一种离子膜电解槽镍阴极活性涂层及镍阴极表面处理方法技术

本发明专利技术属于化工技术领域，公开了一种离子膜电解槽镍阴极活性涂层及镍阴极表面处理方法，清洗镍阴极表面，按照质量百分比，称取相应的原料；将各原料混合，在球磨机上球磨形成粉末状的混合物，并将混合物的粒度控制在一定范围内；再加入清漆与香蕉水，并进行处理，制得涂层涂料；将涂层涂料刷在镍阴极表面，自然风干，即完成对镍阴极的处理。本发明专利技术用氧化镍形成保护层保护镍表面，防止镍阴极吸附氢气；同时二氧化硅、二氧化钌、三氧化二铝以及氧化镭组合可以形成稳定剂，保护NiO，可以有效地防止NiO被氢还原，从而解决了氢过电压逐步上升的问题。题。题。

【技术实现步骤摘要】
一种离子膜电解槽镍阴极活性涂层及镍阴极表面处理方法


[0001]本专利技术属于化工
，尤其涉及一种离子膜电解槽镍阴极活性涂层及镍阴极表面处理方法。

技术介绍

[0002]电解槽作为下游客户生产环节中的核心生产设备，是电解化学反应的发生场所。电解槽是将电能转化为化学能的装置，电解是指电流通过电解质溶液在电极端发生电化学反应的过程。近年来，中国烧碱市场生产工艺发生明显变化，离子膜烧碱比例持续增加。2019年中国离子膜烧碱产能为4，245万吨，所占比例达到55％，隔膜烧碱占比下降至25％。截至2020年低中国仍有13.5万吨隔膜碱，除部分自用申请延期淘汰外，由于隔膜碱能耗高、产品质量不如离子膜碱，按着市场规律也将逐渐退出烧碱市场。随着离子膜电解槽的普及应用，离子膜电解槽的更新迭代市场逐步扩大，其对应的设备和部件的周期性更换的需求也呈现逐年上升趋势。目前，与传统制碱工艺隔膜法和水银法相比较，离子膜电解槽技术具有节能，产品质量高，且无汞和石棉污染，因此被世界公认为是最先进和经济上最合理的氢氧化钠生产方法。国外离子膜电解槽技术相对来说比较成熟，主要有：日本的旭化成、旭硝子、氯工程公司、美国西方技术系统、英国ICI、德国伍德公司。国外对这项技术严格保密，国内现只有一家与日本旭化成公司合作的企业北京化工机械厂有生产能力。生产离子膜电解槽的难点一个是钛阳极和镍阴极涂层技术；另一个是离子膜技术。现阶段钛阳极涂层技术已经透明化；离子膜因使用寿命长可以依赖进口解决；镍阴极涂层技术难以克服，进口又花费昂贵，使用寿命不长，国内这项技术迫切需要提高。离子膜电解槽制碱技术难点主要是：镍阴极在电解时有吸附放出来氢气的倾向，使氢气过电压升高，造成离子膜损坏，国外一般用涂层技术来解决这种难题。而国内就因为涂层技术难以攻克，进口镍阴极又造价太高，而且使用寿命不长，造成离子膜电解槽无法批量生产。
[0003]通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：现有技术中镍阴极在电解时有吸附放出来氢气的倾向，使氢气过电压升高，易造成离子膜损坏。

