Ánodo de titanio MMO para ciano

El cianuro, debido a su altísima toxicidad, se ha convertido en un objetivo clave de la regulación ambiental. Con regulaciones ambientales globales cada vez más estrictas, los estándares de tratamiento para aguas residuales y gases de escape que contienen cianuro aumentan constantemente. Las tecnologías de tratamiento tradicionales, como la precipitación química y la biodegradación, están cada vez más expuestas a limitaciones como la baja eficiencia de eliminación, el alto riesgo de contaminación secundaria y los altos costos de operación y mantenimiento.

Ánodos de titanio MMO Los ánodos de titanio de óxido metálico mixto, como materiales electroquímicos de alta eficiencia, presentan ventajas irremplazables en el campo del tratamiento profundo del cianuro gracias a su excelente actividad electrocatalítica, estabilidad química y una vida útil excepcionalmente larga. Estos ánodos están basados ​​en titanio industrialmente puro y recubiertos con rutenio, iridio, tántalo y platino, lo que permite la conversión eficiente del cianuro en sustancias no tóxicas e inocuas.

Aplicaciones del cianuro y contaminación

El cianuro es irreemplazable en múltiples sectores industriales, y sus aplicaciones se concentran principalmente en los cuatro sectores siguientes.

MetalurgiaEn la minería y refinación de oro, el cianuro forma complejos solubles con metales preciosos como el oro y la plata, lo que permite la separación y extracción de los metales objetivo del mineral.

galvanoplastiaEl cianuro se utiliza como agente complejante en la preparación de soluciones de galvanoplastia, controlando eficazmente la velocidad de precipitación de iones metálicos y formando un recubrimiento uniforme y denso. Se utiliza comúnmente para el recubrimiento de zinc, cobre y plata.

Síntesis químicaEl cianuro es un intermediario clave en la síntesis de fármacos, pesticidas, colorantes y otros productos. Por ejemplo, se utiliza como materia prima en la producción de ciertos antibióticos y herbicidas.

Otras IndustriasEl cianuro se utiliza para el endurecimiento de superficies en el tratamiento térmico de metales. En la industria electrónica, se utiliza para el grabado de materiales semiconductores. Su toxicidad también se aprovecha en algunos sectores para crear fumigantes.

La contaminación por cianuro proviene principalmente de los vertidos de aguas residuales industriales, residuos y emisiones de gases de escape. Las aguas residuales con cianuro son la principal fuente de contaminación. Los vertidos sin tratar de aguas residuales de enjuague de la industria de la galvanoplastia, lixiviados de la industria metalúrgica y líquidos de reacción residuales de la síntesis química, entre otros, pueden causar graves daños ambientales.

La toxicidad del cianuro se debe principalmente a su efecto inhibidor sobre las enzimas respiratorias de los organismos, alterando rápidamente la cadena respiratoria celular y causando hipoxia tisular. La dosis letal para los humanos es extremadamente baja (una dosis letal oral de cianuro de sodio es de tan solo 10-20 mg). En los ecosistemas acuáticos, incluso concentraciones bajas de cianuro (superiores a 0.04 mg/L) pueden matar peces y otros organismos acuáticos, alterando el equilibrio acuático. Además, el cianuro puede convertirse en compuestos más tóxicos en el medio ambiente o acumularse a través de la cadena alimentaria, lo que representa una amenaza a largo plazo para el medio ambiente y la salud humana.

Principio de funcionamiento del ánodo de titanio MMO

El núcleo del tratamiento con cianuro del ánodo de titanio MMO es la reacción de oxidación electroquímica, que descompone los iones de cianuro tóxicos (CN⁻) en dióxido de carbono (CO₂) y nitrógeno (N₂) no tóxicos en la superficie del electrodo. En esencia, este proceso mejora la eficiencia de la degradación oxidativa gracias a la alta actividad catalítica del ánodo.

Bajo la acción de la corriente continua, las aguas residuales que contienen cianuro experimentan una reacción dentro de la celda electrolítica, siendo el ánodo de titanio MMO el que realiza principalmente la función de degradación oxidativa.

Oxidación directaLos iones de cianuro se oxidan directamente mediante la pérdida de electrones en la superficie del ánodo. La ecuación de reacción es: 2CN⁻ + 8OH⁻ – 10e⁻ → 2CO₃²⁻ + N₂↑ + 4H₂O. Los óxidos de rutenio e iridio del recubrimiento de MMO ejercen una alta actividad catalítica, lo que permite la oxidación de los iones de cianuro a un potencial relativamente bajo.

Oxidación indirectaSi las aguas residuales contienen electrolitos como iones de cloruro, se produce simultáneamente una reacción de desprendimiento de cloro en el ánodo, produciendo cloro gaseoso (Cl₂). El cloro reacciona con el agua para formar ácido hipocloroso (HClO). Como oxidante fuerte, el ácido hipocloroso oxida indirectamente los iones de cianuro mediante la fórmula de reacción: CN⁻ + ClO⁻ + H₂O → CNO⁻ + Cl⁻ + 2OH⁻. El cianato resultante (CNO⁻) se hidroliza a dióxido de carbono y nitrógeno, volviéndolo completamente inocuo.

