BRPI1106169A2 - mÉtodo para extraÇço eletrolÍtica de metal - Google Patents

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Abstract

MÉTODO PARA EXTRAÇçO ELETROLÍTICA DE METAL. A presente invenção relaciona-se a um método de extração eletrolítica de metais através da eletrólise de uma solução de cloreto metálico para precipitar metais no catodo. A presente invenção refere-se à preparação, na extração eletrolítica de metal, usando um anodo para eletrólise e aplicando o banho de cloreto, o dito anodo compreendendo um substrato compreendendo titânio ou liga de titânio, e uma camada de revestimento compreendendo uma pluralidade de uma camada unitária, proporcionada na superfície do substrato, em que a camada unitária compreende a primeira camada de revestimento compreendendo uma mistura de óxido de irídio, óxido de rutênio e óxido de titânio e a segunda camada de revestimento compreendendo uma mistura de óxido de platina e óxido de irídio, e a primeira camada de revestimento da camada unitária formada na superfície do dito substrato está em contato com a superfície do dito substrato, e uma camada de revestimento externa da camada unitária formada na dita camada mais externa da dita camada de revestimento é a segunda camada de revestimento, caracterizada pelo fato de que a dita camada de revestimento é proporcionada do substrato por meio do método de cozimento por decomposição térmica e a camada de revestimento é seguida de pós-cozimento a uma temperatura de cozimento maior que à aplicada anteriormente no método de cozimento por decomposição térmica.

Description

"MÉTODO PARA EXTRAÇÃO ELETROLÍTICA DE METAL" REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDOS RELACIONADOS Este pedido se baseia em, e reivindica o benefício da prioridade do Pedido de Pa- tente JP 2010-247792, depositado em 4 de novembro de 2010; o conteúdo do pedido citado é incorporado ao presente documento na integra a título de referência. FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO Campo de Invenção
A presente invenção relaciona-se a um método de extração eletrolítica de metais a- través da eletrólise de uma solução de cloreto metálico para precipitar metais no catodo. Descrição do Estado da Técnica
Os métodos de extração eletrolítica de metais incluem o processo de refinamento eletrolítico no qual metais são precipitados no catodo por eletrólise, a aplicação de um metal bruto para o anodo e o processo de extração eletrolítica no qual metais no eletrólito são pre- cipitados no catodo e a aplicação de um anodo para eletrólise. Para tal eletrólito, um banho de sulfato e um banho de cloreto foram aplicados. O
banho de cloreto pode atingir um menor custo de produção, inclusive em termos de custo energético, pois o banho de cloreto tem uma condutividade elétrica maior do líquido do que o banho de sulfato, o que leva a uma tensão eletrolítica inferior. Metais que podem ser extra- ídos pelo banho de cloreto são, por exemplo, níquel, cobalto, zinco e cobre. No método de extração eletrolítica de metais com a aplicação de um anodo para e-
letrólise no banho de cloreto, o gás de cloro evolui no anodo. O mecanismo de geração de cloro é expresso pela seguinte equação química: 2CI ^CI2 ü2e"
A presente invenção discute a redução do consumo de energia, focando-se no fato de que o consumo de energia pode ser reduzido pela equação seguinte, se um anodo com uma baixa sobretensão de cloro for aplicado.
