Взаимодействие на разтвори от течно стъкло с компоненти на електродни покрития
Следствие от химическата активност на течното стъкло е неговото взаимодействие с много материали, използвани като компоненти на електродни покрития. Мярка за химическа активност може да бъде стойността на pH, която зависи от концентрацията на водородни йони. Въпреки това, практическото определяне на стойността на pH в течната стъклена среда е трудно поради полепването на колоидни частици от течно стъкло към записващите елементи на измервателното устройство.
От практиката на ЕП е установено, че относителна мярка за химическата активност на изпитвания разтвор на течно стъкло може да бъде количеството газ, отделен при взаимодействието му с проба от феросилиций клас FS45, взета за стандарт. За целта прясно смлян феросилиций, преминал през сито No 0315 и останал върху сито No 02 (-315 + 02), се изсипва в количество 5 g в епруветка и се налива в 10 cm3 от тестваното течно стъкло. Феросилиций се смесва старателно с течно стъкло, след което епруветката се затваря плътно със запушалка със стъклена тръба, поставена в нея с гумен маркуч. Епруветката се поставя в термостат, предварително загрят до температура 80 °C. Свободният край на гумения маркуч се поставя под бюрета, пълна с вода. В резултат на взаимодействието на феросилиций силиций с алкали на течно стъкло възниква реакция с отделяне на водород: Si + 2NaOH + H20 = Na2Si03 + 2H2. Освободеният водород се събира в бюрета. Активността на течното стъкло се оценява по количеството газ, отделено за 10 минути при 80 °C.
Още веднъж трябва да се отбележи, че определянето на химическата активност на течното стъкло е относително, тъй като количеството отделен водород зависи не само от активността на течното стъкло, но и от активността на феросилиция, взет за еталон.
С референтна течностстъкло може да се определи относителната активност на праховете на компонентите на покритието.
В резултат на взаимодействието на течното стъкло с материалите на покритията на електродите, масите на покритието губят пластичност, става трудно или невъзможно да се херметизират електродите; покритието е засегнато от пукнатини, става крехко и понякога набъбва. В процеса на сушене и калциниране могат да се появят пробиви и други дефекти върху покритието на електрода. Степента на взаимодействие зависи от състава и характеристиките на разтворите на течно стъкло, за прахообразните материали, от техния състав, размер и състояние на повърхността, а за редица материали, включително карбонати, от техния минералогичен произход. Във всички случаи степента на взаимодействие нараства с повишаване на температурата и времето. От феросплавите и металните прахове, използвани в производството, в допълнение към феросилиция, алуминият, нисковъглеродният фероманган и металният манган са активни, при взаимодействие с които, както при феросилиций, могат да възникнат реакции с отделяне на водород. И все пак феросилицийът има най-висока активност в средата на течно стъкло, поради тази причина той е избран като референтен материал в метода за определяне на активността на течното стъкло.
Тъй като разяждащите алкални разтвори не действат върху желязото и неговия силицид (FeSi), взаимодействието се осъществява само със силиций.
В допълнение към активността на сплавите, големината на феросплавите има голямо влияние върху процеса на газове. Факт е, че реакцията между течно стъкло и прах от феросплав протича на повърхността на техния контакт. Следователно, колкото по-фина е феросплавта, толкова по-голяма е повърхността и толкова по-активно протича реакцията на взаимодействие.
Известно е, че в някои случаи, под действието на влага, сплави, съдържащив състава си фосфорът отделя отровен фосфористоводород със специфична миризма, която може да причини отравяне. Свойството на сплавите с високо съдържание на силиций да се разлагат под въздействието на влага (включително атмосферна влага) трябва да се вземе предвид при организиране на съхранението на бучки и особено натрошени сплави, като се осигури пълна вентилация на складовите помещения.
Наличието на фосфор в мангана може също да доведе до отделяне на фосфорист водород. Следователно, когато се организира съхранението на фероманган, е необходимо да се спазват същите мерки за безопасност, както при съхранение на феросилиций. Значително по-малко активни са високовъглеродните видове фероманган.
Взаимодействието на метален "манган и фероманган с вода и разтвори на течно стъкло може да бъде представено в общи линии чрез уравнението Mn + 2H20 = Mn(0H)2 + H2. Наличието на примеси от силиций и алуминий активира реакцията. Взаимодействието на алуминий с разтвори на течно стъкло може да се опише с уравнението 2ROH + 2A1 + 2H20 = 2RA102 + ZH2.
С намаляване на модула на разтвора реакциите с всички метали и сплави стават по-активни. Активността на такива реакции зависи от състоянието на повърхността на праховете и може да бъде намалена чрез тяхното продължително излагане или специална обработка.
Метали, устойчиви на основи, устойчиви на действието на разтвори на течни стъкла - желязо, хром, кобалт, никел, волфрам. Желязните сплави с титан, бор, молибден, ниобий и хром също са неактивни.
Наличието на електролити, например наличието дори на малко количество амониев молибдат в молибденов прах, свързано с технологията за получаване на този прах, има разрушителен ефект върху разтворите на течно стъкло. Натрошени минерали, руди иконцентрати. Необходимо е да се вземе предвид повишаването на активността на прясно смлени прахообразни материали, в които се разрушават междукристални и междумолекулни връзки, което може да се наблюдава чрез изразена алкална реакция на дестилирана вода, в която е поставен например прясно смлян мрамор.
Взаимодействието на въздушен въглероден диоксид с разтвори на течно стъкло може да протече по схемата CC^ + I^O-mSiC^-t^C^ R2C03 + mSiO2 ■ H20. С увеличаване на модула на течното стъкло процесът на неговото разрушаване се ускорява.
Взаимодействието може да бъде причинено и от наличието на следи от различни активни технологични добавки, използвани при обработката на материалите. Например, когато се използват концентрати, получени чрез флотационна обработка, следи от флотационни реагенти могат да имат разрушителен ефект върху разтворите на течно стъкло.
Горното показва, че една от мерките за стабилизиране на процеса на производство на електроди е използването на оптимално натрошени и подправени материали, както и контрол на тяхното качество.