MMO Titan-Anodenkorb

MMO Titananode Korbelektroden sind eine wichtige Form von Metalloxid-beschichteten Titanelektroden (MMO). Sie bestehen aus einer Matrix aus reinem Titan (Gr1/Gr2), die eine netzartige Korbstruktur bildet. Auf die Oberfläche werden Ruthenium-, Iridium- und Tantalbeschichtungen aufgebracht, wodurch ein Kernbauteil entsteht, das strukturelle Stabilität mit elektrochemischer Aktivität vereint.

Das Maschendesign des MMO-Titananodenkorbs erzeugt einen dreidimensionalen Reaktionsraum und vergrößert seine Oberfläche im Vergleich zu flachen Elektroden um das 3- bis 5-fache. Darüber hinaus verbessert die Beschichtungstechnologie die Korrosionsbeständigkeit um mehr als das Zehnfache und reduziert die Überspannung um 20 bis 30 %. Die Matrix kann 3- bis 5-mal wiederverwendet werden, was die Lebenszykluskosten um über 40 % senkt. Heute ist der MMO-Titananodenkorb ein unverzichtbares Kerngerät in der Chloralkali-, Galvanik- und Umweltschutzindustrie.

Herstellung von MMO-Titananodenkörben

Das Titansubstrat ist entscheidend für die strukturelle Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit des Korbes. Es wird reines Titan (Gr1/Gr1) mit einer Reinheit von ≥99.5 % benötigt. Je nach Anwendung muss die Titandicke präzise kontrolliert werden: Für die konventionelle Galvanisierung wird eine 0.8–1.2 mm dicke Titanplatte verwendet. Für die Hochleistungselektrolyse sind 1.5–2.0 mm erforderlich, um den hohen Stromdichten standzuhalten.

Laserschneiden

Eine CNC-Laserschneidmaschine bearbeitet das Titan mit einer Genauigkeit von ±0.5 mm zu Gittern und Rahmen mit vordefinierten Abmessungen. Anschließend wird der Korb mit 80–120 Mesh weißem Korund sandgestrahlt, um eine gleichmäßig raue Oberfläche zu erzeugen und die Haftung der Beschichtung zu verbessern. Abschließend wird er gebeizt und passiviert. Dabei wird er 10–15 Minuten lang in einer 5–10%igen Oxalsäurelösung gekocht, um die oberflächliche Oxidschicht und Ölverunreinigungen gründlich zu entfernen und eine aktive Oberfläche zu schaffen.

Schweiß-

Der Hauptkörper des Korbes besteht aus einem porösen Titangewebe. Die Porosität liegt zwischen 60 % und 80 %, und die Maschenweite richtet sich nach den Elektrolyteigenschaften. Das Rauten- oder Kreismuster variiert zwischen 6 × 3 mm und 12.5 × 4.5 mm. Das Schweißen ist eine Schlüsseltechnologie für die strukturelle Integrität des Korbes und wird im WIG-Schweißverfahren durchgeführt. Der Abstand zwischen den Schweißpunkten beträgt 15–20 mm.

Beschichtung

Die Beschichtung ist das Herzstück des MMO-Titananodenkorbs und bestimmt dessen elektrochemische Leistung und Lebensdauer. Titananoden werden hauptsächlich mit zwei Verfahren hergestellt: Bürstenbeschichtung und Sintern sowie Sprühbeschichtung und Sintern. Ersteres eignet sich für Anwendungen, die hohe Präzision erfordern, während letzteres eher für die Großserienproduktion geeignet ist.

Beschichtungsmaterialien: Das Chlorentwicklungssystem verwendet ein RuO₂-IrO₂-Mischoxid mit einer Chlorentwicklungsüberspannung von ≤1.36 V (vs. SHE); das Sauerstoffentwicklungssystem verwendet ein IrO₂-Ta₂O₅-Mischoxid, das für Sulfatsysteme geeignet ist. Die Beschichtungsdicke wird auf 15–20 μm kontrolliert.

Sintern: 10 Minuten im 120 °C heißen Ofen vorbacken, anschließend 30–40 Minuten im Muffelofen bei 450–550 °C sintern, um die Salze in Oxide umzuwandeln und eine metallurgische Verbindung mit dem Titansubstrat herzustellen. Dieser Vorgang wird 8–12 Mal wiederholt, wodurch schließlich eine dichte Beschichtung mit einer Dicke von 10–100 μm entsteht.

Qualitätskontrolle

Die Schichtdicke wird mit einem Wirbelstrommessgerät gemessen, wobei die Fehlertoleranz an keiner Stelle mehr als ±0.5 μm beträgt. Die elektrische Leistung wird unter simulierten Betriebsbedingungen getestet, um sicherzustellen, dass Überspannung und Stromausbeute den Konstruktionsstandards entsprechen. Beispielsweise müssen Chloralkaliprodukte eine Stromausbeute von ≥94 % aufweisen. Die Beschichtung weist nach 72 Stunden Eintauchen in saure oder alkalische Medien mit einem pH-Wert von 0–14 keine Abblätterungen auf. Die Korrosionsrate beträgt nach 100 Stunden Elektrolyse in einer 300 g/l chloridreichen Lösung weniger als 0.5 μm/Jahr. Proben jeder Charge werden für 5,000 Stunden Dauerbetriebstests aufbewahrt, um sicherzustellen, dass die tatsächliche Lebensdauer den versprochenen Standards entspricht.

