浅谈R6法ClO2制备生产电解槽腐蚀与防护原理.pdfVIP

l 浅谈R6法C02制备生产电解槽的腐蚀与防护原理 作者：章穗芳 摘要：简述了R6法生产CIO：时电解槽的腐蚀及用电化学保护法对其实行保护的原理． 关键词：R6法：电解槽：腐蚀电流：阴极保护：极化 我国从二十世纪八九十年代开始，已先后向国外引进了数套R6法CIOz制备生产线。这套生产 线虽然投资偏高，但因不需要购买N．CIO。作为原料生产C10：，且生产过程中没有废酸排放，生产过程 产生的副产品全部回用，只需补充氯便能维持生产，运行费用较低，因而这种生产方法有一定的优 点。 对电解槽的腐蚀都是很重要。因此，如何解决好这一问题是影响生产的关键，即采取措施延长其使 用寿命及减少检修时间，以便保证生产能正常运行切降低生产成本。 电解槽是碳钢制成的，因为碳钢便宜。众所周知，碳钢在冶炼过程中，除主要含有铁外，尚含 有碳、石墨、渗碳体等成份，这部分我们称之为除铁以外的杂质。由于杂质的存在，钢铁内部的电 极电位是不均匀的，杂质的电极电位代数值较大，即电极电位较高，且它们能导电，铁的电极电位 代数值较小，即电极电位较低，它们在盛有电解质(NaCl、NaCIO。)的情况下，电极电位较高的杂 质形成了无数个阴极也称微阴极，而电极电位较低的铁形成了无数个阳极也称微阳极，它们之间形 成了微电池也称局部电池。微电池工作的结果，产生了电流，即在微电池中阴极起反应，铁失去电 子，被氧化成铁离子。于是，铁不断地被溶解下来而造成了腐蚀。其反应方程式为： 阳极：Fe-2e=Fe计(铁) 阴极：2H++2e=H2f(杂质) 总反应方程式为： Fe+2H20=1)(0H)2+H2 Hz的放出也叫(析氢腐蚀)，它能引起氢脆，降低钢铁的强度。 为了使电解槽不受腐蚀，最简便也是最经济的办法是采用电化学保护法对其进行保护。电化学 保护法有阳极保护法和阴极保护法两大类，而阴极保护法又有牺牲阳极保护法和外加电流的阴极保 护法两种。R6法制备CIOz生产对电解槽所要的防护方法，是采用外加电流的阴极保护方法。 这种电化学保护的原理是：把被保护的金属一电解槽作为阴极，与另外一个附加电极一阳极组 成原电源，导入直流电，电池此时即工作，其结果是使电解槽得到保护而不遭腐蚀。 为什么用这种方法电解槽能得到保护呢?因为此时产生了“极化”。所谓的极化，即由于通过 电流而引起原电池两极间电位差的减小，就叫做原电池的极化。当电流通过阳极时，阳极电位往正 的方向变化叫做阳极极化，当电流通过阴极时阴极电位往负的方向变化叫做阴极极化。不论是阳极 极化或阴极极化，都能是腐蚀电池两极间的电位差减小，即腐蚀电流减小，也就是说，极化作用能 使腐蚀速度减小 我们在采取外加电流的阴极保护法金属时，从实践得知，由于通上了外加电流，此时产生了阴 极极化。由于阴极极化的结果，使得总电位降低如果进一步极化，把总电位降低至和阳极的初始电 位(即开路电位)相等，则此时的腐蚀电流将变为零，金属(电解槽得到完全的保护)。 为了进一步说明这问题，我们可以从以下极化图来解释这个问题 一E Eo (阳)E’ E EO 阴 当金属通过电流之后，由辅助阳极(即我们加的附加电极)流经电解质溶液的电流，主要集中 在金属表面的阴极部分，通过它在流回电源，此时金属将发生阴极极化，使得金属的总电位降低， 从极化图解可以清楚的什么这些现象。 极化图解表明，当金属未通过外加电流保护之前，其总电位为E，相应的最大腐蚀电流为I量 大，如果同上外加电流，则金属的总电位因阴极极化结果又E降至E。，此时阳极的腐蚀的腐蚀电流将 由I量大减小至I’．如果进一步极化，把总电位降低至与阳极的初始电位(开路电位)Eo相等，则腐 蚀电流将变为零，此时金属得到了完全的保护。 因此得出一个主要的结论：使得金属得到完全的阴极保护，必须把金属体进行阴极极化，使它 的总电位降低与阳极的开路电位相等。 要想求得最小保护电流密度以取得最大的保护效果，就要画出电解槽在NaCI及NaCl03溶液中 的阴极化曲线。若保护电流加得过大，不但浪费电能，还会产生“过保护”现象，作为阴极的被保 护金属附近溶液会发生H+的放电，逸出H：由于H。的逸出，对钢铁可带来氢脆的危险，若保护电流加 得不够，保护效果就达不到。 极化曲线只有在实践中才能得到。 如果没有极化作用，金属的腐