[发明专利]一种制氟电解槽阳极效应抑制方法

说明书

本发明涉及中温电解制氟技术领域，尤其是涉及一种制氟电解槽阳极效应抑制方法。包括以下步骤：在电解槽中设置镍阳极，采用所述镍阳极对所述电解槽中的电解液进行电解预脱水，增加电解液中的镍离子浓度；电解预脱水时的电流及时间设定为：先在300A下电解47.5‑48.5小时，再在500A下电解11.5‑48.5小时。本发明提供的电解槽阳极效应抑制方法经过镍阳极电解预脱水使电解液中增加了镍离子，能够有效抑制阳极效应的产生，增加了电解液的导电性能，且电解液的其他成分不发生变化，能够显著延长炭阳极板运行周期。

技术领域

本发明涉及中温电解制氟技术领域，尤其是涉及一种制氟电解槽阳极效应抑制方法。

背景技术

中温电解制氟工艺，以价格低廉的炭板作为阳极，通过电解氟氢化钾熔融盐[KF·(1.8～2)HF]中的无水氟化氢(AHF)制备氟气。实际生产过程中，电解槽通电运行后，炭阳极板与氟气反应，表面会逐渐被氟化生成一层氟碳膜。随着氟化反应的进行，氟碳膜厚度增加，炭阳极板表面生成的氟气泡在炭阳极板表面积聚，减少了炭阳极板与氟离子的有效接触面积，导致炭阳极板导电性、润湿性变差，电荷不能正常通过炭阳极板/溶液界面。此时，炭阳极板/溶液界面的双电层电容增大，充电电流增大，出现明显的极化现象，导致电极电势偏离平衡电势，电势偏离达到一定程度时，电解槽出现电压突然升高，电流下降，并伴随槽温升高现象，即阳极效应。研究表明，当电解液中的水分高于0.05％时，欧姆极化发生的可能性大大增加。

阳极效应是阳极极化程度加剧的必然结果，必须将电解槽退出运行处理极化，通常采取高压反冲法处理，处理过程繁琐，持续时间长达12个小时，且高电流、高电压的冲击对炭阳极板破坏性大，降低炭阳极板的使用寿命，严重时需将电解槽退出检修，影响电解槽连续稳定运行及氟气供给的同时生产成本也相应增加。

发明内容

本发明的目的在于提供一种制氟电解槽阳极效应抑制方法，该方法能够抑制阳极效应的发生，保证制氟电解槽的稳定及氟气的供给，增加炭阳极板的使用寿命。

本发明提供的一种制氟电解槽阳极效应抑制方法，包括以下步骤：在电解槽中设置镍阳极，采用所述镍阳极对所述电解槽中的电解液进行电解预脱水，增加电解液中的镍离子浓度；电解预脱水时的电流及时间设定为：先在300A下电解47.5-48.5小时，再在500A下电解11.5-48.5小时。能够较好抑制阳极效应的添加剂主要有氟化锂、氟化铝、氟化钠、氟化镍、氟化镁等，因此选择脱水阳极材料时，考虑这几种金属为主。由于Li、Na化学性质活泼，不宜作为金属阳极。此外，氟化钠在电解质中的溶解度较低，电解液中如果钠离子含量较高会变黏稠，导电效果变差。Al的机械强度较低，不适宜长时间作为阳极板在高温高电流密度下使用。而Mg电极电位相对Ni而言低，因此作为阳极时，更容易发生电化学腐蚀，腐蚀速率快、不易控制，重复利用率低。而镍的导电性能良好，作为阳极时有一定的腐蚀，但腐蚀速率可控，能为电解液中引入一定浓度的Ni²⁺，可增加电解质的导电性能；且镍阳极电流效率能达到65％左右，因此选择镍作为制氟电解槽预电解脱水阳极使用。

优选地，所述电解预脱水过程中电解液中的镍离子浓度不低于600μg/g。

优选地，所述镍阳极采用4-8组镍阳极板。

优选地，当所述镍阳极采用4组镍阳极板时，电解预脱水的电流及时间设定为：先在300A下电解47.5-48.5小时，再在500A下电解35.5-36.5小时。更优选为，先在300A下电解48小时，再在500A下电解36小时。

优选地，当所述镍阳极采用8组镍阳极板时，电解预脱水的电流及时间设定为：先在300A下电解47.5-48.5小时，再在500A下电解11.5-12.5小时。更优选为，先在300A下电解48小时，再在500A下电解12小时。

综上所述，本发明具有以下优点：