Anodo di titanio per produzione personalizzata per clorato di sodio

In quanto importante materia prima chimica, il clorato di sodio è ampiamente utilizzato in molti campi. Il processo di elettrolisi nella sua produzione è cruciale e l'anodo di titanio svolge un ruolo fondamentale.

Vantaggi dell'anodo di titanio nella produzione di clorato di sodio

In quanto importante materia prima chimica, il clorato di sodio è ampiamente utilizzato in molti campi. Il fulcro del suo processo produttivo, la tecnologia dell'elettrolisi, gioca un ruolo decisivo nella qualità e nell'efficienza produttiva del clorato di sodio. L'anodo di titanio, con i suoi esclusivi vantaggi prestazionali, è diventato un fattore chiave per il miglioramento del livello di produzione del clorato di sodio. Grazie alla sua buona conduttività, all'eccellente resistenza alla corrosione e alle prestazioni elettrocatalitiche stabili, l'anodo di titanio offre una garanzia affidabile per una produzione efficiente e stabile di clorato di sodio.

Anodo in titanio rivestito in rutenio

L'anodo in titanio rivestito in rutenio ha un'eccellente attività elettrocatalitica e può ridurre significativamente la sovratensione della reazione di sviluppo del cloro (circa 0.2-0.3 V). Ciò consente un notevole risparmio di energia elettrica per la produzione su larga scala. Il rivestimento in rutenio può mantenere a lungo la sua attività catalitica e l'integrità strutturale nell'ambiente elettrolitico altamente corrosivo del clorato di sodio.

Anodo in titanio rivestito di iridio

L'anodo in titanio rivestito di iridio (Ir) ha attirato grande attenzione per la sua eccellente resistenza alla corrosione e la stabilità alle alte temperature. Nella produzione di clorato di sodio, quando l'elettrolita contiene impurità altamente ossidanti, gli anodi in titanio rivestiti di iridio mostrano prestazioni migliori rispetto ad altri tipi di anodi. La durata degli anodi in titanio rivestiti di iridio può raggiungere gli 8-10 anni.

Anodo in titanio rivestito in platino

L'anodo di titanio rivestito in platino (Pt) presenta un'eccellente conduttività e attività catalitica, soprattutto nel contesto della produzione di clorato di sodio, dove i requisiti di purezza del prodotto sono estremamente elevati. L'anodo di titanio rivestito in platino può ridurre efficacemente le impurità e garantire un'elevata purezza del prodotto. Lo svantaggio è che il costo dell'anodo di titanio rivestito in platino è relativamente elevato.

Il ruolo chiave dell'anodo di titanio

Nella produzione di clorato di sodio, la reazione elettrochimica del nucleo avviene nel cella elettroliticae l'anodo di titanio è il componente chiave di questa serie di reazioni. L'equazione di reazione generale di base è: NaCl + 3H₂O =NaClO₂ + 2H₂↑). Dietro questa equazione apparentemente semplice, si cela in realtà un processo di reazione complesso e ordinato, che si sviluppa passo dopo passo. Nella zona dell'anodo, gli ioni cloruro subiscono una reazione di ossidazione, la cui formula specifica è: 3Cl₂↑ =Cl₂↑ + 3e₂↑. Gli ioni cloruro perdono elettroni sulla superficie dell'anodo di titanio e vengono ossidati a cloro gassoso. L'anodo di titanio riduce la sovratensione della reazione di evoluzione del cloro, facilitando la perdita di elettroni e l'ossidazione da parte degli ioni cloruro. Da un punto di vista microscopico, gli atomi di metalli preziosi presenti nel rivestimento (come rutenio, iridio, ecc.) formano uno stato di adsorbimento specifico con gli ioni cloruro, indebolendo l'energia di legame del legame cloro-cloro e accelerando così la reazione di evoluzione del cloro.

