Анод для электроосаждения цинка из серно-кислых растворов

Анод для электроосаждения цинка из серно-кислых растворов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

АНОД ДЛЯ ЭЛЕКТРООСАЖДЕНИЯ ЦИНКА ИЗ СЕРНО-КИСЛЫХ PACTВОРОВ,включающий титановую основу, подслой из сплава железа с оловом включающий титановую основу, подслой из сплава железа с оловом FeSn толщиной

00IO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) Ai (50 4 С 25 В ll 10 ц

Ф;,Т, -.,-Л (ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К AOTOPOMOMY ССУДВТСЛЬСТВУ (21) 3878313/23-26 (22) 27.03.85 (46) 15.10.86.Вюл. В 38 (71) Институт органического катализа и электрохимии АН КаэССР (72) Л.Н.Гурьева и Н.Ф.Разина (53) 621.3.035.2 (088.8) (56) Гурьева Л.Н., Разина Н.Ф. Повышение стабильности титановых анодов с оксидным железо-налладиевым покрытием. Тезисы докладов 5-го Всесоюзного совещания "Иалоизнашиваеиие аноды и применение их в электрохимических процессах",M., 1984,ñ. 22-24.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1059025, кл. С 25 В 11/10, 1982. (54) (57) АНОД ДЛЯ ЭЛЕКТРООСАЖДЕНИЯ

ЦИНКА ИЗ СКРНО-КИСЛЫХ РАСТВОРОВ,включающий титановую основу, подслой иэ сплава железа с оловом включающий титановую основу, подслой из сплава железа с оловом FeSn толщиной (0,5«4

9) - 10 см и активное покрытие из оксидов железа и палладия, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения срока службы анода, уменьшения энергозатрат при использовании его и снижения расхода благородного металла, активное покрытие дополнительно содержит оксид кадмия нри следующем соотношении компонентов,час.Х: с0

Оксид железа 50,4-55,0

Оксид палладия 33,0-36,0

Оксид кадмия 9,0-16,6 С

1263726

Изобретение относится к изготовлению нерастворимых для электрохимических процессов, в частности к изготовлению электродов с покрытием на основе оксидов железа на титановой основе, применяемых в гидрометаллургии, конкретно для электроосаждения цинка из серно -кислых растворов.

Целью изобретения является увели- чение срока службы анода, уменьшение энергозатрат.при его использовании и снижение расхода благородного металла.

Анод готовят следующим образом.

На предварительно протравленную в 1ОХ-ном растворе щавелевой кислоты о в течение 60 мин при 95 С титановую основу толщиной 2 5 мм гальванически осаждают сплав FeSn из электролита состава, г/л . FeCl> 6Н О 27; SnClz x

-х 2Н 0 4,0; Ма Р 0 ° 10Н 0 150,при рН 8,4, 80 С и катодной плотности така 0,5 А/дм

После нанесения одслоя анод про мывают водой, высушивают при комнатной температуре на воздухе. Затем на ! подслой из FeSn наносят активное покрытие из оксидов железа, палладия и кадмия многократным погружением титановой основы с нанесенным на нее подслоем в смесь азотнокислых растворов железа (0,931 г/10 мл), палладия (0,756 г/10 мл) и кадмия (0,1930,386 г/10 мп). с последующим разлоо жением при 600 С и охлаждением на воздухе. Толщина активного слоя 4 х х 10 см соответствует применяемой на практике толщине покрытий, содержащих оксиды благородных металлов.

Аноды, приготовленные предлагаеыим и известным способами, испытывалн в электролизе раствора 2н.H SO» при 25-30 С, плотности тока 500 А/м, а также при электролизе раствора состана IИ/л Еп$0», IN/ë H»$04 при

35 С и плотности тока 500 А/м (и

1000 А/м ).

