CN1037015C - 氯碱工业石墨阳极的浸渍处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明氯碱工业石墨阳极的浸渍处理方法，是将石墨体在加热炉中加热后热浸在能转化为MnO2和Co3O4的硝酸锰和硝酸钴溶液中，取出再加热，再浸渍再加热，如此循环2-3次即可得到含有MnO2和Co3O4的石墨阳极。这样制得石墨阳极，其寿命比原来提高4-8倍，电性能得到改善，槽电压降低100-200亳伏，而且成本进一步降低，仅是石墨阳极本身价值的35%，并且方法简单，易推广。
Description
本发明氯碱工业石墨阳极的浸渍处理方法，是一种氯碱氯酸盐工业石墨阳极的化学热处理方法，具体涉及提高氯碱和氯酸盐工业电解槽中现使用的石墨阳极的寿命及其电性能的化学热处理方法。
目前，用于氯碱工业、氯酸盐工业等电化学生产行业中电解槽的石墨阳极比金属阳极的电性能差，寿命也短，一般金属阳极寿命高达五年之久，石墨阳极仅有6-8个月，为了改善石墨阳极的电性能提高使用寿命，国内外大都采用浸渍桐油、石蜡、沥青及各种高分子物质和其它油类、无机盐的方法，但这些方法的效果仍不十分理想，最多仅能提高寿命1-2倍，有些处理方法还会带来石墨阳极的电位升高，槽电压升高，电流效率降低的弊病。特开昭57-94582，57-177985和EP.0209913都是对石墨阳极处理的方法，US3.212，930和实用新型欧洲专利0244690报道了关于多孔碳电极制备方法和用于电解池中的电极的制备方法包括电传导基体和沉积在上边的电催化层。
综上所述，为了较大幅度地提高现氯碱工业电解槽中使用的石墨阳极的寿命和改善石墨阳极的电性能，在1989年我们提出了一种用热化学的方法处理氯碱工业电解槽中石墨阳极的方法，进而达到了降低成本，提高生产效率获得尽可能大的经济效益的目的，其专利号为89101935.9。
本发明氯碱工业石墨阳极的浸渍处理目的在于在89101935.9专利的基础上进一步提供一种使得成本更低，寿命更长的氯碱工业石墨阳极的处理方法。
本发明氯碱工业石墨阳极的浸渍处理，就是将氯碱工业电解槽中石墨化后的石墨阳极、再生石墨阳极或再生石墨阳极又经石墨化处理的石墨阳极在加热炉中加热，而后从加热炉内取出，放入可以转化为MnO2的锰盐类溶液中浸渍取出凉干再加热，其特征在于再放入可以转化为Co3O4的钴盐类溶液中浸渍，如此循环2-3次即可得到含MnO2和Co3O4的石墨阳极。
其上所述的可以转化为MnO2的锰盐类溶液可以是硝酸锰溶液，其浓度为10-50％。其上所述的可以转化为Co3O4的钴盐类溶液可以是硝酸钴溶液，其浓度为10-50％。
本发明氯碱工业石墨阳极的浸渍处理，其工艺过程及其条件为：将氯碱工业电解槽中石墨化后的石墨阳极、再生石墨阳极或再生石墨阳极又经石墨化处理的石墨阳极在加热炉中加热至250°-550℃，保温10分钟，而后从加热炉中取出，热浸在浓度为10-50％的硝酸锰溶液或可以转化为MnO2的锰盐类溶液中5-10分钟，而后再从溶液中取出凉干后再放入250°-550℃的加热炉中加热30-45分钟，而后再放入浓度为10-50％的硝酸钴溶液或者是可以转化为Co3O4的钴盐类溶液中浸渍5-10分钟，而后再在加热炉中加热至250°-450℃保温30-45分钟，如此循环2-3次即可得到含有MnO2和Co3O4的石墨阳极，其寿命将比未经本发明处理的石墨阳极提高4-8倍，电性能得到改善，槽电压降低100-200毫伏，其成本仅是石墨阳极本身价值的35％左右。而且方法简单，易于推广。
将经本发明处理好的石墨阳极试样用UJI型电位差计测其电极电位值为1.137伏-1.246伏，基本上接近于金属阳极的电性能，一般金属阳极如锰-钛(DSA)阳极为1.126伏。
