MMO（混合金属酸化物）チタン陽極サイズ安定化陽極（DSA®）としても知られるこの陽極は、電解採取の陽極材料として徐々に主流になりつつあります。湿式冶金において、電解採取は浸出液から高純度金属を抽出するための基幹技術です。その効率、コスト、製品品質は陽極材料の性能に左右されます。従来の鉛合金陽極や黒鉛陽極は、エネルギー消費量が多く、寿命が短く、製品が汚染されるなどの問題があるため、高効率で持続可能な冶金産業の要求を満たすことができなくなっています。
中国のMMOチタン陽極メーカーとして、 チタン 当社は、世界30カ国以上の冶金企業にカスタマイズされた陽極ソリューションを提供しています。このガイドでは、電解採取に使用されるMMOチタン陽極について、コーティングシステム、形状タイプ、プロジェクト事例、よくある質問など、包括的に解説しています。当社は、お客様が最適な陽極製品をお選びいただけるよう、最も正確で信頼性の高い技術情報を提供することに尽力しています。
電解採取用MMOチタン陽極コーティング
MMOチタン陽極の性能の90%以上は、表面の貴金属酸化物コーティングに依存します。このコーティングは、陽極の電気触媒活性や酸素／塩素発生過電圧を決定するだけでなく、耐食性や耐用年数にも影響を与えます。Wstitanium社は、電解採取の様々な特性に基づいて、4種類の成熟したコーティングシステムを開発しました。
イリジウム・タンタル系コーティングは、酸素発生反応（OER）コーティングシステムの中で最も高性能です。このシステムは、主要な電気触媒活性成分として酸化イリジウム（IrO₂）を、安定剤として酸化タンタル（Ta₂O₅）を使用しています。最適な比率は、IrO₂ 70% + Ta₂O₅ 30%です。抵抗率は約10⁻⁴ Ω・cmです。
1 mol/L H₂SO₄溶液中、電流密度1 A/cm²において、酸素発生電位は約1.385 V（vs. SCE）であり、鉛陽極のそれよりも300～400 mV低い値です。高濃度硫酸（≤500 g/L）電解液中で長期間安定して動作し、1000 g/L硫酸中でも安定性を維持します。100～2000 A/m²の電流密度で動作するため、高電流密度電解採取に特に適しています。寿命は3～8年で、年間損失率はわずか1～3 mg/Aです。逆電流に対する耐性が高く、停電時の逆電流サージにも耐えることができます。
- 銅の電解採取用
- ニッケル電解採取用
- コバルト電解採取用
- マンガン電解採取用
- 硫酸塩系電解採取の場合
ルテニウム・イリジウム系コーティングは、塩素発生性能と酸素発生性能のバランスが取れた多機能コーティングシステムです。活性成分として酸化ルテニウム（RuO₂）と酸化イリジウム（IrO₂）、安定剤として酸化チタン（TiO₂）を使用しています。塩化物イオンを含む電解質システムに適しています。Wstitanium社のルテニウム・イリジウム系コーティングは、RuO₂-TiO₂の下層、RuO₂-IrO₂-TiO₂の中間層、IrO₂-Ta₂O₅の最上層という多層構造を採用しています。これにより、塩素発生活性を確保しつつ、耐食性と寿命を向上させています。
1 mol/L NaCl溶液中、電流密度1 A/cm²において、塩素発生電位は約1.12 V（vs. SCE）です。酸素発生電位は約1.45 V（vs. SCE）で、塩化物イオンと酸素イオンの混合系でも安定して動作します。また、塩化物イオン濃度が最大5000 ppmの電解液中でも安定して動作します。電流効率は92%に達します。塗膜密着性は15 MPa以上です。
- 海水淡水化および関連する電気採取について
- 塩素と酸素を同時に生成する電気分解
- 塩化物系における電気分解
- 塩化物イオンを含む硫酸塩系の場合
二酸化鉛アノードは、チタンを基板として用い、表面に電気めっきによって緻密なβ-PbO₂活性層を形成します。Wstitanium社のチタン系二酸化鉛アノードの構造は、チタン基板→アンチモン-酸化スズ中間層→α-PbO₂遷移層→β-PbO₂活性層となっています。これにより、従来のチタン系二酸化鉛アノードに見られたコーティング剥離の容易さや寿命の短さといった問題を効果的に解決しています。