Vorteile von Wstitanium

Als Anbieter von MMO-Titananodenlösungen, Wstitanium hat drei zentrale Wettbewerbsvorteile entwickelt: technologische Innovation, Qualitätskontrolle und Servicekompetenz.

Beschichtungstechnik

Wstitanium war Vorreiter bei der Verwendung der Nanopartikel-Dispersionstechnologie zur Herstellung von Beschichtungen und kontrolliert die Partikelgröße von Edelmetalloxiden auf 50–100 nm. Dadurch vergrößert sich die Oberfläche der Beschichtung um 40 % und die katalytische Aktivität wird deutlich verbessert. Selbst bei einer hohen Stromdichte von 10,000 A/m² besteht keine Gefahr des Abblätterns der Beschichtung. Die speziell für die Chlor-Alkali-Industrie entwickelte RuO₂-TiO₂-Gradientenbeschichtung erreicht eine Chlorreinheit von 99.98 %.

Maßgeschneiderte Dienstleistungen

Wstitanium bietet umfassende Anpassungsdienste, darunter Korbgrößenoptimierung, Netzparameteranpassung und Anpassung der Beschichtungsformulierung.

Anwendungen von MMO-Titananodenkörben

Aufgrund ihrer Hauptvorteile wie Dimensionsstabilität, geringer Energieverbrauch und Korrosionsbeständigkeit werden MMO-Titananodenkörbe in zahlreichen Industriezweigen eingesetzt und sind zu einem wichtigen Ausrüstungsgegenstand geworden, der den technologischen Fortschritt in der Branche vorantreibt.

(1) Chloralkali-Industrie

Das Chloralkali Die MMO-Titan-Anodenkörbe sind traditionell ein Schwerpunktgebiet und werden hauptsächlich für die Chlorentwicklungsreaktion bei der Natronlaugenproduktion mit Ionenaustauschmembranen eingesetzt. Anodenkörbe mit einer RuO₂-TiO₂-Gradientenbeschichtung können die Chlorentwicklungsüberspannung unter 1.36 V halten und so die Stromausbeute auf über 94 % steigern. Sie halten Cl⁻-Konzentrationen von über 300 g/l stand und haben eine Lebensdauer von über fünf Jahren.

(2) Galvanisieren

MMO-Anodenkörbe aus Titan erfüllen die doppelte Funktion, einen gleichmäßigen Strom zu liefern und die Elektrolytkonzentration zu stabilisieren. Für die saure Verkupferung wird eine IrO₂-SnO₂-Verbundbeschichtung verwendet, während für die alkalische Verzinkung eine RuO₂-IrO₂-Beschichtung zum Einsatz kommt. Galvanotechnik Die Ausbeute konnte von 82 % auf 97 % gesteigert werden, und die Produktionskapazität pro Produktionslinie konnte um 40 % gesteigert werden. Sie entsprechen RoHS und anderen Standards.

(3) Wasseraufbereitung

MMO-Titananodenkörbe sind zu Kernkomponenten der elektrolytischen Oxidationstechnologie geworden und werden häufig in Anwendungen wie dem Drucken und Färben von Abwasser eingesetzt. chemische Abwässerund zur Desinfektion von Schwimmbädern. Bei der Behandlung von Farbstoffabwasser erzeugt ihre mit PbO₂-MnO₂ dotierte Beschichtung in Kombination mit einem dreidimensionalen Elektrodensystem effizient Hydroxylradikale und erreicht so eine CSB-Entfernungsrate von 85 % und eine Farbentfernungsrate von über 90 %.

(4) Hydrometallurgie

In der Hydrometallurgie werden MMO-Titananodenkörbe hauptsächlich zur elektrolytischen Extraktion und Reinigung von Metallen wie Kupfer, Zink und Nickel eingesetzt. Bei der Kupferelektrolyse in Schwefelsäuresystemen können Anodenkörbe mit einer IrO₂-SnO₂-Verbundbeschichtung die Sauerstoffentwicklungsüberspannung reduzieren, den Energieverbrauch der Elektrolyse um 20 % senken und die Reinheit des Kathodenkupfers auf 99.99 % erhöhen.

Die Wahl des richtigen MMO-Titananodenkorbs erfordert die umfassende Berücksichtigung dreier Schlüsselfaktoren: Erstens muss das Anwendungsszenario geklärt werden, z. B. das Elektrolysesystem (Chlor-/Sauerstoffentwicklung), die Stromdichte und die dielektrische Umgebung, um die Beschichtungsformel und die Korbstruktur zu bestimmen. Zweitens muss die technische Stärke des Lieferanten bewertet werden, wobei Marken mit Anpassungsmöglichkeiten und einem umfassenden Qualitätskontrollsystem wie Wstitanium der Vorzug gegeben werden muss. Drittens muss der Fokus auf die gesamten Lebenszykluskosten gelegt werden, anstatt nur die Anschaffungskosten zu berücksichtigen. Um den langfristigen wirtschaftlichen Nutzen zu maximieren, ist eine umfassende Berechnung der Energieeinsparungen, der Lebensdauer und der Wartungskosten erforderlich.