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鈦陽極

[ 來源: | 作者:本站 | 發(fā)布時(shí)間:2018-03-29 | 瀏覽:506次 ]

陽極的應(yīng)用

鈦陽極是由貴金屬銥鹽涂敷于鈦基材經(jīng)高溫?zé)Y(jié)而成的,具有下列優(yōu)點(diǎn):

1、陽極尺寸穩(wěn)定,電解過程中電極間距離不變化,可保證電解操作在槽電壓穩(wěn)定情況下進(jìn)行。

2、工作電壓低,因此電能消耗小,可節(jié)省電能消耗,直流電耗可降低10%~20%。鈦陽極工作電壓低的主要原因:1)活性涂層鈦陽極對(duì)氯和氧的過電位均比較低。鹽水電解生產(chǎn)氯堿時(shí),鈦陽極對(duì)氯過電位低,在1A/cm2時(shí)比石墨陽極低140mV;2)可降低氣泡屏蔽效應(yīng),金屬陽極表面生成的氣泡比較細(xì)小,且脫離迅速,這樣電極間充氣度大為降低,兩極間歐姆降大約為700mV,氣泡直徑約為3mm;3)降低了陽極結(jié)構(gòu)的電阻;4)縮短了極間距離。

20世紀(jì)60年代,全世界食鹽電解工業(yè)年耗電量約1500億度,使用金屬陽極后,每年可節(jié)約電能約3億度。

3、鈦陽極工作壽命長,隔膜法生產(chǎn)氯堿工業(yè)中,金屬陽極耐氯和堿的腐蝕,陽極壽命己達(dá)6年以上,而石墨陽極僅為8個(gè)月。

4、可克服石墨陽極和鉛陽極溶解問題,避免對(duì)電解液和陰極產(chǎn)物的污染,因而可提高金屬產(chǎn)品純度。

5、可提高電流密度。隔膜法生產(chǎn)氯堿中,石墨陽極的工作電流密度為8A/dm2,鈦陽極可成倍地增加,達(dá)17A/dm2,這樣在電解廠房、電解槽相同的條件下,產(chǎn)量可增加1倍,提高了單槽生產(chǎn)能力,有效地提高了勞動(dòng)生產(chǎn)效率。在高工作電流密度下進(jìn)行電解時(shí),使用鈦陽極比較適宜。

6、氯堿生產(chǎn)中,使用鈦陽極后,產(chǎn)品質(zhì)量高,氯氣純度高,不含CO2,堿濃度高,可節(jié)省加熱用蒸汽,節(jié)省能源消耗。

7、耐腐蝕性強(qiáng),可在許多腐蝕性強(qiáng),有特殊要求的電解介質(zhì)中工作。

8、可避免鉛陽極變形后的短路問題,因而可提高電流效率。

9、鈦陽極重量輕,可減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。

10、開關(guān)制作容易,可高精度化。

11、基體金屬鈦可多次反復(fù)使用。

12、金屬陽極的出現(xiàn),使用氯堿工業(yè)中近期涌現(xiàn)出的最新離子膜電解技術(shù)得以設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。

13、由于采用了金屬陽極,氯酸鹽電解槽的高溫、高電流密度操作成為可能。金屬陽極的采用使電解槽構(gòu)造得以改善,降低了電能消耗,加快了次氯酸鹽生氣氯酸鹽的化學(xué)反應(yīng),從而提高了生產(chǎn)性能。

14、采用了DSA,水銀法及隔膜法食鹽電解槽的設(shè)計(jì)概念和操作條件得以改進(jìn),能耗得以降低。DSA低的過電位特性,電極間表面及電極的氣泡容易排除,是金屬陽極電解槽槽電壓降低的重要原因。

由于鈦陽極具有很多優(yōu)點(diǎn),它的開發(fā)使氯堿工業(yè)取得很大經(jīng)濟(jì)效益,因此很快便在世界各地推廣使用。氯堿生產(chǎn)能力,全世界約4100萬噸/年,采用鈦陽極不小于70%,鈦陽極被譽(yù)為氯堿工業(yè)一項(xiàng)重大技術(shù)革命。隨后,鈦陽極在許多電解工業(yè)中也得到廣泛的推廣應(yīng)用。


設(shè)計(jì)鈦電極類型的考慮依據(jù)
1. 鈦電極電解槽安裝中對(duì)陽極的要求
2. 鈦電極工藝條件,例如電解質(zhì)(液)成分、溫度、電流密度、使用壽命等
3. 鈦電極的機(jī)械負(fù)荷
4. 鈦電極基體材料的導(dǎo)電能力


鈦電極形狀
板狀、棒狀、片狀、絲狀、網(wǎng)狀、管狀、環(huán)狀、帶狀、網(wǎng)籃狀等形狀
釕鈦涂層金屬陽極在氯堿工業(yè)電解槽中的電化性能
1. 氯在釕鈦金屬陽極上的放電過電位明顯比石墨陽極上低。
2. 釕鈦涂層的放氧電位也低。
3. 耐腐蝕性能強(qiáng),工作壽命長。
氯堿工業(yè)用鈦陽極
與石墨電極相比,隔膜法生產(chǎn)燒堿,石墨陽極的工作電壓為8A/DM2涂層陽極可成倍增加,達(dá)17A/DM2。這樣在同樣的電解環(huán)境下產(chǎn)品可成倍提高,而且所生產(chǎn)品的質(zhì)量高,氯氣純度高。
電鍍用鈦陽極
電鍍用不溶性陽極是在鈦基體 (網(wǎng)狀、板狀、帶狀、管狀等)上涂覆具有高電化學(xué)催化性能的貴金屬氧化物涂層,涂層中含有高穩(wěn)定性的閥金屬氧化物。新型不溶性鈦陽極具有高電化學(xué)催化能,析氧過電位比鉛合金不溶性陽極低約0.5 V,節(jié)能顯著,穩(wěn)定性高,不污染鍍液,重量輕,易于更換。 新型不溶性鈦陽極的析氧過電位也比鍍鉑不溶性陽極低,但是壽命卻提高1倍以上。廣泛用于各種電鍍中作為陽極或者輔助陽極使用,可以替代常規(guī)的鉛基合金陽極,在相同的條件下,可以降低槽電壓,節(jié)約電能消耗;不溶性鈦陽極在電鍍過程中具有良好的穩(wěn)定性(化學(xué)、電化學(xué)),使用壽命長。此陽極廣泛用于鍍鎳鍍金、鍍鉻、鍍鋅、鍍銅等電鍍有色金屬行業(yè).