アンチモン-酸化スズの中間層は、コーティングと基材間の密着性を向上させます。β-PbO₂は良好な導電性と酸素発生電気触媒活性を示します。酸素発生過電圧は約1.70V（vs. SCE）です。コストはイリジウム-タンタル系コーティングのわずか1/3～1/2です。電流効率は93～95%に達します。陽極スラッジは発生しません。
- 亜鉛電解採取（大規模）
- 銅の電解採取（コスト重視）
- ニッケル電解採取（硫酸塩系）用
- コバルト電解採取（硫酸塩系）用
チタン基板の表面に、電気めっきまたは無電解めっきによって均一な金属白金層が形成される。白金チタン陽極は、極めて高い電気触媒活性と化学的安定性を示す。白金は化学的に非常に安定しており、ほとんどの酸、アルカリ、塩溶液に不溶である。
白金は、酸素発生および塩素発生の過電圧が非常に低く、極めて高い電気触媒活性を示します。白金の酸素発生過電圧は約1.52V（対SCE）、塩素発生過電圧は約1.18V（対SCE）です。電流密度は100～10000A/m²の範囲で、高電流密度電着に適しています。耐用年数は10～20年と、あらゆるコーティングシステムの中で最も長い耐用年数を誇ります。ただし、コストは非常に高額です。
- 貴金属の電解採取（金、銀、プラチナ、パラジウム）
- 高純度金属の電解採取
- 特殊要件に対応した電気採掘
- 実験室研究
MMOチタン陽極の比較
適切なコーティングシステムをお選びいただくために、Wstitaniumは主要な4種類のコーティング済みMMOチタン陽極の主要技術パラメータを包括的に比較しました。すべてのデータは、当社の研究所での試験および実際のエンジニアリングアプリケーションでの検証に基づき、HG/T 4763-2014「ルテニウム-イリジウムチタン金属酸化物コーティング陽極」およびYS/T 1056-2015「イリジウム-タンタルチタン金属酸化物コーティング陽極」などの規格を参照しています。
電気化学的性能比較
電気化学的性能は、MMOチタン陽極の最も重要な性能指標であり、電気めっきのエネルギー消費量と効率を決定する。
| IrO₂-Ta₂O₅ | RuO₂-IrO₂ | PbO₂ | Pt | 試験標準 | |
|---|---|---|---|---|---|
| 酸素発生電位（SCE基準、1A/cm²） | 1.385V | 1.45V | 1.70V | 1.52V | HG/T 4763-2014 |
| 塩素発生電位（SCE基準、1A/cm²） | 1.25V | 1.12V | 1.35V | 1.18V | HG/T 4763-2014 |
| 現在の効率 | 94〜96％ | 92〜94％ | 93〜95％ | 95〜98％ | エンタープライズ標準 |
| 分極曲線の傾き（mV/dec） | 40-50 | 35-45 | 60-70 | 30-40 | 電気化学ワークステーションテスト |
| 交換電流密度（A/cm²） | 1×10⁻⁶ | 5×10⁻⁶ | 1×10⁻⁷ | 1×10⁻⁵ | 電気化学ワークステーションテスト |
| コーティング抵抗率（Ω・cm） | 1×10⁻⁴ | 5×10⁻⁵ | 2×10⁻⁴ | 1×10⁻⁵ | 4点プローブ法 |
物理的特性の比較
物理的特性は、MMOチタン陽極の機械的強度、加工性能、および寿命に影響を与える。
| イルタ | ル・イル | 二酸化鉛（PbO₂） | プラチナ（Pt） | 試験標準 | |
|---|---|---|---|---|---|
| コーティングの厚さ | 5〜20μm | 5〜20μm | 0.5〜2.0 mm | 1〜15μm | 渦電流式厚さ測定法／金属組織学的測定法 |
| コーティング密度（g/cm³） | 6.5-7.0 | 6.0-6.5 | 9.3-9.6 | 21.4 | アルキメデス法 |
| コーティング硬度（HV） | 600-800 | 500-700 | 700-900 | 400-600 | ビッカース硬度計 |
