专利名称：电解法制双氧水和过硫酸铵的阴极的制作方法
技术领域：
本发明涉及电解法制备双氧水和过硫酸铵用的电极，特别是以材质为特征的阴极。
在电解法生产双氧水和过硫酸铵的工艺中，电解液为硫酸介质，工业上传统地用铂作阳极，铅作阴极。由于电解法生产的电耗很大，例如生产一吨双氧水，通常约需4000-5000度电。为了节约用电，国内很多单位开展了改进阳极结构的研究，可以做到降低槽电压，减少铂用量，延长使用寿命。但国内很少有人研究改进阴极，仅上海桃浦化工厂研制过一种石墨制成的水内冷阴极(见上海桃浦化工厂，“复极式电槽在电解双氧水中运行”，全国第三次双氧水会议交流资料)。使用铅阴极有很多缺点，例如(1)铅属于高氢超电势金属，升高了槽电压。(2)铅过于柔软，形状易变，为保持其形状不得不增加阴极厚度，一般厚度在20mm左右，有的厂家一块阴极就重达160kg，一个电解槽用铅一吨，一个厂用几十吨，导致槽体太大，厂房利用率低，检修不便。(3)铅舆稀硫酸仍有缓慢放氢反应，并在铅表面生成硫酸铅，使槽电压逐渐升高。在长期电解过程中，铅阴极不断腐蚀，使用三年就必须更新;在电解槽底部则积累了铅泥，必须经常清槽。(4)从阳极掉落的铂，混入铅泥后，极不易回收。
本发明的目的，在于克服现有铅阴极的缺点，提供一种氢超电势低、韧性和硬度较大、耐硫酸腐蚀性强、不产生阴极泥、使用寿命更长的薄型节能新型阴极。
本发明的技术解决方案是主要改变阴极材质，并相应地适当改变结构和形状。本发明阴极，有一个阴极体和一个挂耳，挂耳上有一排钻孔，通过所说的钻孔用螺钉或铆钉可使阴极固定在电解槽的阴极铜排上，本发明的特征是所说的阴极体是由金属钼片(板)或钼丝网构成的，当用钼片(板)作阴极体时，阴极体和挂耳由厚度为0.1-5.0mm的同一块钼片(板)制成;当用钼丝网作阴极体时，钼丝网的经线直径为0.5-10.0mm，钼丝网的纬线直径为0.01-2.0mm，挂耳由钼片(板)或其它导电性较好的金属(例如铜)板制成，钼丝网的经线的一端同挂耳焊接在一起。阴极除可以做成平面形状外，也可做成圆筒形，优先推荐的阴极体钼片(板)厚度为0.2-0.5mm，钼丝网的经线直径为1.5-3.0mm，纬线直径为0.1-0.5mm。阴极体的面积可以根据电解槽的大小而变化。
同现有铅阴极相比，本发明的阴极有以下优点1.在同等条件下(相同的电解槽，电解液，阳极，隔膜，极间距，温度以及操作条件)，本发明阴极可使槽电压降低0.5-0.6伏，相当于总槽电压的10%左右，而电流效率保持不变。因此可大幅度降低电耗，按一般电解法工厂计算，每生产一吨双氧水可节约400-500度电。
2.本发明的阴极，厚度比铅阴极可减小达100倍左右，单槽阴极重量可以从一吨铅减轻到10kg钼。从而可以压缩极间距离，这又进一步可降低槽电压，节约用电，并可缩小电解槽体积，提高厂房空间利用率和降低劳动强度。
3.本发明的钼阴极，与电解液不发生任何腐蚀作用。泡片实验表明，在电解液中50℃下浸泡20天，铅片表面已被一层灰白色的硫酸铅覆盖，重量明显增加;而钼片则保持原有金属光泽，重量不变，新阴极在实验模拟电解槽中使用半年后依然保持原有金属光泽，因此估计即使使用5年，新阴极也不致报废。
4.由于本发明阴极不被硫酸腐蚀，因此不会产生“钼泥”沉积在槽底，从而勿需清槽，掉落的阳极铂金丝屑也极易回收。
5.由于节电效果显著，更换钼阴极的投资一般可在半年左右从节电费中收回。
实验证明，本发明的目的已完全达到。
下面结合附图，也是本发明的实施例，对本发明作进一步说明。
图1是本发明的一个实施例的正视图。