Пример I. Анод, приготовленный предлагаемым способом с подслоем иэ FeSn толщиной 5 ° 10 см и активным слоем из, мас.Х: Fe<0 55; Р10

36,0; CdO 9 ° О, толщиной 4 ° 10 см ис пытывают в растворе 2н. Н $0» при плотности тока 500 А/м и 25-30 С.

Анод сохраняет стабильность в течение 255 сут, потенциал его равен

1,63-1,64В.

Пример 2.Анод, приготовлен ный предлагаемым способом, с подслоемиз

FeSn толщиной 2 10 см и активным слоем из, мас.Х: Fe 0> 52,6; PdO

34,4; СЙО 13,0, толщиной 4 10 см испытывают н растворе 2н.Н SO» при плотности тока 550 А/м в течение

265 сут, потенциал его равен 1,63—

1,64В.

Пример 3. Анод, приготовленный данным способом с подслоем иэ

FeSn толщиной 9 10 см и активным слоем из„ мас.Х: Fe 0 50,4; PdO

33,0; CdO 16,6, толщиной 4 . 10 см испытывают в растворе 2н.Н $0» при о плотности тока 500 А/м и 25-30 С.

Анод сохраняет стабильность в течение 287 сут, потенциал его равен

1,62-1,63В.

Предлагаемый анод на основе,мас.Х:

Fe O 50,4-55,0; PdO 33,0-36,0;

CdO 9,0-16,6, может быть использован прн электролизе промышленных растворов сернокислого цинка.

Пример 4. Анод, приготовленный данным способом, с подслоем из

FeSn толщиной 5 10 . см и активным слоем из, мас.Х: Ре О 55; PdO 36,0;

ЗО

CdO 9,0, толщиной 4 ° 10 см испытывают при электролизе раствора состааа: Еп$0, IN/л, Но$0» IМ/л при температуре 35 С и плотности тока 500 А/

/м . Выход цинка по току составляет 98,0X sa 24 ч, напряжение на ванне

35 2 48В.

Пример 5. Анод, приготовлен-. ный предлагаемым способом, с подслоем из FeSn толщиной 2 10" см и ак2 тивным слоем иэ, мас.Х: Fe O> 52,6;

4б Pd0 34,4; CdO 13,0, толщиной 4 х х 10 см "испытывают при электроли- зе раствора состава: ZnSO» IN/g, 8

45 по току составляет 98,3Х за 24 ч,нап ряжение на ванне 2,28В.

Пример 6. Анод, приготовленный данным способом, с подслоем из

FeSn толщиной 9.10 см и активным

50 слоем из, мас.Х: Fe О 50,4; PdO

33,0; Cd0 16,6, толщиной 4 10" см испытывают при электролизе раствора .состава: ЕпЯО»,IМ/л,, Н SO» IИ/л, при

35 С и плотности тока 500 А/м . Вы ход цинка по току составляет 98,3Х за 24 ч, напряжение на ванне 2,34В.

Пример 7. Анод, приготовленный предлагаемым способом, с подсло3 1263 ем из РеБп толщиной 2 10 см и активным слоем из мас.Ж: Fe 0 50,4, PdO 33,0, CdO 16,6, толщиной 4 х х 10 см испытывают при электролизе раствора: ZnSO< IM/ë, H SO 1M/л при

35 С и плотности тока 1000 А/м . Выход цинка по току составляет 98.77 за 24 ч, напряжение на ванне 2,9В.

Результаты испытаний представлены в таблице. !О

Преимуществом предлагаемого анода является большая стабильность его в серно-кислых растворах по сравнению с известным анодом, заключающаяся в сохранении им более низкого потенциа-15 ла (1,62-1.,64В) на протяжении большего промежутка времени (255-287 сут) при одновременном уменьшении содержания благородного металла в активном слое (Pd) на 1-9 мас.X. 20

Толщина подслоя из Ре$п варьируется от 5 ° 10 до 9 ° 10 см. Подспой из FeSn толщиной менее 5 .10 .см не оказывает стабилизирующего действия на потенциал анода. Taz например, 25

725 4 на аноде с подслоем из FeSn толщи-6

М ной 4 10 см потенциал в 2н.Н SO при 500 А/м возрастает за 70 сут

1 от 1,75 до 4,0В. Нанесение подслоя

-4 из FeSn толщиной более 9 10 см нецелесообразно ввиду ухудшения сцепления подслоя с титановой основой и снижения качества сплава.