| 接着強度（MPa） | ≥15 | ≥15 | ≥20 | ≥10 | 引張試験方法 |
| 気孔 | ≤ 5％ | ≤ 5％ | ≤ 1％ | ≤ 0.5％ | フェリシアン化カリウム法 |
| 熱衝撃安定性 | 300℃/5サイクル、剥離なし | 300℃/5サイクル、剥離なし | 200℃/5サイクル、剥離なし | 400℃/5サイクル、剥離なし | エンタープライズ標準 |
適用条件比較
適用条件の比較は、お客様の具体的な適用条件に基づいて最適なコーティングシステムを選択するのに役立ちます。
コスト比較
コスト比較は、さまざまなコーティングシステムの長期的な経済的実現可能性を評価するのに役立ちます。
| イルタ | ル・イル | 二酸化鉛（PbO₂） | プラチナ（Pt） | 備考 | |
|---|---|---|---|---|---|
| 初期費用 | ハイ | 高いメディア | ロー | 非常に高い | 同一エリアでの比較 |
| 耐用年数 | 3〜8年 | 2〜5年 | 2〜3年 | 10〜20年 | 標準的な電気分解条件 |
| 年間平均コスト | 技法 | 技法 | ロー | 高いメディア | 初期費用／耐用年数 |
| 再コーティング性 | あり | あり | あり | あり | チタン基板は再利用可能 |
| 再塗装費用 | 技法 | 技法 | ロー | ハイ | 新しい陽極の約60～80％ |
| チタン基板の再コーティング回数 | 3–5回 | 3–5回 | 2–3回 | 5–10回 | 基材の腐食状態によります |
| 投資回収期間 | 1〜2年 | 1〜2年 | 0.5〜1年 | 2〜3年 | 鉛陽極と比較して |
総合的なパフォーマンス評価
総合性能評価では、4つのコーティングシステムを多角的に評価し、お客様が総合的に判断を下せるよう支援します。
MMOチタン陽極カスタムソリューション
金属の電解採取プロセスによって、必要な電解液組成、温度、電流密度が異なり、それに伴い陽極に求められる性能も変化します。Wstitaniumは、様々な一般的な電解採取金属に対応したカスタム陽極ソリューションを開発してきました。当社の技術エンジニアが、お客様の具体的な運転条件に基づき、最適なコーティングシステム、陽極形状、仕様をご提案し、最適な結果をお約束します。
銅電解採取用MMOチタン陽極
銅の電解採取は、湿式製錬による銅精錬プロセスの最終段階です。一般的に、硫酸銅と硫酸の電解液系が使用されます。従来の鉛・カルシウム・スズ合金陽極は、セル電圧が高い、エネルギー消費量が多い、陰極銅に鉛が混入するなどの問題があります。
銅電解採取の運転条件
| レンジ | 最適範囲 | 備考 | |
|---|---|---|---|
| 電解質組成 | Cu²⁺: 30～50 g/L | Cu²⁺: 40～45 g/L | - |
| H₂SO₄: 150～200 g/L | H₂SO₄: 170～180 g/L | ||
| Fe³⁺: 0.5～3.0 g/L | Fe³⁺: 1.0～2.0 g/L | ||
| 電解質温度 | 30〜50℃ | 40〜45℃ | 過度に高温になると、塗膜の腐食が促進されます。 |
| 電流密度 | 200～350A/m² | 250～300A/m² | 高電流密度は生産能力を向上させるが、陽極の寿命を縮める。 |
| セル電圧 | 2.0〜2.5 V | 2.1〜2.3 V | MMOチタン陽極を使用した場合、0.15～0.2V低下させることができる。 |
| 電極ギャップ | 75〜100 mm | 80〜90 mm | 電極間隔が狭すぎると短絡を引き起こす可能性があり、広すぎるとエネルギー消費が増加する。 |
| 電気分解サイクル | 5〜7日 | 6日間で稼働開始できました | 電流密度と陰極厚さの要件によって異なります |
| Cl⁻濃度 | <50 ppm | <30 ppm | 過度に高い塩化物イオン濃度はチタン基板の腐食を促進する。 |