Efeito da Redução no Consumo de Energia = Quantidade Reduzida de Sobreten- são χ Densidade de Corrente χ Soma da Área do Eletrodo χ Hora de Eletrólise
Como um anodo com uma baixa sobretensão de cloro, uma especificação aplican- do um componente de platina é promissora. Convencionalmente, utilizam-se os seguintes anodos para eletrólise por uma especificação aplicando um componente de platina, que compreendem:
um anodo que possui a primeira de revestimento de uma mistura de óxido de irídio- platina, sobre a qual é proporcionada a segunda camada de revestimento por uma mistura de 2 a 50% em massa de óxido de manganês contendo um composto não-estequiométrico, expresso como MnOx (x sendo 1,5 ou mais, mas menor do que 2,0) e 50 a 98% em massa de óxido de titânio que possui uma estrutura de rútilo (Literatura de Patente 1); um anodo que possui a primeira camada de revestimento por uma mistura com percentual molar de a 80% de platina e percentual molar de 20 a 80% de óxido de irídio que possui uma es- trutura de rútilo e a segunda camada de revestimento por uma mistura com percentual molar de 3 a 15% de óxido de irídio que possui uma estrutura de rútilo, um percentual molar de 5 a 25% de óxido de rutênio e um percentual molar de 60 a 92% de óxido de titânio, essas duas camadas constituindo uma camada unitária (Literatura de Patente 2); e um anodo que pos- sui a primeira camada de revestimento por uma mistura com percentual molar de 20 a 80% de platina e percentual molar de 20 a 80% de óxido de irídio que possui uma estrutura de rútilo e a segunda camada de revestimento por uma mistura com percentual molar de 3 a 15% de óxido de irídio que possui uma estrutura de rútilo e um percentual molar de 5 a 25% de óxido de rutênio e um percentual molar de 60 a 92% de óxido de titânio, essas duas ca- madas constituindo uma camada unitária, o anodo sendo provido de um único, ou múltiplos números da camada unitária(Literatura de Patente 3);
Entretanto, todos esses anodos foram desenvolvidos para o uso de eletrólise de cloro-álcali e o efeito de redução no consumo de energia no método de extração eletrolítica nem sempre é suficiente. Esperam-se aperfeiçoamentos adicionais.
Literatura de Patentes
[Documento de Patente 1] Publicação do Pedido de Patente JP Não Examinado No.58-136790
[Documento de Patente 2] Publicação do Pedido de Patente JP Não Examinado
No.62-240780
[Documento de Patente 3] Publicação do Pedido de Patente JP Não Examinado No.62-243790
SUMÁRIO DA INVENÇÃO Problema Técnico
A presente invenção, com o objetivo de oferecer um método de extração eletrolítica de metal capaz reduzir o consumo, no método de extração eletrolítica de metal aplicando um banho de cloreto.
O método de extração eletrolítica de metal pela presente invenção pode ser utiliza- do no método de extração eletrolítica de metal aplicando vários banhos de cloreto incluindo os de metal níquel e metal cobalto.
Solução para os problemas
O primeiro meio para resolver os problemas para atingir os objetivos mencionados acima pela presente invenção, no método de extração eletrolítica de metal usando um ano- do para eletrólise e aplicando um banho de cloreto, consiste preparar o dito anodo compre- endendo um substrato compreendendo titânio ou liga de titânio, e uma camada de revesti- mento compreendendo uma pluralidade de uma camada unitária, proporcionada na superfí- cie do substrato pelo método de cozimento por decomposição térmica, em que a camada unitária compreende a primeira camada de revestimento compreendendo uma mistura de oxido de irídio, oxido de rutênio e óxido de titânio e a segunda camada de revestimento compreendendo uma mistura de óxido de platina e óxido de irídio, e a primeira camada de revestimento da camada unitária formada na superfície do dito substrato está em contato com a superfície do dito substrato, e uma camada de revestimento externa da camada unitá- ria formada na dita camada mais externa da dita camada de revestimento é a segunda ca- mada de revestimento, caracterizado pelo fato de que a dita camada de revestimento é pro- porcionada na superfície do substrato por meio do método de cozimento por decomposição térmica, seguido de pós-cozimento a uma temperatura de cozimento maior do que a do mé- todo de cozimento por decomposição térmica.
O segundo meio de resolver o problema pela presente invenção para o anodo para o método de extração eletrolítica de metal é uma temperatura de cozimento aplicada na fai- xa de 350 a 520° C.
O terceiro meio de resolver o problema pela presente invenção para o anoto para o
método de extração eletrolítica de metal é uma temperatura de pós-cozimento sendo maior que a anteriormente aplicada no método de cozimento por decomposição térmica, a uma temperatura de 475 a 550° C.
O quarto meio para resolver os problemas pela presente invenção para o anodo pa- ra o método de extração eletrolítica de metal é a razão de composição de irídio, rutênio e titânio da primeira camada de revestimento estando na faixa de percentual molar de 20 a 30%, 25 a 30% e 40 a 55%, respectivamente.
