CN1418984A - 外循环式电解制备高氯酸钠的方法 - Google Patents

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孙洋洲
姚沛
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Abstract

本发明属于电解技术领域。外循环式电解制备高氯酸钠的方法，将除铬后电解液导入电解系统进行电解，其特点是电解液导入外循环式电解系统进行电解制得高氯酸钠。电解液外循环方式为自然对流循环或强制循环。本发明实现实际意义上的连续作业，劳动强度大为下降，延长了电极寿命，并且有利于生产控制，使用极为便利，降低了生产成本，板状电极电解槽能实现大电流工作，单槽生产能力大，易于大规模生产。

Description

外循环式电解制备高氯酸钠的方法
技术领域
本发明属于电解技术领域，特别是涉及一种外循环式电解制备高氯酸钠的方法。
背景技术
目前高氯酸钠生产大都为敞开式长方体型电解槽，使用陶瓷基体二氧化铅做阳极。该电极为圆柱型，极易破损，寿命短，电极消耗大；电解槽结构松散，安装难，操作控制点多(每个电解槽内都装有独立的冷却盘管)，占地面积大；电极组结构不合理，检修频繁、检修难度大，维修不方便；电解过程中全靠电解产生的气体搅动实现传质过程，因而存在大量死角，导致电流效率过低，目前生产的电流效率均在30-60％之间，耗电量为3000-5800Kwh/吨高氯酸钠；操作大都为间歇，操作繁锁，劳动强度大，电解终点的控制靠大量化学分析及人工短路出料，人为因素易导致电解终点或过头使电耗增大，或未到终点影响电解液质量，甚至影响产品质量。
发明内容
本发明为解决现有技术存在的问题，提供了一种外循环式电解制备高氯酸钠的方法。
本发明的目的是提出一种操作简单、维修方便、控制点少、电流效率高、耗电量低的制造高氯酸钠的新设备和工艺。
本发明采用钛基二氧化铅板状阳极，铅或不锈钢阴极。该阳极寿命长，使用寿命到期后可以重镀二氧化铅，由于钛基体耐腐蚀，能数次重镀，电极成本很低。该电解槽结构紧凑，安装简便，电流效率高，占地少，将电化学反应区与换热系统区分开来，几个或几组电解槽合用一个外循环槽，电解液通过自然对流或强制对流的方式进入电解槽，经电化学反应后进入外部循环槽，在此，反应产生的气体与电解液分离，气体回收或排入大气；反应产生的热量经过设在此处的冷却管移走，达到所控温度指标的电解液又循环回电解槽进行反应。如此反复循环，电解槽内传质问题大大改善，电流效率明显提高。当电解液中氯酸钠浓度达到要求，即完成该槽物料的电解，可在保持电流强度不变的情况下进行物料切换，进行下次电解。
本发明中，经过除铬处理的电解液中，氯酸钠的浓度为550-650g/l，氯化钠的浓度为0-8.0g/l；电解过程中阳极电流密度控制在700-1500A/m2，电解温度50-80℃，电流浓度3000-10000A/m3。按该发明的工艺条件及设备制造高氯酸钠溶液，氯酸钠转化率在99.0％以上时，电流效率平均在82.0％以上，电解过程平均槽电压小于4.20V，直流电耗小于2400KWh/Ton高氯酸钠。
本发明采用如下技术方案：
外循环式电解制备高氯酸钠的方法，将电解液导入外循环式电解系统进行电解，制得高氯酸钠。
本发明还可以采用如下技术措施：
上述的外循环式电解制备高氯酸钠的方法，其特点是电解液外循环方式为自然对流循环或强制循环。
上述的外循环式电解制备高氯酸钠的方法，其特特点是外循环式电解系统包括电解槽、循环槽和循环动力设备，在循环槽中有换热管进行热交换。
上述的外循环式电解制备高氯酸钠的方法，其特点是电解槽中所使用的阳极为平板状钛基体二氧化铅，阴极为铅或不锈钢。
上述的外循环式电解制备高氯酸钠的方法，其特特点是：将除铬后浓度为550-650g/l的氯酸钠溶液导入外循环式电解系统进行电解；电解条件为电解温度50-80℃，电流密度800-1500A/m2，电流浓度3000-20000A/m3；电解至氯酸钠浓度达到2.0-8.0g/l；保持原有电流密度不变，进行出、进料操作。
本发明具有的优点和积极效果：该工艺消除了原生产过程中频繁断电出槽操作，劳动强度大为下降，延长了电极寿命，并且有利于生产的控制、安全及管理，省电、省工、成本下降，使用极为便利，板状电极电解槽能实现大电流工作，单槽生产能力大，易于大规模生产。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹列举以下实例详细说明：
                     实施例1
封闭外循环式电解槽，阳、阴极面积0.50dm2，电流强度5.0A，电流浓度3400A/m3，电解温度60-63℃。进电解系统的电解液氯酸钠度为617.0g/l，氯化钠浓度5.0g/l，系统循环方式采用强制循环。电解过程平均槽电压4.12V，电解终点氯酸钠浓度3.24g/l，氯酸钠转化率99.51％，电流效率82.7％，直流耗电量2180Kwh/吨高氯酸钠。
                     实施例2
封闭外循环式电解槽，阳、阴极面积0.50dm2，电流强度5.0A，电流浓度5000A/m3，电解温度60-63℃。进电解系统的电解液氯酸钠浓度为633.6g/l。系统循环方式采用自然对流循环。电解过程平均槽电压4.25V，电解终点氯酸钠浓度4.42g/l，氯酸钠转化率99.30％，电流效率82.8％，直流耗电量2246Kwh/吨高氯酸钠。
                     实施例3
封闭外循环式电解槽，阳、阴极面积2.0dm2，电流强度20.0A，电流浓度8000A/m3，电解温度60-63℃。进电解的电解液氯酸钠浓度为633.6g/l。系统循环方式采用强制循环。电解过程平均槽电压4.15V，电解终点氯酸钠浓度4.28g/l，氯酸钠转化率99.35％，电流效率85.1％，直流耗电量2134Kwh/吨高氯酸钠。

Claims (5)

1.外循环式电解制备高氯酸钠的方法，其特征在于：制备过程中，电解液在电解槽内电解后流回到外循环槽，经气体分离和换热后再进入电解槽进行电解，如此往复循环电解。
2.根据权利要求1所述的外循环式电解制备高氯酸钠的方法，其特征在于：电解液外循环方式为自然对流循环或强制循环。
3.根据权利要求1所述的外循环式电解制备高氯酸钠的方法，其特征在于：外循环式电解系统包括：电解槽，外循环槽，循环动力设备。
4.根据权利要求1所述的外循环式电解制备高氯酸钠的方法，其特征在于：电解槽中所使用的阳极为平板状钛基体二氧化铅，阴极为铅或不锈钢。
5.根据权利要求1、2、3或4所述的外循环式电解制备高氯酸钠的方法，其特征在于：将除铬后浓度为550-650g/l的氯酸钠溶液导入外循环式电解系统进行电解；电解条件为电解温度50-80℃，电流密度800-1500A/m2，电流浓度3000-20000A/m3；电解至氯酸钠浓度达到2.0-8.0g/l；保持原有电流密度不变，进行出、进料操作。
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