| F⁻濃度 | <20 ppm | <10 ppm | フッ化物イオンはチタン基板に対して強い腐食作用を示す。 |
推奨コーティングシステム
銅の電解採取には、Wstitanium社はイリジウム・タンタル系コーティング（IrO₂-Ta₂O₅）またはチタン系二酸化鉛コーティング（Ti/PbO₂）を推奨しています。
イリジウム・タンタル系コーティング：高純度銅と長寿命が求められる用途に適しています。標準条件下では、寿命は5～8年に達し、セル電圧は鉛アノードよりも150～170mV低いため、大幅な省エネルギー効果が得られます。
チタン系二酸化鉛コーティング：コスト重視の大規模プロジェクトに適しています。標準条件下では、寿命は2～3年に達し、セル電圧は鉛アノードよりも100～150mV低く、優れたコスト効率を実現します。
推奨される陽極の形状と仕様
| 陽極形状 | 推奨仕様 | 該当するシナリオ |
|---|---|---|
| プレート陽極 | 厚さ: 2.0～3.0 mm | 従来の電気分解セル |
| サイズ：電解セルに合わせてカスタマイズ | 大規模生産 | |
| 伝導体：チタン銅複合棒 | 電流分配に対する高い要求 | |
| メッシュアノード | 厚さ: 1.5～2.0 mm | 高電流密度条件 |
| メッシュ開口部：10mm×10mm | エネルギー消費に関する厳しい要件があるプロジェクト | |
| フレーム：厚さ3mmのチタンフレーム | 電解液の循環速度が速い電解セル | |
| グリッド型陽極 | チタンストリップ：5mm×50mm | 大型電解槽 |
| 間隔：25mm | 高容量プロジェクト | |
| 伝導：両端にチタン銅複合棒を使用 | 大量の気泡が発生する状況 |
亜鉛電解採取用MMOチタン陽極
亜鉛の電解採取では、一般的に硫酸亜鉛-硫酸電解液系が用いられます。従来の鉛-銀合金陽極（銀含有量0.5～1.0%）は、セル電圧が高い、エネルギー消費量が多い、陰極亜鉛に鉛が混入する、陽極スラッジが過剰に発生する、銀の消費量が多いといった問題を抱えています。Wstitanium社のMMOチタン陽極は、複数の大規模亜鉛製錬所で採用され、経済的および環境的に大きなメリットをもたらしています。
亜鉛電解採取の典型的な運転条件
| レンジ | 最適範囲 | 備考 | |
|---|---|---|---|
| 電解質組成 | Zn²⁺: 50～60 g/L | Zn²⁺: 55 g/L | - |
| H₂SO₄: 150～180 g/L | H₂SO₄: 160～170 g/L | ||
| Mn²⁺: 3～5 g/L | Mn²⁺: 4 g/L | ||
| 電解質温度 | 35〜45℃ | 38〜42℃ | 過度に高温になると、塗膜の腐食と電解液の蒸発が促進されます。 |
| 電流密度 | 400～600A/m² | 450～550A/m² | 亜鉛電解採取では、生産能力を向上させるために通常、より高い電流密度が採用される。 |
| セル電圧 | 3.2〜3.8 V | 3.3〜3.5 V | MMOチタン陽極を使用した場合、0.2～0.3V低下させることができる。 |
| 電極ギャップ | 60〜80 mm | 70〜75 mm | 亜鉛の電解採取では、エネルギー消費量を削減するために、通常、電極間隔を小さくする。 |
| 電気分解サイクル | 24-48時間 | 36時間 | 電流密度と陰極厚さの要件によって異なります |
| Cl⁻濃度 | <300 ppm | <200 ppm | 塩化物イオン濃度が過度に高いと、塗膜の腐食が促進され、塩素ガスが発生します。 |
| F⁻濃度 | <30 ppm | <20 ppm | フッ化物イオンはチタン基板に対して強い腐食作用を示す。 |
推奨コーティングシステム
亜鉛の電解採取には、Wstitanium社はチタン系二酸化鉛コーティング（Ti/PbO₂）またはイリジウム・タンタルコーティング（IrO₂-Ta₂O₅）を推奨しています。