O quinto meio para resolver os problemas pela presente invenção para o anodo pa- ra o método de extração eletrolítica de metal é a razão de composição de platina e irídio da segunda camada de revestimento estando na faixa de percentual molar de 60 a 80% e 20 a 4, respectivamente.
O sexto meio para resolver os problemas pela presente invenção é, no método de extração eletrolítica usando um anodo para eletrólise provido de uma camada de revesti- mento compreendendo uma pluralidade de uma camada unitária compreendendo a primeira camada de revestimento compreendendo uma mistura de óxido de irídio, óxido de rutênio e óxido de titânio, e a segunda camada de revestimento compreendendo uma mistura de pla- tina e óxido de irídio, laminada na superfície do substrato compreendendo titânio ou liga de titânio, em que o anodo é produzido pelo método de produção caracterizado pelas etapas que compreendem:
1) uma etapa de preparar a primeira camada de revestimento compreendendo uma
mistura de óxido de irídio, óxido de rutênio e óxido de titânio, pelo revestimento de uma so- lução de mistura de composto de irídio, composto de rutênio e composto de titânio na super- fície do substrato compreendendo titânio ou liga de titânio por meio do método de cozimento por decomposição térmica para cozimento térmico;
2) uma etapa de preparar a segunda camada compreendendo uma mistura de pla- tina e óxido de irídio pelo revestimento de uma solução de mistura de composto de platina e
de composto de irídio na superfície da primeira camada de revestimento por meio do méto- do de cozimento por decomposição térmica para cozimento térmico;
3) uma etapa de preparar uma única ou uma pluralidade de camadas unitárias compreendendo a primeira camada de revestimento e a segunda camada de revestimento na superfície da segunda camada de revestimento pelo método de cozimento por decompo-
sição térmica, em que a primeira camada de revestimento da camada unitária formada na superfície do dito substrato está em contato com a superfície do dito substrato e uma cama- da de revestimento da camada mais externa da camada unitária é a segunda camada de revestimento, e
4) uma etapa para proporcionar a dita camada de revestimento com pós-cozimento a uma temperatura de cozimento superior à temperatura do método de cozimento por de- composição térmica.
Efeito Vantajoso da Invenção
De acordo com a presente invenção, uma sobretensão inferior de cloro é obtida comparada com os anodos anteriores e, assim, o método de extração eletrolítica de metais que pode reduzir o consumo de energia substancialmente é realizado.
DESCRIÇÃO RESUMIDA DOS DESENHOS
A FIG. 1 ilustra uma variação de sobrevoltagem do anodo usando a presente inven- ção e um exemplo comparativo.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO E DAS CONCRETIZAÇÕES PREFERIDAS
O texto a seguir explica, em detalhes, a presente invenção. A presente invenção re- laciona-se a um método de extração eletrolítica de metais usando um anodo e através da eletrólise de uma solução de cloreto metálico. O dito anoto é produzido pelo método seguin- te:
Na presente invenção, como a primeira etapa, a superfície de um substrato conten-
do titânio ou liga de titânio é desengraxada e encrespada em sua superfície com corrosão por tratamento com ácido, tratamento por rajada, etc. Então, uma solução de mistura de composto de irídio, composto de rutênio e composto de titânio é revestida na superfície do substrato compreendendo titânio ou liga de titânio pelo uso de uma escova, rolo ou spray ou por imersão, seguido de tratamento por cozimento térmico, para preparar a primeira camada de revestimento compreendendo uma mistura de óxido de irídio, óxido de rutênio e óxido de titânio. Como um substrato de anodo, formas aplicáveis incluem placa, haste, metal expan- dido e metal poroso.
Dessa forma, para preparar a primeira camada de revestimento como a primeira camada, a superfície de um substrato contendo titânio ou liga de titânio é desengraxada e encrespada em sua superfície com corrosão por tratamento com ácido, tratamento por raja- da, etc. Então, uma solução de mistura do composto de irídio, composto de rutênio e com- posto de titânio é revestida na superfície do substrato compreendendo titânio ou liga de titâ- nio pelo uso de uma escova, rolo, ou spray ou por imersão, seguido por um tratamento de cozimento térmico pelo método de cozimento por decomposição térmica.