Увеличение содержания оксида кадмия в активном покрытии выше 16,6 мас.Ж вызывает разрушение структуры смешанного оксидного покрытия и ухудшает электрохимические характеристики анода, при меньшем 9Х содержании оксида кадмия в покрытии анод имеет более высокие потенциалы и меньший срок службы.

Применение анода по изобретению по сравнению с известным позволяет уменьшить закладку благородного ме- талла (Pd) на 1-9 мас., увеличить срок службы анода на 25-72 сут,снизить напряжение на ванне на 0,14—

0,40В, т.е. снизить энергозатраты на производство цинка.

1263725

Срок службы> сут

2н. Н SO

230

1,67-1,68

1М/л ZnSO

2н.Н SO»

2н. Нро

1М/л ZnSO

1М/л Н SO

2н. Н $0»

287

1,62-1,63

Используемый анод

По прототипу с оптимальным содержанием Fe О

60,5 мас.Е и

Pd0 39 5 мас.X с подслоем из

FeSn< толщиной 5 .10

9 10 см

Предлагаемый

1.Содержащий в активном слое„. мас.7:

Fe<0 55 0;

Pd0 36,0; CdO 9,0, с подслоем из

FeSn толщиной

5 10 см о

2. Содержащий в активном слое, мас.Ж

Fe<0> 52,6;

РйО 34,4", СаО 13,0, с подслоем из

FeSn, толщиной

2 10 см

З.Содержащий в активном слое, мас. 7.

Fe 0» 50,4;

PdO 33,0;

Cd0 16,6, с подслоем из

FeSn толщиной

9 ° 10 см

4.Содержащий в активном слое, мас.X

Fe 0 50,4;

Pd0 33,0;

CdO 16,6, с подслоем из

FeSn толщиной

2 10 см

Состав электролита о

1М/л ЕпЯО», 1М/л Н,SO»

1М/л ZnSO»

1М/л Н1SO»

IM/ë 2п$0», 1М/л Н, SO»

Потенциал анода,В, при 500 А/M

255 1,63-1,64

265 1,62-1,63

1263725

Продолжение таблицы

I, Используемый анод

1000

500 1000

500

97,0-97,2 97,5 (пок- 2,62-2,68 ?,6 рытие разрушает ся ) 98,0

2,48

98,3

2,28

98,3

2,34

98,7

2,9

По прототипу с оптимальным содержанием Fe o>

60,5 масЛ и

Pd0 39,5 мас.Х с подслоем из

FeSn толщиной 5.10

9 ° 10 см

Предлагаемый

1 . Содержащий в. активном слое, мас.Х:

Fe<0 55,0;

PdO 36,0; Cdp 9,0 ° с подслоем из

FeSnq толщиной

5 ° 10 си

2. Содержащий в активном слое, мас.Ж

Fe<0> 52,6;

PdO 34,4

ИО 13,0, с подслоем из

FeSnz толщиной

2-1Р-4 см

3. Соде ржей . в активном слое, 3AM Х

Fe O 50,4;

PdO 33,0;

Cd0 16,6, с подслоем из

FeSn, толщиной

9 ° 10 см

4. Содержащий в активном слое, нас. Х.

Fe 50,4;

PdO 33t09

Cd0 16 6, с подслоем as

FeSn толщиной

2 ° 10 см

Выкод цинка, 7., по току, А/и

Напряжение на ванне при потенциале, А/м