チタン系二酸化鉛コーティング：これは現在、亜鉛電解採取業界で最も広く使用されている陽極コーティングです。低コスト、安定した性能、従来の鉛陽極との良好な適合性などの利点があります。標準条件下では、耐用年数は2～3年に達します。セル電圧は鉛銀陽極よりも200～300mV低く、大幅な省エネルギー効果が得られます。
イリジウムタンタルコーティング：極めて高い製品品質が求められる用途や、塩化物イオン濃度が高い電解液を使用する用途に適しています。標準条件下では、電流効率が高く、3～5年の耐用年数を実現します。イリジウムタンタルコーティングは優れた耐食性を持ち、塩化物イオン濃度が高い電解液中でも安定して動作します。
推奨される陽極の形状と仕様
| 陽極形状 | 推奨仕様 | 該当するシナリオ |
|---|---|---|
| プレート陽極 | 厚さ: 3.0～4.0 mm | 従来の電気分解セル |
| サイズ：電解セルに合わせてカスタマイズ | 大規模生産 | |
| 伝導体：チタン銅複合棒 | - | |
| グリッド型陽極 | チタンストリップ：6mm×60mm | 大型電解槽 |
| 間隔：20mm | 高容量プロジェクト | |
| 伝導：両端にチタン銅複合棒を使用 | 気泡分離に対する要求水準が高いプロセス（推奨） | |
| メッシュアノード | 厚さ：2.0ミリメートル | 高電流密度プロセス |
| メッシュ開口部：12mm×25mm | エネルギー消費に関する厳しい要件があるプロジェクト | |
| フレーム：厚さ3mmのチタンフレーム | - |
ニッケル電着溶液用MMOチタン陽極
ニッケル電解採取は、電解液系によって硫酸系と塩化系に分けられます。従来の鉛合金陽極やステンレス鋼陽極は、エネルギー消費量が多い、寿命が短い、製品が汚染されるといった問題があります。Wstitanium社のニッケル電解採取用MMOチタン陽極は、様々な電解液系に対応でき、優れた性能を発揮します。
ニッケル電解採取の運転条件
| 従来の範囲 | 最適範囲 | 備考 | |
|---|---|---|---|
| 電解質組成 | Ni²⁺: 60～80 g/L | Ni²⁺: 70 g/L | - |
| H₂SO₄: 100～150 g/L | H₂SO₄: 120 g/L | ||
| Na₂SO₄：100～150 g/L | Na₂SO₄: 120 g/L | ||
| 電解質温度 | 50〜60℃ | 55℃ | 過度に高温になると、塗膜の腐食が促進されます。 |
| 電流密度 | 200～300A/m² | 250A/㎡ | - |
| セル電圧 | 2.5〜3.0 V | 2.6〜2.8 V | MMOチタン陽極を使用した場合、0.3～0.5V低下させることができる。 |
| 電極ギャップ | 80〜100 mm | ２０ mm | - |
| 電気分解サイクル | 7〜10日 | 8日間で稼働開始できました | 電流密度と陰極厚さの要件によって異なります |
| Cl⁻濃度 | <500 ppm | <300 ppm | 過度に高い塩化物イオン濃度は、塗膜の腐食を促進します。 |
| F⁻濃度 | <50 ppm | <30 ppm | フッ化物イオンはチタン基板に対して強い腐食作用を示す。 |
塩化物システム
塩化物系は、導電性が高く、電流密度が高く、生産能力が大きいといった利点があるが、腐食性が非常に高く、設備や陽極に対する要求水準が高い。
| 従来の範囲 | 最適範囲 | 備考 | |
|---|---|---|---|
| 電解質組成 | Ni²⁺: 60～80 g/L | Ni²⁺: 70 g/L | - |
| Cl⁻: 150～200 g/L | Cl⁻: 180 g/L | ||
| pH: 1.5～2.5 | pHは2.0 | ||
| 電解質温度 | 60〜70℃ | 65℃ | 過度に高温になると、塗膜の腐食が促進され、塩素ガスが発生します。 |
| 電流密度 | 200～400A/m² | 300A/㎡ | 塩化物システムはより高い電流密度を採用できる |
| セル電圧 | 2.0〜2.5 V | 2.2〜2.4 V | MMOチタン陽極を使用した場合、0.2～0.3V低下させることができる。 |
