CN1005573B - 一种改进的氯酸盐电解设备 - Google Patents

Abstract

本发明是一种改进的氯酸盐电解设备，包括电解槽和反应器。电解槽的阳极板先焊接在阳极端板的一面后整体涂制一导电的覆盖物，如钌的氧化物等；钛的阳极端板在焊接阳极板的相对一面或阳极导板上镀上一层导电性良好的金属，如铜等；这样，当电极失效时可以做整体复涂。阴阳极板的绝缘隔离是在每一隔离处的阳极板上钻二个小孔，对向固定二个如聚四氟乙烯塑料制成的T形销钉。电解槽进出口采用无颈法兰连接外循环管。反应器用一至数块隔板分隔成若干个反应室，气相连通的每个反应室并联着若干个电解槽组成一个电解单元。其特点是筒化了失效电极复涂的工序，减少电解槽进出口处的电化学腐蚀，降低总的槽压降。

Description

本发明是一种改进的用于生产氯酸盐的电解设备，包括电解槽和反应器。

氯酸盐是由氯化物通过电解得到的，现有电解设备的形式和构造多种多样。美国专利US4194953“氯酸盐生产过程及其电解槽构造”公开了一种单极槽的结构，电解槽与反应器分开，两者用循环管连接。该电解槽阳极单元的制作是阳极板先做涂钌处理后焊接在开有凹槽的阳极端板上，阳极端板是选用钛与铜或铝的复合板。而阴阳极板间的间距是用H形间隔器固定。电解槽的进出口有一短节并用法兰与外循环管连接。反应器为一中空容器。但是，电解槽的阳极板先涂钌后焊接于阳极端板上，焊接时要烧坏涂层面积的3～6％，且阳极端板采用了复合板，所以当电极失效时就必须先将阳极板与阳极端板分离，然后再做复涂处理和焊接。电解槽进出口管短节存在着因电力线屏蔽引起的电化学腐蚀。H形阴阳极间隔器、极板开孔和端板开槽等的加工较为不便。

本发明的目的在于克服上述电解设备的构件在加工和装拆时的不便，简化失效电极复涂的工序，减少电解槽进出口处的电化学腐蚀，并降低总的槽压降。

本发明的内容是：电解槽中的阳极板先焊接在阳极端板的一面，然后整体涂制一导电的覆盖物，如钌的氧化物等；钛的阳极端板在焊接阳极板的相对一面或阳极导板上镀上一层导电性良好的金属，如铜等；阴阳极板的绝缘隔离是在每一隔离处的阳极板上钻二个小孔，对向固定二个如聚四氟乙烯塑料制成的T形销钉；电解槽进出口采用无颈法兰连接外循环管；反应器内用一至数块隔板将反应器分隔成若干个反应室，各反应室气相是连通的，每个反应室并联着若干个电解槽组成一个电解单元，

与现有技术比较，本发明具有以下优点：

由于解决了阳极板整体涂制，钛板上镀铜代替了钛铜复合板，使得当电极失效时可以做整体复涂，这既可避免3～6％涂层的损失，又简化了失效电极复涂的工序。电解槽进出口采用无颈法兰连接大大缩小了屏蔽区，从而解决电解槽进出口处电化学腐蚀问题。阳极板上装二个对向的T形销钉不仅可靠地将阴阳极板绝缘隔离，而且其加工简单，装拆方便。对于电解完成液浓度及其他工艺条件相同的情况下，无隔板反应器的电解槽压与有隔板反应器的最后一个电解单元的电解槽压是相同的，随着NaCl含量的降低槽压升高，因而有隔板反应器电解槽系统总槽压要比无隔板反应器总槽压低100mv以上，可降低电耗3％以上。

以下将结合附图对本发明作进一步的描述。

图1是氯酸盐电解槽的构件分解图。

图2是氯酸盐电解槽阳极板上绝缘间隔器装拆示意图。

图3是氯酸盐电解设备轴侧图。

图1所示为氯酸盐电解槽拆开时的结构情况。上部安装液体出料口法兰2，下部安装液体进料口法兰3，两者均为无颈法兰。竖立的矩形阴极端板上垂直直立焊接着多块阴极薄钢板4，阴极端板作为电解槽的一个侧面焊接于壳体1。竖立放置的矩形阳极端板5平行于阴极端板，作为电解槽的另一个侧面，阳极端板5上垂直直立焊接着多块阳极薄钛板6，与阴极板4平行交替地排列。阳极板6可采用钛板外涂钉的氧化物。阳极端板5外表面或阳极导板7的表面镀上一层金属铜。阴阳极绝缘间隔器8用来保证阴阳极板4和6之间所需的一定空间，阴阳极间距一般为2～4mm。从图2可以清楚地看到绝缘间隔器8的装拆方式，由耐腐蚀的绝缘材料聚四氟乙烯塑料制成的呈T形的间隔器8对向镶嵌在阳极板6的边缘上。所需间隔器数量取决于阳极板的尺寸，通常每块阳极板至少设三处绝缘间隔器，一个靠近阳极板边缘的上部，一个靠近底部，另一个大致在中部。电解槽壳体上的方形法兰9紧贴着一层方形胶热10，作绝缘及密封用。电解槽装上阳极板后在阳极端板的周边安置一绝缘用的方形热11，再装上钢制的方形压板12压紧，最后用绝缘圈13、双头螺栓14、垫片15和螺母16紧固。

