риды, можно непосредственно подвергать электролизу с образованием гипохлорита, который окисляет органи­ ческие примеси. Таким путем, например, удалось обесцве­ тить отходы производства красителей, содержавшие азо­ соединения, антрахинон, стильбен и т. д. [22]. Схема процесса представлена на рис. 1. Подвергаемый очистке

9

раствор из бака 1 перекачивается в электролизер 3 с би­ полярными графитовыми электродами 4. Электролизер представляет собой прямоугольный открытый бак, конст­ рукция которого позволяет осуществить прохождение в нем раствора по максимальному пути. Обесцвечивае­ мый раствор (pH = 8,6) подается в левое отделение электролизера, огибает перегородку 4 и концевой элект­ род (в данном случае анод), а затем через отверстие над соседним графитовым электродом поступает в простран­ ство между парой биполярных электродов. Достигнув правой концевой камеры электролизера, раствор выво­

раствора недостаточна, он снова возвращается из сбор­ ника в электролизер. Напряжение на электролизере около 100 В, сила тока 60—70 А, продолжительность обес­ цвечивания 19 л сточных вод 3,5 ч.

Ранее основным материалом для изготовления анодов служил графит, в последнее время намечается тенденция к широкому использованию для этой цели платинирован­ ного титана [14—18], магнетита [12], двуокиси свинца [5, 7, 31] и изготовлению анодов путем гальванического осаждения палладия и последующего анодного окисления его с образованием РгЮ [22]. Аноды из окиси палладия можно использовать при электросинтезе гипохлорита натрия в интервале положительных потенциалов 0,65— 1,45 В (относительно нормального каломельного электро­ да, н. к. э.).

Применение электролиза разбавленных растворов хло­ ридов и широкое внедрение платино-титановых анодов при получении гипохлорита вызвали необходимость в спе­ циальных исследованиях, посвященных поведению таких анодов в данных условиях. Для технологии электросин­ теза гипохлорита весьма важен вопрос об износе платино­ титановых анодов. Маршалл'и Миллингтон [23] попыта­ лись установить причину повышенного износа платины, нанесенной на титановую основу, при пониженной тем­ пературе подвергаемого электролизу 3%-ного раствора хлорида натрия, который непрерывно протекал через ячейку со скоростью 7 см/с. Для выяснения причин уве­ личения износа платино-титановых анодов при снижении температуры раствора особый интерес представляют по-

10

лученные указанными авторами зависимости (рис. 2 и 3). Из рис. 2 следует, что потенциал анода* резко повышается с понижением температуры лишь при больших плотностях тока (кривая 1), а, как показано на рис. 3, износ платини­ рованного анода резко возрастает с повышением анодного потенциала. В этом, очевидно, и следует искать причи ну

влияния температуры на износ платино-титановых анодов в условиях производства гипохлорита. Цитированные авторы предполагают, что при высоком потенциале анода изменяется поверхностная структура платины, это и вы­ зывает увеличение ее растворения. Износ анода при низ­ ких температурах может быть сведен к минимуму, если его потенциал в процессе электролиза будет сохраняться на уровне примерно 3 В, что соответствует максимальной плотности тока 1800 А/ма.

Особое внимание привлекают конструкции электро­ лизеров с биполярным включением платино-титановых

* Здесь и далее, кроме специально оговоренных случаев, при­ ведены значения потенциала относительно стандартного водородно­ го электрода сравнения.

11

электродов [9, 11, 16, 19], одна из которых приведена на рис. 4. Характерной особенностью данной конструкции является использование давления отходящих из электро­ лизера газов для вывода из него раствора гипохлорита. В некоторых случаях для предотвращения побочной реак­ ции окисления гипохлорита в, хлорат предлагается выно­ сить зону реакции в камеру, находящуюся вне электро­ лизера, но непосредственно примыкающую к нему. В этом

получения гипохлорита. 16 — штуцер для ввода раствора хлорида.

случае процесс проводится в ванне с диафрагмой, и про­ дуктами электролиза являются хлор и каустическая сода [14]. Они подаются в камеру, находящуюся в верхней части электролизера, где и происходит реакция образова­ ния гипохлорита

12

при низкой температуре, т. е. в условиях, неблагоприят­ ных для его разложения и образования хлората.

Другая конструкция электролизера для получения гипохлорита представлена на рис. 5 [19, 25].

Электролизер снабжен прямоугольными платино-ти­ тановыми биполярными электродами 1, которые с по­ мощью наклонных пазов 2 укреплены под углом 45° в двух вертикальных стойках 3 из токонепроводящего

ской пластине укреплена также коробка 5, в которой, на­ ходится токоподводящая штанга 9.

На рис. 6 представлена еще одна конструкция элек­

13

тролизера, особенность которого состоит в том, что он предназначен для получения гипохлорита электролизом как морской воды, так и искусственно приготовленных более концентрированных растворов хлорида натрия [26]. Стальной цилиндрический корпус 1 электролизера одно­ временно служит катодом. В крышке электролизера укреплен полый графитовый анод 2. Нижняя часть кор­ пуса выполнена в виде бака 4, служащего для растворе­ ния твердого хлорида.

Если проводится электролиз морской воды, она по­ дается в полость анода по трубке 6, минуя бак 4. Пройдя полость анода, электролит поступает в пространство между анодом и стенками корпуса, где и происходит об­ разование гипохлорита в результате электролиза. Далее раствор через трубу 8 поступает в сборный коллектор 7. В тех случаях, когда электролизу подвергается искусст­ венно приготовленный раствор хлорида, твердую соль растворяют в баке 4, куда подается вода через трубы 6 и 3. Приготовленный электролит по трубам 5 и 6 посту­

чать и распыливатьрас­ твор гипохлорита [31]. По трубе 1 под давлением, созда­ ваемым специальным насосом, подается приготовленный рассол или морская вода. Процесс электролиза происхо­ дит в длинной трубе 3 с наконечником 4, через узкое от­ верстие которого разбрызгивается раствор гипохлорита. Электроды 2 и 5 помещены в трубе 4 и изолированы друг от друга, но не от электролита. Постоянный ток подво­ дится через контакты 6 я 7.

Получаемый в данном аппарате раствор гипохлорита

14