本发明氯碱工业石墨阳极的浸渍处理，其实施的最佳方案为，将选定尺寸和规格的石墨阳极，在空气中放入加热炉中加热至300℃-400℃保温10分钟，而后从加热炉中取出，浸渍在浓度为30-40％的硝酸锰溶液中4-6分钟，而后再放入450°-550℃的加热炉中加热，保温30-35分钟，而后再热浸在浓度为30-40％的硝酸钴溶液中4-6分钟，再加热至450-550℃保温30-45分钟，如此循环2-3次即可得到含有电催化性能好的含有MnO2和Co3O4的石墨阳极。
本发明氯碱工业石墨阳极的浸渍处理，其实施的又一最佳方案为：将石墨化后的规格为100×30×5(单位mm)的石墨阳极在加热炉中加热至300℃保温10分钟，而后取出热浸在浓度为40％的硝酸锰溶液中5分钟，而后取出凉干再放入加热炉中，加热至450℃-500℃，保温30分钟取出，再放入浓度为40％的硝酸锰溶液中5分钟，取出后凉干再放入加热炉中加热至450-500℃保温30分钟取出，依次循环2-3次即可得到含有MnO2的石墨阳极。
实施例1、
将再生石墨阳极其规格为100×38×5(单位mm)放入加热炉加热至300℃保温10分钟，然后从加热炉中取出热浸在浓度为40％的硝酸锰溶液中6分钟，而后再放入450℃的加热炉中加热保温30分钟，而后再热浸在浓度为30％的硝酸钴溶液中5分钟，取出放入450℃的加热炉中加热保温30分钟，如此反复浸渍3次即可得到含有MnO2和Co3O4的石墨阳极。
实施例2、
将石墨化后石墨阳极，其规格为100×30×5(单位mm)，在加热炉中加热至250℃，保温10分钟，而后取出热浸在浓度为35％的硝酸钴溶液中6分钟，取出后凉干，而后放在480℃的加热炉中加热，保温30分钟，从加热炉中取出再浸渍在35％的硝酸锰溶液中，再加热至480℃保温30分钟，依次反复循环3次即可得到含有MnO2的石墨阳极。
实施例3、
将石墨化后的石墨阳极，其规格为100×30×5(单位mm)，在加热炉中加热至250℃，保温10分钟，而后取出热浸在浓度为30％的硝酸锰和10％的硝酸钴混合溶液中6分钟，取出后凉干，而后放在480℃的加热炉中加热，保温30分钟，从加热炉中取出再浸渍在30％的硝酸锰和10％的硝酸钴混合溶液中，再加热至480℃保温30分钟，依次反复循环3次即可得到含有MnO2和Co3O4的石墨阳极。
本发明氯碱工业石墨阳极的浸渍处理方法，成本低廉，方法简单，易推广实施，现已有两个工厂开始进行工业化试验和组织生产，经济效益十分可观。
Claims (3)
1.氯碱工业石墨阳极浸渍处理方法，其特征，就是将氯碱工业电解槽中，石墨化后的石墨阳极、再生石墨阳极或再生石墨阳极又经石墨化处理的石墨阳极在加热炉中加热于250°-550℃，保温10分钟，而后从加热炉中取出，热浸在浓度为10-50％的硝酸锰溶液中5-10分钟，而后再从溶液中取出晾干后再放入250 °-550℃的加热炉中加热保温30-45分钟，再放入浓度为10-50％的硝酸钴溶液中5-10分钟，而后再放入250°-550℃加热炉中加热保温30-45分钟，如此循环2-3次即可得到含有MnO2Co3O4的石墨阳极。
2.按照权利要求1所述的氯碱工业石墨阳极的浸渍处理方法，其特征在于硝酸锰和硝酸钴两种浸渍溶液亦可以同时使用，硝酸锰溶液浓度为10-30％，硝酸钴溶液浓度为10-30％。
3.按照权利要求1所述氯碱工业石墨阳极的浸渍处理方法，其特征在于所述的石墨阳极在加热炉中的温度加热至300°-400℃保温10分钟，而后从加热炉中取出浸渍在浓度为30-40％的硝酸钴或硝酸锰溶液中4-6分钟，而后再放入450°-550℃的加热炉中加热保温30-35分钟，而后再热浸在浓度为30-40％的硝酸钴或硝酸锰溶液中4-6分钟再加热至450°-550℃保温30-35分钟，如此循环2-3次即可得到含MnO2和Co3O4的石墨阳极。
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