170950. lajstromszámú szabadalom • Eljárás grafitalapú alkáliamalgám bontására való töltőanyag előállítására
3 170950 4 A találmány feladatául tűztük ki grafit alapú töltőanyagokban a grafit és a titánkarbid arányának célszerű megválasztását és ezzel az alkáliamalgám bomlása során a töltőanyag aktivitásának növelését, ezenkívül lúgos közegben a töltőanyag el- 5 lenállóképességének és mechanikai szilárdságának növelését és ezzel összhangban olyan eljárás kifejlesztését, mellyel lehetővé válik fenti üzemi jellemzőkkel rendelkező töltőanyagok előállítása. 10 A találmány feladatát oly módon oldjuk meg, hogy a grafit alapú, alkáliamalgám bontásához alkalmazható titánkarbid-tartalmú töltőanyagban a találmány szerint a grafitnak a titánkarbidhoz való súlyarányát 69-35 : 31 - 65 között választjuk meg. 15 A javasolt töltőanyagok előállítási eljárása során valamely szén alapú töltőanyagot, valamely széntartalmú kötőanyagot és titánt vagy titánkarbidot vagy titánoxidot összekeverünk, a kapott keveréket formázzuk, a formázott félkészterméket 20 500-1200C0 közötti hőmérsékleten hőkezeljük majd grafitozzuk, mimellett a találmány szerint úgy járunk el, hogy 24,8-52 súly% titánt, a titán súlyára számítva titánkarbidot vagy titánoxidot alkalmazunk és a gráf hozást 1700-1800 C° közötti 25 hőmérsékleten végezzük. A találmány szerint előállított grafit alapú, alkáliamalgám bontáshoz alkalmazható töltőanyagok az ismert töltőanyagokhoz képest a következő előnyökkel rendelkeznek: 30 Az ismert töltőanyagokhoz képest a javasolt töltőanyagok az alkáliamalgám bontásánál nagy aktivitással rendelkeznek. A javasolt töltőanyag, a titánkarbid tartalmú ismert töltőanyagokhoz képest 35 csaknem négyszeresére növeli az amalgámbomlás sebességet. A találmány szerinti töltőanyaggal 10- 11 A értéket, az ismerttel 2—3 A áramerősség, egységet érünk el. Ezenkívül a javasolt töltőanyagok lúgos közegben tökéletesen ellenállóak, nem 40 amágámozódnak és nagy mechanikai szilárdsággal rendelkeznek (800-1200 kp/cm2 ). Ez utóbbi teszi lehetővé, hogy a kapott alkálilúg ne legyen grafitporral szennnyezett. Töltőanyagként alkáliamalgám bontásánál alkal- 45 mázott grafithoz képest, a javasolt töltőanyag alkalmazása jelentősen növeli a higany-eljárással előállított alkálilúgok elektrokémiai folyamatában az elektrolizáló cella technikai-gazdasági paramétereit. így például a térfogati áramsűrűség 250-300 A/li- 50 térről 650-1000 A/literre nő. A nátriumamalgám bomlási sebessége 2,5-3 A-ról 10-11 A-ra nő. Az 500 liter űrtartalmú bontócellába töltött higany mennyisége 50 literről 20 literre csökken. A bontócella magasságát változatlan átmérő mellett és a 55 beadagolt töltőanyag súlyát háromszorosára csökkenthetjük. A töltőanyagokban a titánkarbid-tartalom növelésével lehetővé válik a találmány szerinti töltőanyag előállítása folyamán a grafitképződési sza- 60 kaszban a hőmérséklet csökkentése. Mindez lehetővé teszi, hogy nagy mechanikai szilárdságú valamint aktivitású és az alkáliamalgám bontásának sebességét növelő grafit alapú töltőanyagot állítsunk elő. 65 Az alkáliamalgám bontásához alkalmas grafit alapú töltőanyagot a találmány szerint a következőképpen állítjuk elő: Por alakú, szén alapú töltőanyagból (ásványolajkoksz, palakoksz, grafit), széntartalmú kötőanyagból (kőszénkátrányszurok, ásvány olajkátrány, fenol-fórmaldehid-műgyanta) álló 19-30 súly%-nyi mennyiségű keveréket 40 -250 jum szemcsenagyságú 24,8-52,0 súly%-nyi mennyiségű por alakú titánnal, a titán súlyára számítva titánkarbiddal vagy titánoxiddal keverőgépben 100 C hőmérsékleten összekeverünk, célszerűen por alakú titánt alkalmazunk. A töltőanyag szilárdságának és aktivitásának kellő biztosítása érdekében célszerűen por alakú titánt alkalmazunk. Ezután a kapott elegyet megfelelő nagyságú és alakú félkésztermékké formázzuk. A formázást automata-présen, például tablettázó géppel végezzük. A formázott félkésztermékeket 500-1200 C° közötti hőmérsékleten, például gázfűtésű vagy elektromos kemencékben 30-400 órán át hőkezeljük. A hőkezelt félkésztermékeket 1700--1800 C° közötti hőmérsékleten például ellenállásos kemencékben 10-50 órán át grafitozásnak vetjük alá. Az ismertetett eljárással kapott töltőanyagokat a Skrubber-féle alkáliamalgám bontócellákban töltőanyagként alkalmazzuk. A horizontális alkáliamalgám bontócellákban használt töltőanyagok elkészítéséhez szén alapú töltőanyagként célszerűen grafitot, széntartalmú töltőanyagként fenol-formaldehid-műgyantaféleséget (novolakk) alkalmazunk 19 súly%-nyi mennyiségben és por alakú titánt 28,4-52 súly%-ban. Az elkészített elegy kellő méretű lemezekké történő formázását az elegy hevített fúvókán történő átnyomásával biztosítjuk folyamatosan működő pulzáló présen. A kötőanyag irreverzibilis polimerizációja lehetővé teszi, hogy a forma utólagos változása nélkül a kívánt terméket a hőkezelés során formázzuk. A találmányt az alábbi példák kapcsán szemléltetjük: 1. példa Keverőgépben 100 C° hőmérsékleten 45,2 súly% gyengén karbonizált ásvány olajkokszot, 30 súly% kőszénkátrányszurkot és 24,8 súly% por alakú titánt 30 percen át összekeverünk. A keveréket szobahőmérsékletre hűtjük majd lengő malomban 0,1 mm és ennél kisebb részecskenagyságra őröljük és automata rotációs présen 1500 kp/cm2 nyomáson formázzuk. A formázott félkésztermékek henger alakúak (átmérő = 10 mm, magasság 10 mm). A félkésztermékeket gázfűtésű kemencében 1200 C° hőmérsékleten 150 órán át hőkezeljük. Ezután a hőkezelt félkésztermékeket ellenállásos kemencében 1700 C° hőmérsékleten 25 órán át grafitozzuk. A kapott töltőanyag 69 súly%-ban grafitból és 31súly%-ban titánkarbidból áll, mechanikai szilárdsága 1000 kp/cm2 . A kapott töltőanyagot nátrium-2