Como o composto de irídio, tricloreto de irídio, hexacloroiridato, hexacloroiridato de amônia, e hexacloroiridato de sódio, etc. são usados; como o composto de rutênio, tricloreto de rutênio, hexaclororrutenato, etc. são usados; e como composto de titânio, tricloreto de titânio, tetracloreto de titânio e titanato de butila são usados. Como catalisador para a solu- ção da mistura, água, ácido clorídrico, ácido nítrico, álcool etílico, álcool metílico, isopropa- no, álcool butílico, óleo de lavanda, óleo de semente de anis, óleo de terebintina, tolueno, éter metílico, éter etilênico, etc. são aplicáveis. Depois de ser revestido, o substrato é seco por várias dezenas de minutos a uma temperatura de 60 a 200 0C para evaporar o solvente e sujeito ao tratamento térmico a 350 - 520 0C por 10 a 20 minutos em um forno elétrico com atmosfera de ar ou oxigênio.
O principal aspecto da presente invenção reside em proporcionar a primeira cama- da de revestimento compreendendo uma camada de mistura de óxido de irídio, óxido de rutênio, e óxido de titânio como um revestimento em contato com a superfície do substrato compreendendo titânio ou liga de titânio, que melhora a aderência da camada de revesti- mento ao substrato devido ao titânio no substrato e o titânio na primeira camada de revesti- mento. Publicações de Pedido de Patente JP não-examinadas citadas No. 58-136790, No. 62-240780 e No. 62-243790 (Documentos de Patente 1 a 3), aplica-se uma camada de óxi- do de irídio-platina como a camada em contato com a superfície do substrato, mas, uma vez que o titânio, que é o mesmo componente tal como o substrato, não está contido nessa ca- mada de revestimento, a aderência dessa camada de revestimento ao substrato é insufici- ente.
A primeira camada de revestimento pela presente invenção é obtida pelo método
de cozimento por decomposição térmica, ao qual a temperatura a 350 - 520 0C é geralmen- te aplicada como a temperatura de cozimento por decomposição térmica. Quando a tempe- ratura de cozimento por decomposição térmica está abaixo de 350 0C, a decomposição tér- mica não ocorre completamente, e quando ela excede 520 0C, o substrato é progressiva- mente oxidado e danificado. Em adição, a razão de composição de irídio, rutênio e titânio da primeira camada de revestimento é desejável na faixa de percentual de mol de 20 a 30%, 25 a 30% e 40 a 55%, respectivamente. Então, a segunda camada de revestimento compreendendo uma mistura de platina e oxido de irídio é proporcionada na superfície da primeira camada de revestimento pelo revestimento de uma mistura do composto de platina e do composto de irídio. A temperatura de cozimento por decomposição térmica é igual à aplicada à primeira camada de revesti- mento. A razão de composição de platina e irídio da segunda camada de revestimento é desejável na faixa de percentual molar de 60 a 80% e 20 a 40%, respectivamente.
A segunda camada de revestimento é formada na superfície da primeira camada de revestimento de tal maneira que uma solução de mistura de composto de platina que inclui hexacloroplatinato, hexacloroplatinato de amônia, hexacloroplatinato de potássio, diamina dimitro platina e composto de irídio que inclui tricloreto de irídio e hexacloroiridato é revesti- do na superfície da primeira camada de revestimento, seguido de cozimento.
Como o solvente, água, ácido clorídrico, ácido nítrico, álcool etílico, álcool metílico, álcool propílico, álcool butílico, éter metílico, éter etílico, etc. são aplicados.
Após o revestimento, o substrato é seco por várias dezenas de minutos a uma tem- peratura de 60 a 200 0C para evaporar o solvente, e tratar em um forno elétrico com ar ou atmosfera de oxigênio a uma temperatura de 350 a 520 0C por 10 a 20 minutos para de- composição térmica desses compostos.