图3所示为电解槽与反应器的连接方式以及反应器被分隔成若干个反应室的状况。反应器17用三块隔板18分隔成四个反应室，每个反应室并联着四个电解槽19组成一个电解单元，电解溶液由第一个至最后一个反应室通过隔板18上的溢流孔20依次溢流，最后一个反应室出口的电解完成液中的NaClO₃和NaCl的含量由进入第一个室的NaCl溶液的流量和浓度来调节，各反应室的NaClO₃和NaCl的含量自然建立了浓度梯度，NaClO₃含量依次升高，NaCl含量依次降低。由于各反应室NaCl浓度建立了梯度，在控制相同的温度下(电解溶液温度控制由一套冷却装置来完成)各电解单元溶液电阻不同，电解槽的槽压也建立了梯度。

实施例：

盐水即NaCl溶液成分：NaCl280g/l，KClO₃40g/l，Mg⁺⁺、Ca⁺⁺总量15PPm。

电解完成液即NaClO₃溶液成分：NaClO₃400g/l，NaCl00g/l，KClO₃40g/l。

电解溶液温度55℃，电流密度2000A/m²，电流浓度20A/l，阴阳极间距4mm，槽电压2.9～3.1伏，电流效率94％，电耗4660～5000度/吨NaClO₃。将塑料板紧贴在不锈钢板或铁板上，绝缘通孔以外的不锈钢板外漏部分，接上导线，冲刷干净即可放入电镀槽。电镀规范及操作见(四)(五)。

(三)镶嵌及镀前处理。

将孕镶片以过渡配合形式嵌入锯片基体内。根据需要孕镶片可与基体同厚，平滑相接，也可使孕镶片两侧稍突出在基体之外。

镶好的基体焊上导线，用丙酮擦洗一次，再用耐酸碱绝缘涂料或赛璐珞绝缘不镀部分。绝缘物干透后进行盐酸腐蚀除锈，盐酸浓度30％左右，常温浸泡30秒后，浸在温水中准备进行电化学除油。除油溶液成分：氢氧化钠(ИaOH)17克/升，碳酸钠(Иa₂CO₃)38克/升、磷酸三钠(ИapO₄·12H₂O)15克/升、硅酸钠(Иa₂SiO₃·9H₂O)9克/升，处理规范：温度30℃，电流密度10安/分米²，先阴极除油2.5分钟，后阳极除油1分钟，另一极为镍板。处理完毕后，用温水浸泡，准备阳极处理。阳极处理溶液为40％(体积比)硫酸，时间1分钟，电流密度35安/分米²，阳极为铅板。阳极处理后，尽快用温水冲洗，按图2接入电路，带电放入电镀槽。

(四)电镀规范

温度：20℃——30℃，电流密度：1安/分米²，酸度：pH4——4.5。

(五)电镀操作

基片入槽后，先用3安/分米²的电流密度冲击2分钟，然后用正常规范空镀1小时，空镀完毕，用直形皮头吸管将金刚石粉粒吸撒在基体外围的齿刃环带上。金刚石撒后；隔一段时间翻面卸砂(金刚石粉粒)，使被镀表面均匀粘上一层金刚石颗粒。撒卸金刚石时间以及相邻两次撒砂时间间隔，可按用户要求的金刚石浓度来确定。卸砂时间延迟以及两次撒砂时间的缩短，均可提高金刚石浓度，一般前者为十分钟，后者为24小时，这样的时间可使金刚石浓度达到75％。

锯片刀齿厚度达到要求后，即可出槽。出槽锯片用温水冲洗，去掉绝缘物，即可进行去氢处理，处理方法：在烘箱中160℃保温三小时。去氢完毕、铲去结瘤即成产品。

Claims (2)

1.一套用于生产氯酸盐的电解设备，包括电解槽和反应器，所说的电解槽为一种带有多极板组合式电极的电解槽，多块阳极板6垂直地焊接于阳极端板5上，阴极亦采用相同的结构，所说阳极板的组成材料为表面涂覆有氧化钌的钛板，阳极板上若干处分别开有两个小孔，小孔上装有作为绝缘间隔器的T形塑料销钉8，以保证组装时阴阳二极板既互相平行又不发生接触，其特征在于：

所说电解槽1顶上的液体出料口法兰2和电解槽下部的液体进料口法兰3皆为无颈法兰，

所说的反应器17内用一至数块隔板18分隔成几个反应室，每块隔板18上皆有可让电解液通过的溢流孔20，作为原料的NaCl溶液从第一反应室进入，在这些反应室中，产物NaClO₃的浓度依次升高，NaCl的浓度依次降低。

2.根据权利要求1所述的电解设备，其中所说的反应器17内使用三块隔板18，相应地将反应器分隔成四个反应室。

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