Катод для получения хрома

 

Использование: получение хрома электролизом , в частности катод, включающий токоподводящую штангу и металлическую матрицу. Сущность: матрица выполнена из углеродистой стали с азотированным слоем на поверхности при соотношении толщины матрицы к толщине слоя (15-30)-1. 1 табл. , 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСГ1УБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4871590/02 (22) 08,10.90 (46) 15.01.93, Бюл. ¹ 2 (71) Научно-и роизводствен ное объединение

"Тулачермет" (72) Б. Ф, Ковалев, А. М, Новоселов и А, В.

Волкович . (56) Заявка ФРГ ¹ 3494278, кл. С 25 С 7/02, 1981.

Авторское свидетельство СССР

N 1201352, кл. С 25 С, 1/10, 1987, Авторское свидетельство СССР

¹ 582335, кл. С 25 С 7/02, 1976.

Авторское свидетельство СССР № 1468978, кл. С 25 С 7/02, 1989.

Изобретение относится к электролитическому получению металлов, в частности может быть использовано.для получения электролитического хрома, Известны конструкции прямоугольных плоских катодов из нержавеющей стали, которые применяются в промышленном производстве электролитического хрома.

Известны конструкции цилиндрических катодов для регенерации хрома из хромсодер>кащих растворов. Использование таких катодов неприемлемо в производстве хрома в связи с возможностью загрязнения электролита и, соответственно, электролитического хрома медью из-за низкой химической стойкости ее в хроматном электролите, Известен катод для элек, ролитического осаждения металлов, включающий токоподводящую штангу и металлический лист с Bblступами, выполненными из электропроводного материала, Недостатком этого катода является то, что наличие электропрояодных высTóïîв (при малых

„„5g 1788093 А1 (я)л С 25 С 7/02

2 (54) КАТОД ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ХРОМА (57) Использование: получение хрома электролизом, в частности катод, включающий токоподводящую штангу и металлическую матрицу. Сущность; матрица выполнена из углеродистой стали с азотированным слоем на поверхности при соотношении толщины матрицы к толщине слоя (15 — 30) — 1. 1 табл., 2 ил. межэлектродных зазорах в производстве хрома) приведет к концентрации плотностей тока нэ них и интенсивному осаждению хрома в виде дендритов, способствующих короткому замыканию между анодом и катодом.

Отмеченные недостатки в значительной мере устраняются при применении катодного узла, взятого в качестве прототипа, B данной конструкции катод выполнен из дюралюминия, что позволяет повысить выход хрома по току на 2 — 3%, существенно снизить напряжение на электролизерах и соответственно на 12 — 15% расход электроэнергии, улучшить условия труда обслуживающего персонала. К недостаткам данного катода следует отнести небольшой их срок службы (5,5-6 мес).

Цель изобретения — повышение ресурса работы катодов при получении металлического хрома, На фиг, 1 и 2 схематично изображен катод.

1788093

Соотношение толщины матрицы *(д „) к толщине азотированного слоя да, }

20: 1

15: 1

30: 1

40: 1

10; 1

Толщина азотированноГО СЛОЯ д а.с. }, МКМ

100

200

300

150

Ресурс работы катоов, мес.

6,8

9,0

8,5

8,2

6,9

Внешний вид азотиро- Поверхность ровная, гладкая, беэ микротрещин, пованного слоя катода крытие равномерное

Поверхность шероховатая, имеются микротреины

* Примечание, Толщина матрицы катода составляет 3 мм, Катод состоит из токоподводящей штанги 1, выполненной из меди, матрицы 2, изготовленной из листа углеродистой стали, азотированного слоя 3.

Катод работает следующим образом., После установки его в ванну включается постоянный ток и начинается процесс электроосаждения хрома на азотированный слой матрицы. По окончании цикла электролиза катод извлекается.из ванны и осадок, имея слабое сцепление с матрицей, легким .ударом молотка сбивается в бункер готового продукта. После удаления осадка катод устанавливается в вайну и цикл электролиза продолжается, Изготовленные катодные матрицы из углеродистой стали подвергают.азотированию в специальных термических печах при температуре 800-1000 С в потоке газообразного азота. Азот, диффундируя в железо, образует с металлом твердые химические соединения типа нитридов (FezN, Гезу, FezN). Продолжительность процесса азотирования составляет 6 — 8 ч. Предложенные катоды испытывались на опытной установке в производственных условиях получения электролитического хрома..

В таблице показано влияние изменеиия соотношения толщины матрицы к толщине азотированного слоя на срок службы катода, Как видно из таблицы, самым оптимальдм ным соотношением г — является (15с а.с.

30):1, при котором достигается наибольший срок службы. катодов; при этом поверхность матрицы ровная, гладкая с равномерным азотированным слоем, При соотношении — менее 15, ресурс работы катода резко дм а.с. снижается и составляет 6,8 мес, при этом поверхность азотированного слоя отличается неравномерностью покрытия со множеством микротрещин. При соотношении — более 30, хотя поверхность азотиродм

О а.с. ванного слоя гладкая, покрытие ра вномерное, однако срок службы катода составляет

6,9 мес.

В результате испытаний (GM. таблицу)

10 было установлено, что катоды стабильны в эксплуатации и ресурс их работы составляет

8-9 мес, что в 2 раза превышает срок службы промышленных катодов из нержавеющей стали и в 1,5 раза — катодов из

15 дюралюминия.

Выход хрома по току соответствует выходу хрома по току на дюралюминиевых катодах, а напряжение на электролизере и, соответственно с использованием катодов

20 из нержавеющей стали.

При использовании азотированных катодов осадки хрома легко удаляются с поверхности катода в процессе съема, При этом механическое воздействие на катод

25 при съеме хрома снижается, что также спо. собствует повышению ресурса работы.

Таким образом, предлагаемый катод по сравнению с известными техническими решениями позволяет повысить ресурс рабо30 ты катодов в 1,5-2 раза, сэкономить дефицитный материал — нержавеющую сталь 12Х18Н10Т.

Формула изобретения

Катод для получения хрома, включаю35 щий токоподводящую штангу и металлическую матрицу, отличающийся тем, что, с целью увеличения ресурса работы катода. матрица выполнена из углеродистой стали с азотированным слоем на поверхности при

40 соотношении толщины матрицы к толщине азотированного слоя (15-30):1.

1788093

Составитель H.Têà÷èê

Техред M.Ìoðãåíòàë

Корректор Н,Милюкова

Редактор С,Козлова

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 53 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4(5