Então, a camada unitária compreendendo a primeira camada de revestimento e a segunda camada de revestimento é obtida na superfície da segunda camada de revestimen- to por três camadas, pelo método de cozimento por decomposição térmica, pelo qual quatro camadas unitárias são totalmente formadas. É preferível, para a camada unitária compreen- dendo a primeira camada de revestimento e a segunda camada de revestimento, ser consti- tuída por 3 a 4 camadas. Em cada camada unitária, a primeira camada de revestimento é primeiramente formada, e então a segunda camada de revestimento é formada na superfície da primeira camada de revestimento, e essa ordem é idêntica em cada camada unitária.
O aspecto secundário da presente invenção consiste em proporcionar a segunda ca- mada de revestimento compreendendo uma mistura de platina e óxido de irídio como na cama- da mais externa das camadas de revestimento; com isso, a quantidade do subproduto oxi- gênio pode ser adicionalmente reduzida com efeitos simultâneos de sobretensão reduzida. Publicações de Pedido de Patente JP não-examinadas citadas No. 62-240780 e
No. 62-243790 (Documentos de Patente 2 e 3), uma camada de mistura de óxido de irídio, óxido de rutênio e óxido de titânio é preparada como a camada mais externa, mas nesses casos, a sobretensão de cloro é alta e a quantidade do subproduto oxigênio é comprovada- mente grande.
Sucessivamente, uma pluralidade de camadas de revestimento é sujeita ao pós-
cozimento a uma temperatura mais alta do que a temperatura de cozimento pelo método de cozimento por decomposição térmica. É desejável que a temperatura de pós-cozimento seja maior que a temperatura de cozimento a uma alta temperatura de 475 a 550 0C. Quando a temperatura de pós-cozimento excede 550 0C, teme-se que uma sobretensão ocorra.
O aspecto terciário da presente invenção é o pós-cozimento que é adicionado após a formação de uma pluralidade de camadas revestimento pelo método de cozimento por decomposição térmica, a uma temperatura maior que a temperatura de cozimento pelo mé- todo de cozimento por decomposição térmica; com isso, o subproduto de oxigênio é adicio- nalmente reduzido.
Publicações de Pedido de Patente JP não-examinadas citadas No. 62-240780 e No. 62-243790 (Documentos de Patente 2 e 3), o pós-cozimento não é realizado e não há redução tanto da quantidade do subproduto oxigênio quanto da sobretensão.
EXEMPLOS
O texto a seguir explica exemplos da presente invenção; entretanto, a presente in- venção não deve ser limitada a esses exemplos.
<Exemplo 1>
O substrato é uma malha de titânio (6,0 mm de comprimento χ 3,5 mm de largura χ
1mm de espessura). Como o pré-tratamento, o substrato é condicionado pelo recozimento por 60 minutos a 590 0C, seguido de encrespamento de superfície suficiente com partículas de alumina, e tratamento de corrosão em 20% em massa de ácido clorídrico fervente.
A solução de revestimento 1 foi preparada, usando ácido clorídrico e isopropanol como o solvente, e tricloreto de rutênio, tricloreto de irídio, tricloreto de titânio e tetracloreto de titânio como o material metálico em cada composto metálico em uma razão de composi- ção de percentual molar de 25% de rutênio, 25% de irídio e 50% de titânio.
Então, a solução de revestimento 2 foi preparada, usando ácido nítrico como o sol- vente, e diamina dinitro platina e tricloreto de irídio como o material metálico em cada com- posto metálico em uma razão de composição de percentual molar de 70% de platina e 30% de irídio.
A solução de revestimento 1 foi aplicada na superfície do substrato de titânio, se- guida por secagem a 60 0C e cozida por 15 minutos em um forno elétrico a 475 0C para for- mar a primeira camada de revestimento de IrO2-RuO2-TiO2. Na superfície da primeira camada de revestimento, a solução de revestimento 2 foi
aplicada, seguida por secagem a 60 0C e cozida por 15 minutos em um forno elétrico a 475 0C para formar a segunda camada de revestimento de Pt-IrO2.
