Аноды из платины ПлРд-7 в Минске


Платиновые аноды ПлРд-7: состав, характеристики и применение

Аноды из платины марки ПлРд-7 — это бинарный сплав на основе платины с содержанием родия 7 % (остальное — платина, сумма примесей не более 0,1 %). Материал поставляется в виде листов, полос, проволоки и сеток по ТУ 48-19-01-90 и применяется в качестве нерастворимых (инертных) электродов в агрессивных средах. Легирование родием повышает твёрдость по Виккерсу до 110–130 HV и снижает скорость анодного растворения по сравнению с чистой платиной, что критично при длительной поляризации в хлоридных и сульфатных электролитах.

Технические параметры сплава ПлРд-7

Сплав сохраняет гранецентрированную кубическую решётку платины; родий образует непрерывный ряд твёрдых растворов, поэтому фазовых превращений в рабочем диапазоне температур не происходит. Удельное электрическое сопротивление — 0,21–0,24 мкОмм, что выше, чем у чистой платины (0,106 мкОмм), но остаётся приемлемым для электродных узлов с плотностью тока до 5 кА/м. Температура плавления — 1780–1800 C, рабочая температура в окислительных средах — до 1200 C.

ПараметрЗначениеЕдиницаМетод контроляУсловия
Содержание Rh6,8–7,2% масс.Атомно-эмиссионный анализПриёмка партии
Плотность20,3–20,6г/смГидростатическое взвешивание20 C
Твёрдость110–130HVВиккерс, нагрузка 1 кгсОтожжённое состояние
Предел прочности280–340МПаРастяжениеЛист 0,5 мм
Плотность токадо 5кА/мЭлектрохимический стендNaCl 200 г/л, 60 C
Скорость растворения 0,01мг/(Ач)ГравиметрияХлоридный электролит

Электрохимические свойства и условия эксплуатации

Аноды ПлРд-7 работают в режиме выделения кислорода и хлора. Перенапряжение выделения хлора на поверхности сплава ниже, чем на графите, что снижает долю побочной реакции образования кислорода в хлоратных электролизёрах. В сернокислых средах при плотности тока 2–3 кА/м и температуре 50–70 C ресурс электрода составляет 8000–12 000 ч до предельного износа 0,1 мм по толщине. Родиевая составляющая тормозит рекристаллизацию и препятствует образованию рыхлых оксидных плёнок, которые приводят к отслаиванию активного слоя.

Материал устойчив в соляной, серной, фосфорной кислотах, в растворах гипохлорита натрия и в расплавах солей при ограниченном доступе восстановителей. Не рекомендуется эксплуатация в средах, содержащих ионы железа (III) и органические восстановители, ускоряющие анодное растворение платины.

Области применения

  • Электролизёры для получения хлора и каустической соды с ионообменными мембранами.
  • Гальванические линии хромирования и родирования: нерастворимые аноды в ваннах с CrO и HSO.
  • Установки катодной защиты магистральных трубопроводов и морских платформ.
  • Электрохимические генераторы и топливные элементы с кислотным электролитом.
  • Лабораторные ячейки для электроанализа и кулонометрии.
  • Анодные узлы в производстве пероксида водорода и надсерной кислоты.

Формы поставки и технологические требования

Аноды ПлРд-7 изготавливают в виде пластин толщиной 0,2–3,0 мм, перфорированных листов, расширенных сеток и проволоки диаметром от 0,5 до 3,0 мм. Токоподвод выполняют из титана или тантала с платиновым подслоем; соединение — точечная сварка или запрессовка. Поверхность обезжиривают и травят в царской водке с последующей промывкой деионизированной водой. Крепление в электролизёре — через титановые штанги с токосъёмом, исключающим контактную коррозию.

Вопросы и ответы

Чем ПлРд-7 отличается от чистой платины как анодный материал?

Родий повышает твёрдость до 110–130 HV и снижает скорость анодного растворения в хлоридных средах. Это увеличивает межремонтный период электролизёров и гальванических ванн.

При какой плотности тока допустима работа анодов ПлРд-7?

В хлоридных электролитах — до 5 кА/м, в сульфатных — 2–3 кА/м. Превышение плотности тока ускоряет износ и приводит к пассивации поверхности.

Какой ресурс анода ПлРд-7 в промышленном электролизёре?

При плотности тока 2–3 кА/м и температуре 50–70 C ресурс составляет 8000–12 000 ч до износа 0,1 мм по толщине.

В каких средах аноды ПлРд-7 не применяются?

Среды с ионами Fe, органическими восстановителями и расплавы с интенсивным восстановительным потенциалом вызывают ускоренное растворение платины.