图中(1)为钼片阴极体，(2)为挂耳，(5)为挂耳上的钻孔。阴极体和挂耳由同一块钼片制成。钼片的厚度为0.2mm。该阴极为平面形的。通过挂耳上的孔(5)用螺钉将阴极固定在电解槽阴极铜排上。
用工业模拟电解槽进行钼阴极与相同面积的铅阴极的对比实验。阳极用铂片，有效面积为25平方厘米，阴极有效面积为400平方厘米，电流强度15A，阳极电流密度0.60安/平方厘米，阴极电流密度0.038安/平方厘米，电解液组成为硫酸300克/升，硫酸铵200克/升，添加剂20毫升/升。铅阴极与钼阴极在同等条件下所进行的实验结果如表1所示表1 两种阴极槽电压随时间的变化关系(时间:小时电压:伏)
从表1可知，钼阴极槽电压比铅阴极低0.54伏以上。同时实验证明，两种阴极的电流效率相同。
图2是本发明的又一个实施例的正视图。
图中(1)为钼丝网阴极体，它是由直径1.5毫米的经线(3)和直径0.5毫米的纬线(4)编织而成的平网，(2)为厚度1毫米的钼板制成的挂耳，其上端有一排钻孔(5)，经线(3)与挂耳(2)通过焊点(6)相连接。电极通过钻孔(5)用螺钉同电解槽阴极铜排相连接。用摸拟工业电解槽进行钼阴极与铅阴极的对比实验。电解液组成与实施例1相同。阳极用铂片，其有效面积20.3平方厘米，两种阴极的有效面积为371.4平方厘米，电流强度13安，阳极电流密度0.64安/平方厘米，阴极电流密度为0.035安/平方厘米，实验温度为13.2℃，实验结果列于表2。
表2 两种阴极槽电压随时间的变化关系(时间分钟电压伏)
从表2可以看出，槽电压稳定后，钼阴极的槽电压比铅阴极低0.675伏。电流效率测定结果，二者基本相同。
图3是第三个实施例的正视立体示意图。
图中(1)为圆筒形网状钼阴极体，它是由直径2毫米的经线(3)和直径0.3毫米的纬线(4)编制而成的。(2)为厚度1.5毫米的钼板制成的挂耳，其上端有一排钻孔(5)，经线(3)与挂耳(2)通过焊点(6)相连接。通过钻孔(5)用螺钉使阴极固定于电解槽阴极铜排上。
图3是一个设想的实施例，阳极可置于阴极筒中，其间放置管状隔膜。预计效果与实施例1和2类似。本发明不限于上述实施例，保护范围以权利要求为准。
权利要求
1.一种电解法制备双氧水和过硫酸铵的阴极，有一个阴极体和一个挂耳，挂耳上有一排钻孔，通过所说的钻孔用螺钉或铆钉可使阴极固定在电解槽的阴极铜排上，其特征是所说的阴极体是由金属钼片(板)或钼丝网构成的，当用钼片(板)作阴极体时，阴极体和挂耳由厚度为0.1-5.0mm的同一块钼片(板)制成；当用钼丝网作阴极体时，钼丝网的经线直径为0.5-10.0mm，钼丝网的纬线直径为0.01-2.0mm，挂耳由钼片(板)或其它导电性较好的金属(例如铜)板制成，钼丝网的经线的一端同挂耳焊接在一起。
2.如权利要求1的阴极，其特征是阴极可做成圆筒形的。
3.如权利要求1和2的阴极，其特征是所说的阴极体钼片(板)厚度为0.2-0.5mm，钼丝网的经线直径为1.5-3.0mm，纬线直径为0.1-0.5mm。
全文摘要
电解法制双氧水和过硫酸铵的阴极，有一个阴极体和一个挂耳，挂耳上端有一排钻孔，通过钻孔可使阴极固定在电解槽阴极铜排上，本发明的特征是，所说的阴极体是由金属钼片(板)或钼丝网构成的。本发明阴极可以做成平面形，也可以做成圆筒形。本发明同现有技术铅阴极相比，具有槽电压低，厚度，重量小得多，不被电解液腐蚀，使用寿命长，维修简便，节电效果显著优点。本发明阴极特别适用于电解法生产双氧水和过硫酸铵。
文档编号C25B1/30GK1048899SQ9010486
公开日1991年1月30日 申请日期1990年7月21日 优先权日1990年7月21日
发明者陈景, 潘诚, 韦群燕 申请人:中国有色金属工业总公司昆明贵金属研究所