| 電極ギャップ | 80〜100 mm | ２０ mm | - |
| 電気分解サイクル | 7〜10日 | 8日間で稼働開始できました | 電流密度と陰極厚さの要件によって異なります |
| F⁻濃度 | <30 ppm | <20 ppm | フッ化物イオンはチタン基板に対して強い腐食作用を示す。 |
推奨コーティングシステム
硫酸系システム：イリジウム-タンタルコーティング（IrO₂-Ta₂O₅）が推奨されます。標準条件下では、3～5年の耐用年数を持ち、セル電圧は鉛陽極よりも300～500mV低いため、大幅な省エネルギー効果が得られます。イリジウム-タンタルコーティングは優れた耐酸性と酸素発生電気触媒活性を示し、硫酸系システムにおけるニッケル電解採取に最適です。
塩化物系：ルテニウム-イリジウムコーティング（RuO₂-IrO₂-TiO₂）が推奨されます。塩化物イオン腐食に対する優れた耐性と塩化物発生電気触媒活性を有し、標準条件下で2～4年の耐用年数を実現します。ルテニウム-イリジウムコーティングは、高濃度の塩化物イオンを含む電解液中でも安定して動作し、良好な酸素発生性能も発揮します。
推奨される陽極の形状と仕様
| 陽極形状 | 推奨仕様 | 該当するシナリオ |
|---|---|---|
| プレート陽極 | 厚さ: 2.0～3.0 mm | 従来の電気分解セル |
| サイズ：電解セルに合わせてカスタマイズ | 両方のシステムに適しています | |
| 伝導体：チタン銅複合棒 | - | |
| メッシュアノード | 厚さ: 1.5～2.0 mm | 高電流密度プロセス |
| メッシュ開口部：10mm×10mm | エネルギー消費に関する厳しい要件があるプロジェクト | |
| フレーム：厚さ3mmのチタンフレーム | - | |
| 管状陽極 | 直径：Φ25mm～Φ50mm | 渦流式電解採取法 |
| 長さ：電解セルに合わせてカスタマイズ | 特殊構造の電解セル | |
| 伝導：先端の導電ヘッド | - |
コバルト電解採取用MMOチタン陽極
コバルト電解採取では、一般的に硫酸コバルトと硫酸の電解液系が用いられます。従来の鉛合金陽極は、鉛汚染が深刻で、エネルギー消費量が多く、寿命が短いという欠点があります。Wstitanium社のMMOチタン陽極は、コバルト電解採取において、高純度コバルト生産のための厳しい要件を満たしています。
コバルト電解採取プロセスの条件
コバルト電解採取のプロセス条件はニッケル電解採取のプロセス条件と似ていますが、製品の純度に対する要求はより高くなっています。以下に、コバルト電解採取の典型的なプロセス条件を示します。
| 従来の範囲 | 最適範囲 | 備考 | |
|---|---|---|---|
| 電解質組成 | Co²⁺: 30～50 g/L | CO²⁺: 40 g/L | - |
| H₂SO₄: 100～150 g/L | H₂SO₄: 120 g/L | ||
| Na₂SO₄：50～100 g/L | Na₂SO₄: 80 g/L | ||
| 電解質温度 | 50〜60℃ | 55℃ | 過度に高温になると、塗膜の腐食が促進されます。 |
| 電流密度 | 150～250A/m² | 200A/㎡ | コバルト電解採取では、製品の品質を確保するために通常、低い電流密度が採用される。 |
| セル電圧 | 2.5〜3.0 V | 2.6〜2.8 V | MMOチタン陽極を使用した場合、0.3～0.5V低下させることができる。 |
| 電極ギャップ | 80〜100 mm | ２０ mm | - |
| 電気分解サイクル | 7〜10日 | 8日間で稼働開始できました | 電流密度と陰極厚さの要件によって異なります |
| Cl⁻濃度 | <500 ppm | <300 ppm | 過度に高い塩化物イオン濃度は、塗膜の腐食を促進し、製品を汚染します。 |
| F⁻濃度 | <50 ppm | <30 ppm | フッ化物イオンはチタン基板に対して強い腐食作用を示す。 |
