鈦陽極概述:
鈦陽極就是鈦基金屬氧化物涂層中的陽極。根據(jù)其表面催化涂層不同分別具有析氧功能、析氯功能。一般電極材料要具有良好的導(dǎo)電性,極距變化小,耐腐蝕性強(qiáng),機(jī)械強(qiáng)度和加工性能好,壽命長,費(fèi)用低,對電極反應(yīng)具有良好的電催化性能,鈦是Z能滿足以上綜合要求的金屬,一般采用工業(yè)純鈦TA1/TA2。
產(chǎn)品作用:
鈦陽極上的金屬氧化物涂層的作用是:電阻率低,具有良好的導(dǎo)電性(鈦本身導(dǎo)電性能不好),貴金屬涂層的化學(xué)組成穩(wěn)定,晶體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,電極尺寸穩(wěn)定,耐蝕性好,壽命長,具有良好的電催化性能,有利于降低析氧、析氯反應(yīng)的過電位,節(jié)約電能。
優(yōu)點(diǎn):
1、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個月。
2、可克服石墨陽極和鉛陽極溶解問題,避免對電解液和陰極產(chǎn)物的污染,因而可提高金屬產(chǎn)品純度。
3、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,有效地提高了勞動生產(chǎn)效率。在高工作電流密度下進(jìn)行電解時,使用鈦陽極比較適宜。
4、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。
5、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。
6、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。
7、可避免鉛陽極變形后的短路問題,因而可提高電流效率。
8、鈦陽極重量輕,可減輕勞動強(qiáng)度。
9、開關(guān)制作容易,可高精度化。
10、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)活性涂層鈦陽極對氯和氧的過電位均比較低。鹽水電解生產(chǎn)氯堿時,鈦陽極對氯過電位低,在1A/cm2時比石墨陽極低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。
11、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。
12、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。
13、基體金屬鈦可多次反復(fù)使用。
14、金屬陽極的出現(xiàn),使用氯堿工業(yè)中近期涌現(xiàn)出的Z新離子膜電解技術(shù)得以設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。