A camada unitária compreendendo a primeira camada de revestimento e a segunda camada de revestimento foi proporcionada no dito segundo revestimento, em que quatro camadas unitárias são totalmente formadas, seguido de tratamento de pós cozimento por 60 minutos a 520 0C para produzir um anodo. A camada mais externa foi a camada Pt-IrO2, e a quantidade total de revestimento, como metal, da primeira camada de revestimento foi de 2,06 g/m2 e a da segunda camada de revestimento foi de 1,06 g/m2.
A tensão de evolução do cloro da amostra de eletrodo 1 obtida foi avaliada na célu- la em copo do tipo compartimento único (solução aquosa de NiCI2125 g/L-CI, 90 0C). Como um resultado, a sobretensão a 1 A/dm2 foi de 1.072V vs. SCE e uma sobretensão de cloro extremamente baixa foi apresentada.
De acordo com o Exemplo 1, a sobretensão de cloro foi reduzida como ilustrado a- cima. O resultado do exemplo 1 foi ilustrado na Tabela 1 e na Fig. 1.
[Tabela 1]
Densidade de Corrente/A/dm2 Tensão de Evolução do Cloro / V vs. SCE Exemplo 1 1 1,072 Exemplo 2 2 1,082 Exemplo 3 3 1,084 Exemplo 4 4 1,090 Exemplo 5 5 1,091 Exemplo 6 6 1,094
<Exemplo 2-6>
Como os Exemplos 2-6, a tensão de evolução do cloro da amostra de eletrodo 1 foi
medida a 2 A/dm2, 3 A/dm2, 4 A/dm2, 5 A/dm2, 6 A/dm2, da mesma maneira que o Exemplo 1, exceto pela alternação da densidade de corrente de 1 A/dm2.
Os resultados dos Exemplos 2-6 foram também ilustrados na Tabela 1 e na Fig. 1 e a sobretensão de cloro foi extremamente reduzida da mesma maneira que no Exemplo 1. <Exemplo Comparativo 1>
Como o Exemplo Comparativo 1, a amostra de eletrodo 2 foi preparada usando a- penas a solução de revestimento 1, sendo diferente do Exemplo 1 e a camada de revesti- mento de IrO2-RuO2-TiO2 foi formada.
A tensão de evolução do cloro da amostra de eletrodo 2 foi medida a 1 A/dm2, na mesma célula como no Exemplo 1. Como um resultado, a sobretensão foi de 1.104 V vs. SCE. O resultado do Exemplo Comparativo 1 foi ilustrado na Tabela 2 e na Fig. 1.
[Tabela 2]
Densidade de Corren- te/A/dm2 Tensão de Evolução do Cloro / V vs. SCE Exemplo Comparativo 1 1 1,104 Exemplo Comparativo 2 2 1,118 Exemplo Comparativo 3 3 1,124 Exemplo Comparativo 4 4 1,129 Exemplo Comparativo 5 5 1,133 Exemplo Comparativo 6 6 1,138 <Exemplo Comparativo 2-6>
Como os Exemplos Comparativos 2-6, a tensão de evolução do cloro da amostra de eletrodo 2 foi medida a 2 A/dm2, 3 A/dm2, 4 A/dm2, 5 A/dm2, 6 A/dm2, da mesma maneira que o Exemplo 1, exceto pela altemação da densidade de corrente de 1 A/dm2.
Os resultados dos Exemplos Comparativos 2-6 foram também ilustrados na Tabela
1 e na Fig. 1 e a sobretensão de cloro foi alta, da mesma maneira que no Exemplo Compa- rativo 1.
Das comparações entre o Exemplo 1 e o Exemplo Comparativo 1, a redução da so- bretensão de cloro em 32 mV foi obtida. A partir do cálculo de um efeito de redução da quantidade de consumo de energia elétrica anual como uma soma de uma área de eletrodo de 10OOOOOdm2, o efeito é como se segue.
efeito de redução da quantidade de consumo d energia elétrica anual = quantidade de redução de sobretensão χ densidade de corrente χ soma de uma área de eletrodo χ hora de eletrólise = 0,032 V χ 1 A/dm2 χ 1000000 dm2 χ 8000 h = 256000 kWh Como mencionado acima, de acordo com o Exemplo 1 comparado ao Exemplo
Comparativo 1, um efeito de redução da quantidade de consumo de energia elétrica anual de cerca de 260 mil kWh foi obtida.
