Руйнування - графіт
Існують особливі випадки електролізу растсоров, що містять кілька аніонів одночасно; тоді дуже важко підібрати стійкий матеріал для анода, бо речовини, стійкі в присутності одного аніона, часто бувають нестійкими по відношенню до іншого. Так стан справ, наприклад, з розчинами, що містять іони SOJ1 ІС1 - одночасно (наприклад, природні води); свинець руйнується хлором, мала концентрація іонів С1 - н наявність іонів 50 веде до руйнування графіту. Для таких випадків доводиться, поки емпірично, підбирати особливі комбінації елементів в анодних сплавах; для дуже розбавлених розчинів, що містять іони SO і С1 -, були, наприклад, запропоновані аноди зі сплавів заліза з кремнієм 4l, що містять кремнію близько 18%, вуглецю в сплаві має бути мало. [46]
З - розчинність газу, г / л; i - щільність струму, а / м2 і Л - постійна, що залежить від типу електрода і від того, що відбувається на ньому процесу. Досліди подачі напруги електроліту в хлорні ванни через пори графітового анода показали, що збільшення концентрації хлористої солі, що досягається таким чином всередині анода, дозволяє на 20 - 40/6 збільшити його стійкість або, зберігаючи нормальне руйнування графіту. збільшити ступінь перетворення хлористої солі до 70 - 80% і відповідно підвищити концентрацію лугу. [47]
Виходячи з розглянутої вище мікроскопічної картини розчинення графіту, неважко пояснити ефект температури аустенітизації і поверхнево-активних домішок. При нагріванні розчинність вуглецю в аустеніт зростає, так що зменшення когезии графіту супроводжується збільшенням адгезії графіту до матриці. Внаслідок цього відновлення контакту двох фаз шляхом руйнування графіту реалізується частіше. Одночасно з нагріванням збільшується і роль газів. Присадка в чавун елементів, що знижують поверхневий натяг матриці і тим самим послаблюють адгезію, повинна перешкоджати вуглецюванню. Затримувати розчинення можуть і домішки, що збільшують сили зв'язку в базисних площинах графіту. [48]
Швидкість руйнування графіту в великій мірі залежить від технологічних умов роботи хлорного електролізера. На рис. 30 показано за даними Джонсона13, як впливають основні чинники технологічного режиму на швидкість руйнування анодів. Як видно з цих графіків, підвищення температури, зниження концентрації електроліту і збільшення концентрації лугу збільшують руйнування анодів. Руйнування графіту зростає при збільшенні щільності струму майже пропорційно останньої, але якщо швидкість руйнування віднести до кількості минулого електрики або отриманого продукту, то ця величина дещо зменшується зі збільшенням щільності струму. Зазвичай в промислових умовах на тонну хлору витрачається від 3 до 8 кг графіту. [49]
Щоб перевести горючу складову з графіту в расг - Бор, потрібно зруйнувати графітову сітку. При окисленні графіту в присутності азотної кислоти в лусочках графітової структури утворюються отвори, в яких проходять молекули азотної кислоти. Таке руйнування графіту відбувається при його анодном окисленні. Графітові блоки поміщають в азотну кислоту в якості анода. При пропущенні ГЗК графіт подрібнюється, і з дрібних частинок вилуговується паливо. [50]
Незважаючи на те що виділення графіту з металевого розчину являє собою один з механізмів утворення природного графіту, фізико-хімічний стан розчиненого вуглецю точно невідомо навіть в залозі. Зниження точки замерзання [172] дає деякі відомості про це. При більш низьких температурах можливе утворення вуглецю, що знаходиться в поліатомарном стані в формі гексагональних кілець. Здатність насиченого вуглецем заліза розчиняти графітовий стрижень [581] вказує на руйнування графіту при утворенні сполуки з шаруватою структурою. [51]
Підігрів розсолу, яке живить ванни, дозволяє помітно підвищити температуру в ваннах, що сприятливо впливає на їх роботу, так як з підвищенням температури значно збільшується електропровідність електроліту, знижуються оборотні потенціали розряду і зменшується перенапруження виділення хлору і водню. Таким чином, підвищення температури дозволяє істотно знизити напругу на ванні і, отже, зменшити питому витрату електроенергії. Крім того, при підвищенні температури через посиленого випаровування і виносу вологи газами збільшується вихід по струму (стор. Внаслідок збільшення виходу по току підвищення температури розсолу не викликає помітного прискорення руйнування графіту і передчасного виходу ванн з ладу. [52]
Відновлення контакту графіту з матрицею може здійснюватися в результаті руйнування графіту. Цьому сприяють гази, розчинені в графіті. Причиною утворення тріщин може з'явитися і відмінність між адгезією і когезией. Якщо адгезія і когезия мало змінюються з температурою, то при аустенітизації може відбуватися руйнування графіту. особливо у випадках, коли радіуси кривизни поверхні пори і включення не сильно розрізняються. [53]
Що застосовуються в багатьох промислових процесах графітові і вуглеграфітові аноди руйнуються при роботі. Знос їх зазвичай становить кілька кілограмів на тонну виробленої продукції, а іноді зростає до десятків кілограмів. Це призводить до зміни напруги ітемператури на електролізері в ході роботи, забруднення апаратури і продуктів електролізу продуктами руйнування графіту; збільшується обсяг робіт з обслуговування і ремонту електролізерів. [54]
У кристалічній решітці графіту атоми вуглецю розташовуються у вигляді паралельних плоских шарів, які відносно далеко відстоять один від одного, при цьому атоми вуглецю в кожній площині мають міцні міжатомні зв'язку. Тому зв'язок між шарами значно слабкіше, ніж усередині шару, і під впливом зовнішніх сил відбувається ковзання - зміщення одних верств щодо інших. Графіту притаманна здатність адсорбуватися на треться поверхні контркольца з утворенням міцної плівки, орієнтованої в напрямку ковзання. Графіт інертний до великої кількості агресивних рідин і газів, не розчиняється у розчинниках органічного та неорганічного походження, що не впливає з багатьма кислотами (виключаючи хромовую, азотну і концентровану сірчану), стійок в розчинах лугів і солей. При терті руйнування графіту відбувається по межі кристалів. [56]
ТУ-48-20-49-74) його розміри спочатку зменшуються до доз близько 1 - Ю22 нейтр. Після цього швидкість зміни розмірів (формозміни) змінює знак - розвивається вторинне розпухання. В результаті останнього при дозі FQ (критичний флюенс нейтронів) відновлюються початкові розміри графіту. Надалі вони вже збільшуються з постійною швидкістю аж до руйнування графіту. [57]
Важливі дослідження, проведені стендери і Ксьонжек [82, 341-345], показали, що розряд хлору відбувається поблизу поверхні анода, заглиблюючись всередину пір не більше ніж на кілька десятих міліметра. Це пояснюється порівняно невисоким перенапруженням при розряді іонів хлору на графіті. Чим вище перенапруження при електролізі, тим глибші шари Лорісти електрода зачіпає процес розряду іонів. Тому процес виділення кисню здійснюється на більшій глибині електрода, ніж розряд хлору, внаслідок чого руйнування охоплює і внутрішні пори графіту. При підвищенні рН розчину зростає щільність струму розряду кисню, збільшується глибина проникнення розряду кисню і зона руйнування графіту. [59]
Сторінки: 1 2 3 4