Санкт-Петербургский горный университет, Санкт-Петербург, Россия

Р. Ю. Фещенко, доцент кафедры металлургии, канд. техн. наук, эл. почта: feschenko_ryu@pers.spmi.ru
Р. Н. Еремин, ведущий инженер кафедры металлургии, канд. техн. наук
О. О. Ерохина, аспирант
В. Г. Поваров, ведущий научный сотрудник, докт. хим. наук

Выполнено масштабирование полученных ранее результатов для повышения стойкости к высокотемпературному окислению электродного графита марки ЭГП (HP). В промышленном масштабе разработаны контуры технологии изготовления пропитанных электродов для применения их в электролитическом производстве магния. Эксперименты по пропитке проводили в автоклаве, в котором образец подвешивали на весовой тензодатчик. На основании полученных данных строили кинетическую кривую пропитки образца и определяли время насыщения. Также опытным путем определяли необходимое время предварительного вакуумирования, которое составляло не менее 3 ч. Так как находящаяся в расплаве электролита магниевых электролизеров часть анода не должна пропитываться, образцы в ходе эксперимента погружали в раствор частично. Для оценки повышения устойчивости к окислению по сечению укрупненных образцов из их пропитанной части выпиливали кубики с ребром 50 мм, у которых отличалось число сторон, непосредственно контактировавших с раствором, т. е. тех, на которых формировалась сплошная стекловидная пленка. Эксперименты по окислению проводили в режиме изотермической выдержки при 800 ^oC в течение 5 ч в статическом объеме воздуха. Результаты показали увеличение устойчивости к окислению по всему сечению образца. С учетом проведенных исследований разработана принципиальная схема технологии получения устойчивого к окислению графита для магниевых электролизеров. Также разработаны новые и адаптированы известные методы для анализа раствора на содержание ионов Al³⁺, Zn²⁺, PO₄^2– и поверхностно-активных веществ. Показана возможность очистки оборотного раствора от накапливающейся графитовой взвеси сгущением с применением флокулянтов.

Окончание. Начало см. журнал «Цветные металлы». 2020. № 10. С. 49–54.

Исследование выполнено за счет субсидии на выполнение государственного задания в сфере научной деятельности на 2021 год № FSRW-2020-0014.

1. Щеголев В. И., Лебедев О. А. Электролитическое получение магния. — М. : Изд. дом «Руда и Металлы», 2002. — 366 с.
2. Dubovikov O. A., Brichkin V. N. Directions and prospects of using low grade process fuel to produce alumina // Journal of Mining Institute. 2016. Vol. 220. P. 587–594. DOI: 10.18454/PMI.2016.4.587.
3. Shekhovtsov G., Shchegolev V., Devyatkin V., Tatakin A. et al. Magnesium electrolytic production process // Essential Readings in Magnesium Technology. 2016. P. 97–100. DOI: 10.1007/978-3-319-48099-2_15.
4. McLean K., Pettingill J., Davis B. Cathode wetting studies in magnesium electrolysis // Essential Readings in Magnesium Technology. 2016. P. 107–112. DOI: 10.1007/978-3-319-48099-2_17.
5. Локшин М. З., Макаров Г. С. Актуальные проблемы производства и переработки магния // Цветные металлы. 2006. № 5. С. 46–54.
6. Rubenstein J., Davis B. Wear testing of inert anodes for magnesium electrolyzers // Metallurgical and Materials Transactions B. 2007. Vol. 38, No. 2. P. 193–201.
7. Цаплин А. И., Нечаев В. Н. Численное моделирование процессов тепломассопереноса в реакторе магниетермического восстановления титана // Цветные металлы. 2016. № 7. С. 64–70. DOI: 10.17580/tsm.2016.07.08.
8. Lin Y., Liu T., Wang J., Lu J. et al. Fabrication and oxidation resistance behavior of phosphate/borate impregnation for graphite // Surface and Coatings Technology. 2020. P. 125632. DOI: 10.1016/j.surfcoat.2020.125632.
9. Лебедев В. И., Седых В. И. Металлургия магния : учеб. пособие. — Иркутск : ИрГТУ, 2010. — 176 с.
10. Язев В. Д. Создание электролизера для производства магния. — Березники : Графикс, 2007. — 715 с.
11. Pokorný P. Comparison of the thermal stability of magnesium phosphate (newberyite) coating with conventional zinc phosphate (hopeite) coating // Koroze a ochrana materialu. 2018. Vol. 62, No. 4. P. 129–133.
12. Gugtapeh H. S., Jafarzadeh K., Valefi Z., Mirali S. Formation of aluminum phosphate coating on graphite by cathodic electrochemical treatment // Surface and Coatings Technology. 2018. Vol. 349. P. 846–857.