студент
Россия
сотрудник
Ангарск, Иркутская область, Россия
С целью оптимизации процесса электролиза раствора бромисто-бромного железа разработана герметичная конструкция электролизера, которая позволит уменьшить вынос брома в атмосферу. Исследовано влияние концентрации раствора бромисто-бромного железа на расход электроэнергии и выход брома. Показана целесообразность использования электролизера за-крытого типа с разделением катодного и анодного пространства с помощью асбополимерной диафрагмы
бромисто-бромное железо, электролиз, конструкция электролизера закрытого типа
Бром и его соединения широко используются в различных областях промышленности и, прежде всего, для производства органических и неорганических бромидов и броматов. В настоящее время для производства брома используют очень токсичный реагент – хлор, который получают либо непосредственно на месте электролизом, либо доставкой его до производства, что весьма проблематично. Для оптимизации технологии получения брома, исключающей использование опасного хлора и накопление хлорного железа, одним из наиболее перспективных направлений является технология получения брома электролизом из бромсодержащих растворов [1, 2].
В работе применяли раствор бромисто-бромного железа, содержащего до 36% бром-ионов. Для проведения электролиза применяли стандартную электрическую схему, включающую в себя электрохимическую ячейку, выпрямитель и реостат. Исследования проводили в трех различных по конструкции электрохимических ячейках: без разделения катодного и анодного пространства; с разделением катодного и анодного пространства с помощью асбополимерной диафрагмы Poliramix открытого и закрытого типа.
Ячейки без разделения катодного и анодного пространства и с разделением катодного и анодного пространства с помощью асбополимерной диафрагмы Poliramix открытого типа показали низкую эффективность процесса. Поэтому, с целью оптимизации процесса электролиза раствора бромисто-бромного железа, была разработана герметичная конструкция электролизера, которая позволит уменьшить вынос брома в атмосферу и, соответственно, увеличить количество получаемого при электролизе брома. На рисунке 1 представлен эскиз ячейки для электролиза раствора бромисто-бромного железа закрытого типа. Электролиз проводили при следующих условиях: катодная плотность тока – 1200-2500 А/м2; анодная плотность тока – 900-1800 А/м2; температура – начальная 200С, конечная – 80-850С; анод – ОРТА, катод – Ni/NiO; диафрагма – фильтрующая, асбополимерная.
Рисунок 1 – Эскиз электрохимической ячейки закрытого типа для электролиза раствора бромисто-бромного железа
Исследовано влияние концентрации раствора бромисто-бромного железа на расход электроэнергии и выход брома. Установлено, что в разбавленном растворе (1:1) расход электроэнергии снижается почти в 1,5 раза и реакция восстановления Fe3+ в катодном пространстве протекает более полно. Характер изменения концентраций ионов брома в католите и анолите свидетельствует об их миграции в анодное пространство, где они окисляются с образованием элементного брома. Проведенные исследования показали целесообразность использования электролизера закрытого типа с разделением катодного и анодного пространства с помощью асбополимерной диафрагмы.
Бром и его соединения широко используются в различных областях промышленности и, прежде всего, для производства органических и неорганических бромидов и броматов. В настоящее время для производства брома используют очень токсичный реагент – хлор, который получают либо непосредственно на месте электролизом, либо доставкой его до производства, что весьма проблематично. Для оптимизации технологии получения брома, исключающей использование опасного хлора и накопление хлорного железа, одним из наиболее перспективных направлений является технология получения брома электролизом из бромсодержащих растворов [1, 2].
В работе применяли раствор бромисто-бромного железа, содержащего до 36% бром-ионов. Для проведения электролиза применяли стандартную электрическую схему, включающую в себя электрохимическую ячейку, выпрямитель и реостат. Исследования проводили в трех различных по конструкции электрохимических ячейках: без разделения катодного и анодного пространства; с разделением катодного и анодного пространства с помощью асбополимерной диафрагмы Poliramix открытого и закрытого типа.
Ячейки без разделения катодного и анодного пространства и с разделением катодного и анодного пространства с помощью асбополимерной диафрагмы Poliramix открытого типа показали низкую эффективность процесса. Поэтому, с целью оптимизации процесса электролиза раствора бромисто-бромного железа, была разработана герметичная конструкция электролизера, которая позволит уменьшить вынос брома в атмосферу и, соответственно, увеличить количество получаемого при электролизе брома. На рисунке 1 представлен эскиз ячейки для электролиза раствора бромисто-бромного железа закрытого типа. Электролиз проводили при следующих условиях: катодная плотность тока – 1200-2500 А/м2; анодная плотность тока – 900-1800 А/м2; температура – начальная 200С, конечная – 80-850С; анод – ОРТА, катод – Ni/NiO; диафрагма – фильтрующая, асбополимерная.
Рисунок 1 – Эскиз электрохимической ячейки закрытого типа для электролиза раствора бромисто-бромного железа
Исследовано влияние концентрации раствора бромисто-бромного железа на расход электроэнергии и выход брома. Установлено, что в разбавленном растворе (1:1) расход электроэнергии снижается почти в 1,5 раза и реакция восстановления Fe3+ в катодном пространстве протекает более полно. Характер изменения концентраций ионов брома в католите и анолите свидетельствует об их миграции в анодное пространство, где они окисляются с образованием элементного брома. Проведенные исследования показали целесообразность использования электролизера закрытого типа с разделением катодного и анодного пространства с помощью асбополимерной диафрагмы.
1. Пат. Рос. Федерации 217382 «Способ получения брома путем электролиза» / Межерицкий А.М., Касимов Р.Г. и др.; заявл. 14.09.1966; опубл 07.05.1968.
2. Научно-технический отчет «Экспериментальные исследования полу-чения брома из растворабромисто-бромного железа методом электролиза»–ООО «Гипрохлор», ФГБОУ ВО «АнГТУ». – 2020. – 72 с.
