Исследование влияния различных факторов на анодную плотность тока при электролизном получении фтора

Bibliographic Details
Parent link:	Известия Томского политехнического университета [Известия ТПУ]. Инжиниринг георесурсов=Bulletin of the Tomsk Polytechnic University. Geo Assets Engineering/ Национальный исследовательский Томский политехнический университет.— .— Томск: Изд-во ТПУ, 2015-.— 2413-1830 Т. 337, № 2.— 2026.— С. 73-82
Main Author:	Софронов В. Л. Владимир Леонидович
Other Authors:	Ткачук С. А. Семён Александрович, Житков С. А. Сергей Александрович
Summary:	Актуальность. В настоящее время основным промышленным способом получения фтора является электролиз фтороводорода из расплавов гидрофторидов калия. Для этого чаще всего используют среднетемпературные (до 110 °С) электролизеры с электролитом состава KF∙2HF (трифторид калия), рассчитанные на силу тока до 40 кА, в которых основополагающими элементами являются жалюзийный стальной катод и коксовый анод в виде прямоугольного параллелепипеда. При этом в качестве анодов используют коксовые пластины производства АО «Донкарб Графит» (г. Челябинск), которые в России являются единственными поставщиками. Цель. Экспериментальные исследования изменения анодной плотности тока (i) от высоты коксовых анодных пластин (h), напряжения процесса электролиза (U), межэлектродного расстояния (анод–катод, b) и соотношения (k) объема электролита в электролизере (V, см3) к рабочей площади анодной пластины (S, см2). Методы. Экспериментальные исследования, физико-химические и химические методы анализов. Объект. Экспериментальные установки среднетемпературного электролитического получения фтора. Результаты. Проведены исследования влияния высоты анодных пластин (h) от 1 до 12 см, напряжения процесса электролиза (U) от 5 до 7,5 В, межэлектродного расстояния (b) от 1 до 4,5 см и соотношения объёма электролита в электролизере к рабочей площади коксовых анодных пластин (k) от 29 до 512 см на анодную плотность тока (i, А/см2). Установлено, что анодная плотность тока резко уменьшается при увеличении высоты анода от 1 до 5 см, затем она снижается значительно медленнее; анодная плотность тока уменьшается с увеличением межэлектродного расстояния при всех напряжениях процесса электролиза, причем с его повышением эта зависимость возрастает; анодная плотность тока линейно возрастает с повышением напряжения процесса электролиза, причем эта зависимость становится заметнее с уменьшением рабочей высоты анода; анодная плотность тока возрастает по логарифмической зависимости с увеличением соотношения k, она становится существеннее с повышением напряжения процесса электролиза. Приведены рекомендации для производственных испытаний процесса электролитического получения фтора Relevance. Currently, the main industrial method for producing fluorine is the electrolysis of hydrogen fluoride from potassium hydrofluoride melts. For this purpose, medium-temperature (up to 105°C) electrolyzers with an electrolyte of the composition KF∙2HF (potassium trifluoride) are most often used, designed for a current of up to 40 kA, in which the fundamental elements are a louvered steel cathode and a coke anode in the form of a rectangular parallelepiped. In this case, coke plates produced by JSC Donkarb Grafit (Chelyabinsk), which are the only suppliers in Russia, are used as anodes. Aim. Experimental studies of changes in anode current density (i) depending on the height of coke anode plates (h), electrolysis process voltage (U), interelectrode distance (anode–cathode, b) and the ratio (k) of the electrolyte volume in the electrolyzer (V, cm3) to the working area of the anode plate (S, cm2). Methods. Experimental studies, physicochemical and chemical methods of analysis. Object. Experimental setups for medium-temperature electrolytic production of fluorine. Results. The authors have studied the effect of the anode plate height (h) from 1 to 12 cm, the electrolysis process voltage (U) from 5 to 7.5 V, the interelectrode distance (b) from 1 to 4.5 cm and the ratio of the electrolyte volume in the electrolyzer to the working area of the coke anode plates (k) from 29 to 512 cm on the anode current density (i, A/cm2). It was established that the anode current density decreases sharply with an increase in the anode height from 1 to 5 cm, then it decreases much more slowly; the anode current density decreases with an increase in the interelectrode distance at all voltages of the electrolysis, and with its increase this dependence grows; the anode current density increases linearly with a growth in the voltage of the electrolysis, and this dependence becomes more noticeable with a decrease in the working height of the anode; the anode current density increases linearly with a growth in the ratio k, it becomes more significant with an increase in the voltage of electrolysis. Recommendations are given for further production tests of the electrolytic fluorine production Текстовый файл
Language:	Russian
Published:	2026
Subjects:	электронный ресурс фтор среднетемпературный электролиз коксовые (угольные) пластины высота пластин площадь пластин объём электролита плотность тока fluorine medium-temperature electrolysis coke (coal) plates plate height plate area electrolyte volume current density
Online Access:	bulletin_tpu-2026-v337-i02-07.pdf https://doi.org/10.18799/24131830/2026/2/5316
Format:	Electronic Book Chapter
KOHA link:	https://koha.lib.tpu.ru/cgi-bin/koha/opac-detail.pl?biblionumber=685471