[发明专利]氯碱工业石墨阳极的浸渍处理方法

说明书

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。