推奨コーティングシステム
Wstitanium社は、コバルト電着にはイリジウム・タンタル（IrO₂-Ta₂O₅）コーティングの使用を推奨しています。コバルト電着には極めて高い製品純度が求められます。イリジウム・タンタルコーティングは優れた化学的安定性を示し、使用中にほとんど溶解せず、コバルト陰極の高純度を保証します。標準条件下では、その耐用年数は2～3年に達します。
推奨される陽極の形状と仕様
| 陽極形状 | 推奨仕様 | 該当するシナリオ |
|---|---|---|
| プレート陽極 | 厚さ: 2.0～3.0 mm | 従来の電気分解セル |
| サイズ：電解セルに合わせてカスタマイズ | 大規模生産（推奨） | |
| 伝導体：チタン銅複合棒 | - | |
| メッシュアノード | 厚さ: 1.5～2.0 mm | 高電流密度プロセス |
| メッシュ開口部：10mm×10mm | エネルギー消費に関する厳しい要件があるプロジェクト | |
| フレーム：厚さ3mmのチタンフレーム | - | |
| 管状陽極 | 直径：Φ25mm～Φ50mm | 渦流式電解採取法 |
| 長さ：電解セルに合わせてカスタマイズ | 小型電解セル | |
| 伝導：先端の導電ヘッド | - |
マンガン電解採取溶液用MMOチタン陽極
マンガンの電解採取では、一般的に硫酸マンガンと硫酸アンモニウムの電解液系が用いられます。従来の鉛合金陽極は、セル電圧が高い、エネルギー消費量が多い、鉛汚染が深刻、陽極スラッジが過剰に発生するといった問題を抱えています。MMOチタン陽極は、これらの問題を効果的に解決します。
マンガン電解採取の運転条件
マンガン電解採取の運転条件は非常に特殊で、電解液は弱酸性です。二酸化マンガンは陽極表面に容易に析出します。以下は、典型的なマンガン電解採取プロセスの条件です。
| 従来の範囲 | 最適範囲 | 備考 | |
|---|---|---|---|
| 電解質組成 | Mn²⁺: 30～40 g/L | Mn²⁺: 35 g/L | - |
| (NH₄)₂SO₄: 100～120 g/L | (NH₄)₂SO₄: 110 g/L | ||
| pH: 6.0～7.0 | pHは6.5 | ||
| 電解質温度 | 35〜45℃ | 40℃ | 過度に高温になると、アンモニウム塩の分解とコーティングの腐食が促進されます。 |
| 電流密度 | 300～400A/m² | 350A/㎡ | - |
| セル電圧 | 3.5〜4.0 V | 3.6〜3.8 V | MMOチタン陽極を使用した場合、0.3～0.5V低下させることができる。 |
| 電極ギャップ | 60〜80 mm | ２０ mm | - |
| 電気分解サイクル | 24-36時間 | 30時間 | 電流密度と陰極厚さの要件によって異なります |
| Cl⁻濃度 | <300 ppm | <200 ppm | 塩化物イオン濃度が過度に高いと、塗膜の腐食が促進され、塩素ガスが発生します。 |
| F⁻濃度 | <30 ppm | <20 ppm | フッ化物イオンはチタン基板に対して強い腐食作用を示す。 |
推奨コーティングシステム
Wstitanium社は、マンガンの電着にはイリジウム・タンタル系コーティング（IrO₂-Ta₂O₅）またはチタン系二酸化鉛コーティング（Ti/PbO₂）の使用を推奨しています。
イリジウム・タンタル系コーティング：優れた耐食性と電気触媒活性を有し、陽極表面への二酸化マンガンの析出を効果的に抑制します。標準条件下では、2～3年の耐用年数を実現します。
チタン系二酸化鉛コーティング：低コスト、安定した性能、コスト重視のプロジェクトに適しています。標準条件下では、耐用年数は1～2年です。
推奨される陽極の形状と仕様
| 陽極形状 | 推奨仕様 | 該当するシナリオ |
|---|---|---|
| プレート陽極 | 厚さ: 2.0～3.0 mm | 従来の電気分解セル |
| サイズ：電解セルに合わせてカスタマイズ | 大規模生産（推奨） | |