Anodi in titanio per produzione personalizzata

Le diverse scale di produzione di clorato di sodio presentano requisiti diversi per gli anodi in titanio. Le unità di produzione di clorato di sodio su piccola scala potrebbero preferire anodi in titanio piccoli e leggeri, a forma di piastra o a barra. I produttori di clorato di sodio di medie dimensioni potrebbero dover concentrarsi su forme piatte o a maglie. Le dimensioni vengono personalizzate in base alle dimensioni interne della cella elettrolitica e ai requisiti di layout degli elettrodi. I produttori di clorato di sodio su larga scala perseguono una produzione su larga scala ed efficiente, e le loro celle elettrolitiche sono di grandi dimensioni e presentano elevati carichi di corrente. Gli anodi in titanio personalizzati non devono solo soddisfare i requisiti di grandi dimensioni ed elevata resistenza, ma anche considerare il design strutturale dell'anodo per garantire una distribuzione uniforme della corrente e buone prestazioni di dissipazione del calore in presenza di elevata densità di corrente.

Dimensione personalizzata

Quando si personalizzano le dimensioni e la forma dell'anodo in titanio, è necessario considerare innanzitutto i parametri di progettazione della cella elettrolitica, tra cui le dimensioni geometriche della cella, la spaziatura degli elettrodi, la modalità di flusso dell'elettrolita, ecc. Ad esempio, se la cella elettrolitica adotta un metodo di elettrolita a circolazione forzata, è necessario considerare la forma e le dimensioni dell'anodo in modo da non ostacolare il flusso dell'elettrolita, assicurandosi al contempo che l'elettrolita possa entrare completamente in contatto con la superficie dell'anodo per migliorare l'efficienza dell'elettrolisi.

Per i processi di produzione che richiedono una maggiore densità di corrente, è possibile utilizzare design che aumentano la superficie dell'anodo, come l'utilizzo di una struttura a rete o di un anodo a struttura porosa.

Materiali di rivestimento

I rivestimenti al rutenio presentano le caratteristiche di un basso sovrapotenziale di evoluzione del cloro, buona conduttività e stabilità, e sono adatti alla maggior parte della produzione convenzionale di clorato di sodio. I rivestimenti all'iridio offrono buone prestazioni in condizioni di lavoro particolari grazie alla loro eccellente resistenza alla corrosione e al basso sovrapotenziale di evoluzione dell'ossigeno. I rivestimenti multi-elemento combinano i vantaggi di più ossidi metallici e offrono prestazioni più complete. Oltre ai rivestimenti di ossidi di metalli preziosi come rutenio e iridio, anche altri materiali possono essere utilizzati per i rivestimenti anodici in titanio, come i rivestimenti in ossido di stagno e antimonio. I rivestimenti in ossido di stagno e antimonio presentano il vantaggio del basso costo e trovano applicazione in alcune applicazioni con requisiti di prestazioni anodiche non particolarmente stringenti e con costi contenuti.

Tecnologia di rivestimento

Le tecnologie più comuni per la preparazione del rivestimento dell'anodo in titanio includono la decomposizione termica, la galvanica, la deposizione chimica da vapore, ecc.

Il metodo di decomposizione termica consiste nel rivestire una soluzione contenente sali metallici sulla superficie di un substrato di titanio e poi convertirla in un rivestimento di ossido metallico mediante decomposizione termica ad alta temperatura. Questo metodo è relativamente semplice ed economico.

Gli ossidi metallici vengono depositati sulla superficie di un substrato di titanio mediante galvanoplastica per ottenere un rivestimento più uniforme e denso. Tuttavia, l'investimento in attrezzature per il metodo di galvanoplastica è elevato e l'efficienza è relativamente bassa.

La deposizione chimica da vapore decompone i composti organici metallici e li deposita sulla superficie del substrato di titanio per formare un rivestimento. Produce rivestimenti di alta qualità, ma le attrezzature sono complesse, i costi elevati e la scala di produzione è limitata.

Nella scelta di una tecnologia di rivestimento, è necessario considerare attentamente fattori quali le caratteristiche del materiale di rivestimento, i requisiti prestazionali dell'anodo, il costo e i requisiti di protezione ambientale. Ad esempio, per gli anodi in titanio a base di rutenio che richiedono un'elevata uniformità e adesione del rivestimento, la galvanoplastica o una decomposizione termica migliorata potrebbero essere più adatte; mentre per alcuni anodi in titanio multistrato che richiedono prestazioni di rivestimento estremamente elevate e rivestimenti strutturali speciali, la deposizione chimica da vapore potrebbe essere una scelta migliore.