Aplicabilidade Industrial
A presente invenção pode ser utilizada no método de extração eletrolítica de metal para vários banhos de cloro, inclusive os de metal níquel e o metal cobalto, em que a solu- ção de cloreto metálico é eletrolisada para precipitar o metal no catodo.

Claims (6)

1. Método para extração eletrolítica de metal usando um anodo para eletrólise e a- plicando um banho de cloreto, CARACTERIZADO pelo uso do dito anoto para eletrólise, compreendendo: um substrato compreendendo titânio ou liga de titânio, e uma camada de revestimento compreendendo uma pluralidade de camadas unitá- rias, proporcionadas na superfície do substrato, em que a camada unitária compreende: a primeira camada de revestimento compreendendo uma mistura de óxido de irídio, óxido de rutênio e óxido de titânio e a segunda camada de revestimento compreendendo uma mistura de platina e óxido de irídio, e a primeira camada de revestimento da camada unitária formada na superfície do di- to substrato está em contato com a superfície do dito substrato e uma camada de revesti- mento externa da camada unitária na camada mais externa da dita camada de revestimento é a segunda camada de revestimento. onde a dita camada de revestimento é proporcionada na superfície do substrato por meio do método de cozimento por decomposição térmica, seguido de pós-cozimento a uma temperatura de cozimento maior que a do método de cozimento por decomposição térmica.
2. Método para extração eletrolítica de metal, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a temperatura de cozimento pelo método de cozimento por decomposição térmica no dito anodo é de 350 a 520 0C.
3. Método para extração eletrolítica de metal, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, CARACTERIZADO pelo fato de que a temperatura de pós-cozimento no dito anodo é maior que a temperatura do método de cozimento por decomposição térmica, a uma faixa de tem- peratura de 475 a 550 0C.
4.
Método para extração eletrolítica de metal, de acordo com as reivindicações 1-3, CARACTERIZADO pelo fato de que as razões de composição de irídio, rutênio e titânio da primeira camada de revestimento no dito anodo estão na faixa percentual molar de 20 a 30%, 25 a 30% e 40 a 55%, respectivamente.
5. Método para extração eletrolítica de metal, de acordo com as reivindicações 1-4, CARACTERIZADO pelo fato de que as razões de composição de platina e irídio da segunda camada de revestimento no dito anodo estão na faixa percentual molar de 60 a 80%, 20 a 40%, respectivamente. 6. Método para extração eletrolítica, de acordo com as reivindicações 1-5, CARACTERIZADO pelo fato de que usando uma camada de revestimento compreendendo uma pluralidade de uma camada unitária compreendendo a primeira camada de revestimen- to compreendendo uma mistura de óxido de irídio, óxido de rutênio e óxido de titânio, e a segunda camada de revestimento compreendendo uma mistura de platina e óxido de irídio, obtida na primeira camada de revestimento, proporcionada na superfície do substrato com- preendendo titânio ou liga de titânio, em que o anodo é produzido pelo método de produção onde etapas que compreendem: 1. uma etapa de preparar a primeira camada de revestimento compreendendo uma mistura de óxido de irídio, óxido de rutênio e óxido de titânio, pelo revestimento de uma so- lução de mistura de composto de irídio, composto de rutênio e composto de titânio na super- fície do substrato compreendendo titânio ou liga de titânio por meio do método de cozimento por decomposição térmica para cozimento térmico; 2. uma etapa de preparar a segunda camada compreendendo uma mistura de pla- tina e óxido de irídio