技术实现思路

[0004]针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种离子膜电解槽镍阴极活性涂层及镍阴极表面处理方法。
[0005]本专利技术是这样实现的，一种离子膜电解槽镍阴极活性涂层及镍阴极表面处理方法，所述离子膜电解槽镍阴极活性涂层及镍阴极表面处理方法包括：
[0006]步骤一，清洗镍阴极表面，按照质量百分比，称取相应的原料；
[0007]步骤二，将各原料混合，在球磨机上球磨形成粉末状的混合物，并将混合物的粒度控制在一定范围内；
[0008]步骤三，再加入清漆与香蕉水，并进行处理，制得涂层涂料；将涂层涂料刷在镍阴极表面，自然风干，即完成对镍阴极的处理。
[0009]进一步，所述按照质量百分比，称取相应的原料分别为：NiO、SiO2、RuO2、Al2O3、RaO。
[0010]进一步，所述NiO、SiO2、RuO2、Al2O3、RaO质量百分比为：NiO 43％
‑
64％，SiO211％
‑
20％，RuO26％
‑
11％，Al2O34％
‑
10％，RaO 1％
‑
6％。
[0011]进一步，所述NiO、SiO2、RuO2、Al2O3、RaO质量百分比为：NiO 59％
‑
62％，SiO
2 15％
‑
20％，RuO
2 8％
‑
11％，Al2O
3 5％
‑
10％，RaO 3％
‑
6％。
[0012]进一步，所述步骤二中，混合物的粒度为250
‑
350目。
[0013]进一步，所述步骤三中，涂层涂料刷在镍阴极表面的厚度0.3mm。
[0014]进一步，所述步骤三中，加入清漆与香蕉水进行处理具体为：搅拌至合适粘度。
[0015]本专利技术的另一目的在于提供一种所述离子膜电解槽镍阴极活性涂层及镍阴极表面处理方法在氢氧化钠生产中的应用。
[0016]本专利技术的另一目的在于提供一种所述离子膜电解槽镍阴极活性涂层及镍阴极表面处理方法在保护镍表面，防止镍阴极吸附氢气中的应用。
[0017]本专利技术的另一目的在于提供一种所述离子膜电解槽镍阴极活性涂层及镍阴极表面处理方法在保护NiO，防止NiO被氢还原中的应用。
[0018]结合上述的技术方案和解决的技术问题，请从以下几方面分析本专利技术所要保护的技术方案所具备的优点及积极效果为：
[0019]第一、针对上述现有技术存在的技术问题以及解决该问题的难度，紧密结合本专利技术的所要保护的技术方案以及研发过程中结果和数据等，详细、深刻地分析本专利技术技术方案如何解决的技术问题，解决问题之后带来的一些具备创造性的技术效果。具体描述如下：
[0020]本专利技术用氧化镍形成保护层保护镍表面，防止镍阴极吸附氢气；同时二氧化硅、二氧化钌、三氧化二铝以及氧化镭组合可以形成稳定剂，保护NiO，可以有效地防止NiO被氢还原，从而解决了氢过电压逐步上升的问题。本专利技术的涂层当中氧化镍NiO形成完整的附着体系，主要防止镍阴极电解时吸附放出来的氢气。实验证明该材料是防止氢气形成高电位的最主要材料。
[0021]第二，把技术方案看做一个整体或者从产品的角度，本专利技术所要保护的技术方案具备的技术效果和优点，具体描述如下：离子膜电解槽镍阴极活性涂层及镍阴极表面处理方法是离子膜使用的关键保护措施。镍阴极的使用寿命，没有涂层的镍阴极使用寿命只有1年，使用后可达6年。
[0022]第三，作为本专利技术的权利要求的创造性辅助证据，还体现在以下几个重要方面：
[0023](1)本专利技术的技术方案转化后的预期收益和商业价值为：
[0024]离子膜电解槽镍阴极活性涂层及镍阴极表面处理方法是离子膜使用的关键保护措施，可以有效地保证镍阴极的寿命。该专利实施后，预期年产量达1吨，年销售额达100万元，能快速进入市场，贴补国内市场空白。
[0025](2)本专利技术的技术方案填补了国内外业内技术空白：镍阴极涂层技术。
[0026](3)本专利技术的技术方案解决了人们一直渴望解决、但始终未能获得成功的技术难题：镍阴极的使用寿命，没有涂层的镍阴极使用寿命只有1年，使用后可达6年。
[0027](4)本专利技术的技术方案克服了技术偏见：涂层在离子膜电解槽中的应用。
附图说明
[0028]图1是本专利技术实施例提供的离子膜电解槽镍阴极活性涂层及镍阴极表面处理方法流程图。
[0029]图2是本专利技术实施例提供的镍阴极涂层试验结果示意图。
[0030]图3是本专利技术实施例提供的对比例镍阴极实物图。
[0031]图4是本专利技术实施例提供的实施例镍阴极实物图。
具体实施方式
[0032]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种离子膜电解槽镍阴极活性涂层及镍阴极表面处理方法，其特征在于，所述离子膜电解槽镍阴极活性涂层及镍阴极表面处理方法包括：步骤一，清洗镍阴极表面，按照质量百分比，称取相应的原料；步骤二，将各原料混合，在球磨机上球磨形成粉末状的混合物，并将混合物的粒度控制在一定范围内；步骤三，再加入清漆与香蕉水，并进行处理，制得涂层涂料；将涂层涂料刷在镍阴极表面，自然风干，即完成对镍阴极的处理。2.如权利要求1所述离子膜电解槽镍阴极活性涂层及镍阴极表面处理方法，其特征在于，所述按照质量百分比，称取相应的原料分别为：NiO、SiO2、RuO2、Al2O3、RaO。3.如权利要求2所述离子膜电解槽镍阴极活性涂层及镍阴极表面处理方法，其特征在于，所述NiO、SiO2、RuO2、Al2O3、RaO质量百分比为：NiO 43％
‑
64％，SiO
2 11％
‑
20％，RuO
2 6％
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11％，Al2O
3 4％
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10％，RaO 1％
‑
6％。4.如权利要求2所述离子膜电解槽镍阴极活性涂层及镍阴极表面处理方法，其特征在于，所述NiO、SiO2、RuO2、Al2O3、...

【专利技术属性】
技术研发人员：李岗，戚辉，
申请(专利权)人：宝鸡宝冶钛镍制造有限责任公司，
类型：发明
国别省市：