El cátodo experimenta principalmente una reacción de reducción, recuperando iones de metales pesados ​​(como Cu²⁺ y Ni²⁺) de las aguas residuales y formando un depósito elemental de metal, logrando el doble objetivo de recuperación de recursos y control de la contaminación.

Tipos de ánodos de titanio MMO

Se seleccionan diferentes tipos de ánodos de titanio MMO según las características de la calidad del agua, la escala de tratamiento y la estructura del equipo de aguas residuales con cianuro. Los ánodos de titanio MMO se clasifican según su morfología estructural, la composición del recubrimiento y los escenarios de aplicación. Los tipos más comunes son los siguientes:

Ánodos de titanio de malla MMOBasados ​​en malla de titanio grado ASTM B265 Gr1, recubiertos con un recubrimiento compuesto de RuO₂-IrO₂-TiO₂. La densidad de la malla varía entre 50 y 200 mesh. Ofrecen una gran superficie y una distribución uniforme de la corriente. Son adecuados para el tratamiento de aguas residuales de enjuague de galvanoplastia en celdas electrolíticas pequeñas y medianas, y pueden reducir las concentraciones de cianuro en el efluente por debajo de 0.5 mg/L y tienen una vida útil de más de cinco años.

Ánodos de titanio de placa MMOFabricados con placas de titanio de 0.5 a 3 mm de espesor, sus superficies se pulen con chorro de arena y se rugosizan antes de recubrirse con un recubrimiento de óxido. Ofrecen una alta resistencia estructural y son fáciles de instalar y mantener. Se utilizan principalmente para el tratamiento de aguas residuales con alta concentración de cianuro (concentración de CN⁻ > 100 mg/L), mantienen un funcionamiento estable a una densidad de corriente de 1500 A/m² y han demostrado una vida útil acelerada de más de 120 horas.

Ánodos tubulares de titanio MMOLos tubos de titanio de 50-200 mm de diámetro, recubiertos con IrO₂-Ta₂O₅, son adecuados para reactores de electrólisis de flujo continuo, ya que mejoran el contacto entre las aguas residuales y el electrodo. Son especialmente adecuados para el tratamiento de relaves en la industria metalúrgica, con un solo ánodo capaz de tratar hasta 5-10 m³/día.

Ánodos de titanio MMO en tirasLas tiras de titanio recubiertas, de 6.35-12.7 mm de ancho y 0.635 mm de espesor, están disponibles en longitudes personalizadas de hasta 152 m. Se utilizan principalmente para la lixiviación de aguas residuales con cianuro en grandes tanques de almacenamiento o en el subsuelo, con una vida útil de hasta 50 años en entornos terrestres.

Ánodos recubiertos de rutenio-iridioUtilizando RuO₂-IrO₂ como componente activo y TiO₂ como portador inerte, ofrecen un potencial de evolución de cloro de ≤1.2 V y son adecuados para el tratamiento de aguas residuales con cianuro e iones cloruro. Mejoran la oxidación indirecta y alcanzan eficiencias de corriente superiores al 95 %.

Ánodos recubiertos de iridio-tántaloCompuestos por un recubrimiento de IrO₂-Ta₂O₅, ofrecen un mayor potencial de desprendimiento de oxígeno y son adecuados para el tratamiento de aguas residuales con cianuro y bajo contenido de cloruro. Evitan la interferencia de la reacción de desprendimiento de cloro y ofrecen una actividad catalítica más estable en condiciones alcalinas.

Ánodos personalizados: Disponemos de ánodos de titanio MMO personalizados con estructuras especializadas para aplicaciones específicas. Estos incluyen cables flexibles de ánodo (encapsulados en PTFE de Ø8 mm) para el tratamiento de pozos profundos, ánodos de micromalla para la galvanoplastia de precisión de aguas residuales y ánodos de detección inteligente con sensores integrados que monitorizan la pérdida de recubrimiento y el estado de la reacción en tiempo real, lo que permite el control digital.

Wstitanium selecciona estrictamente titanio industrialmente puro de grado ASTM B265 Gr1 como sustrato. Su composición química se controla con precisión, con un contenido de carbono de ≤0.08 % y un contenido de hierro de ≤0.20 %, lo que garantiza una excelente resistencia a la corrosión y resistencia mecánica. El recubrimiento utiliza un sistema compuesto de gradiente patentado. Al ajustar la relación molar de RuO₂ a IrO₂ (ajustable de 1:1 a 3:1), se adapta a aguas residuales con cianuro y con concentraciones variables de iones cloruro. La carga de metal precioso se controla a 10-12 g/m², lo que garantiza la actividad catalítica y reduce los costos. Adaptado a las características de las reacciones de oxidación del cianuro, el espesor del recubrimiento se controla con precisión a 20-50 μm, y la porosidad se optimiza al 35-45 %, lo que aumenta el área de reacción efectiva de 5 a 8 veces y la tasa de degradación del cianuro en más del 30 % en comparación con los productos convencionales.