pelo revestimento de uma solução de mistura de composto de platina e de composto de irídio na superfície da primeira camada de revestimento por meio do méto- do de cozimento por decomposição térmica para cozimento térmico; 3. uma etapa de preparar uma única ou uma pluralidade de camadas unitárias compreendendo a primeira camada de revestimento e a segunda camada de revestimento na superfície da segunda camada de revestimento pelo método de cozimento por decompo- sição térmica, em que a primeira camada de revestimento da camada unitária formada na superfície do dito substrato está em contato com a superfície do dito substrato e uma cama- da de revestimento da camada mais externa da camada unitária é a segunda camada de revestimento, e 4. uma etapa para proporcionar a dita camada de revestimento com pós-cozimento a uma temperatura de cozimento superior à temperatura do método de cozimento por de- composição térmica.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104562078B (zh) * 2014-12-24 2017-05-10 蓝星(北京)化工机械有限公司 电解用电极及其制备方法以及电解槽

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1246447A (en) 1967-09-26 1971-09-15 Imp Metal Ind Kynoch Ltd Improvements in or relating to the manufacture of oxide-coated electrodes for use in electrolytic processes
US4230544A (en) * 1979-08-31 1980-10-28 Ionics Inc. Method and apparatus for controlling anode pH in membrane chlor-alkali cells
US4242185A (en) 1979-09-04 1980-12-30 Ionics Inc. Process and apparatus for controlling impurities and pollution from membrane chlor-alkali cells
JPS58136790A (ja) 1982-02-05 1983-08-13 Osaka Soda Co Ltd 不溶性陽極
CN85107320A (zh) * 1984-09-13 1987-04-15 埃尔特克系统公司 特别适用于电解电极的复合催化材料及其制造方法
IL73536A (en) 1984-09-13 1987-12-20 Eltech Systems Corp Composite catalytic material particularly for electrolysis electrodes,its manufacture and its use in electrolysis
JPS62240780A (ja) * 1986-04-11 1987-10-21 Osaka Soda Co Ltd 塩化アルカリ電解用陽極
JPS62243790A (ja) 1986-04-15 1987-10-24 Osaka Soda Co Ltd 塩化アルカリ電解用陽極
EP0243302B1 (en) * 1986-04-17 1992-01-22 Eltech Systems Corporation An electrode with a platinum metal catalyst in surface film and its use
US5004626A (en) * 1986-10-27 1991-04-02 Huron Technologies, Inc. Anodes and method of making
CA2030092C (en) * 1989-12-08 1998-11-03 Richard C. Carlson Electrocatalytic coating
GB9018953D0 (en) * 1990-08-31 1990-10-17 Ici Plc Electrode
CN1118384A (zh) * 1994-09-08 1996-03-13 广州有色金属研究院 电解冶金工业用涂层电极
US5587058A (en) * 1995-09-21 1996-12-24 Karpov Institute Of Physical Chemicstry Electrode and method of preparation thereof
US6217729B1 (en) * 1999-04-08 2001-04-17 United States Filter Corporation Anode formulation and methods of manufacture
FR2797646B1 (fr) * 1999-08-20 2002-07-05 Atofina Cathode utilisable pour l'electrolyse de solutions aqueuses
CN1156612C (zh) * 2000-09-30 2004-07-07 华东师范大学 无裂缝纳米级钛基阳极及其制备
US7258778B2 (en) * 2003-03-24 2007-08-21 Eltech Systems Corporation Electrocatalytic coating with lower platinum group metals and electrode made therefrom
WO2005033367A1 (en) * 2003-10-08 2005-04-14 Akzo Nobel N.V. Electrode
CN101235513B (zh) * 2007-11-14 2010-08-18 福州大学 一种新型涂层钛阳极
JP2009167451A (ja) * 2008-01-15 2009-07-30 Sumitomo Metal Mining Co Ltd 銅の電解採取方法
CN101343749B (zh) * 2008-08-09 2014-05-07 中国海洋大学 一种金属氧化物涂层电极及其制备方法
JP5681343B2 (ja) * 2008-09-01 2015-03-04 旭化成ケミカルズ株式会社 電解用電極
CN101435084A (zh) * 2008-12-04 2009-05-20 福州大学 具有交替叠层结构涂层钛阳极及其制备方法
JP2010247792A (ja) 2009-04-20 2010-11-04 Railway Technical Res Inst 剛体電車線
EP2390385B1 (en) * 2010-05-25 2015-05-06 Permelec Electrode Ltd. Anode for electrolysis and manufacturing method thereof

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