| 伝導体：チタン銅複合棒 | - | |
| メッシュアノード | 厚さ: 1.5～2.0 mm | 高電流密度プロセス |
| メッシュ開口部：10mm×10mm | エネルギー消費に関する厳しい要件があるプロジェクト | |
| フレーム：厚さ3mmのチタンフレーム | - |
貴金属電解採取ソリューション用MMOチタン陽極
貴金属（金、銀、プラチナ、パラジウムなど）の電解採取は、低濃度溶液から貴金属を回収するために一般的に用いられる手法である。そのため、陽極の電気触媒活性と耐腐食性には極めて高い要求が課せられる。
金電解採取の操業条件
金の電解採取では、一般的にシアン化カリウム金溶液が用いられ、これはシアン化物浸出液から金を回収する主要な方法である。
| 従来の範囲 | 最適範囲 | 備考 | |
|---|---|---|---|
| 電解質組成 | Au(CN)₂⁻: 0.5～5.0 g/L | Au(CN)₂⁻: 1.0～3.0 g/L | - |
| NaOH：0.5～2.0 g/L | NaOH：1.0 g/L | ||
| 遊離CN⁻：0.05～0.2g/L | 遊離CN⁻：0.1g/L | ||
| 電解質温度 | 20〜40℃ | 30℃ | 過度に高い温度はシアン化物の分解を促進する。 |
| 電流密度 | 50～150A/m² | 100A/㎡ | 金電解採取では、製品の品質を確保するために通常、低い電流密度が採用されます。 |
| セル電圧 | 1.5〜2.5 V | 2.0 V | MMOチタン陽極を使用した場合、0.2～0.3V低下させることができる。 |
| 電極ギャップ | 50〜100 mm | ２０ mm | - |
| 電気分解サイクル | 24-72時間 | 48時間 | 金濃度と電流密度に依存する |
銀の電解採取の操業条件
銀の電解採取では、一般的にシアン化カリウム銀溶液が用いられ、これはシアン化物浸出液から銀を回収する主要な方法である。
| 従来の範囲 | 最適範囲 | 備考 | |
|---|---|---|---|
| 電解質組成 | Ag(CN)₂⁻: 1.0～10.0 g/L | Ag(CN)₂⁻: 3.0～5.0 g/L | - |
| NaOH：0.5～2.0 g/L | NaOH：1.0 g/L | ||
| 遊離CN⁻：0.1～0.5g/L | 遊離CN⁻：0.2g/L | ||
| 電解質温度 | 20〜40℃ | 30℃ | 過度に高い温度はシアン化物の分解を促進する。 |
| 電流密度 | 50～200A/m² | 150A/㎡ | - |
| セル電圧 | 1.5〜2.5 V | 2.0 V | MMOチタン陽極を使用した場合、0.2～0.3V低下させることができる。 |
| 電極ギャップ | 50〜100 mm | ２０ mm | - |
| 電気分解サイクル | 24-72時間 | 48時間 | 銀濃度と電流密度によって異なる |
推奨コーティングシステム
Wstitanium社は、貴金属の電解採取には白金めっき（Ti/Pt）またはイリジウムタンタルめっき（IrO₂-Ta₂O₅）を推奨しています。
プラチナコーティング：極めて高い電気触媒活性と耐腐食性、高い電流効率、そして長い寿命を誇ります。極めて高い性能が求められる貴金属回収プロジェクトに最適です。標準条件下では、10～20年の寿命を実現します。
イリジウムタンタルめっき：白金めっきよりも優れた性能と低コストを実現し、中規模の貴金属回収プロジェクトに適しています。標準条件下では、3～5年の寿命が期待できます。
推奨される陽極の形状と仕様
FAQ
MMOチタン陽極の動作原理は、その表面の貴金属酸化物コーティングの電気触媒効果に基づいている。
硫酸塩系における酸素発生反応は次の通りである：2H₂O → O₂↑ + 4H⁺ + 4e⁻
塩化物系における塩素発生反応は次の通りである：2Cl⁻ → Cl₂↑ + 2e⁻
貴金属酸化物コーティングは、これらの反応の過電圧を低減するだけでなく、腐食性の高い電解液中での長期安定運転も可能にする。支持体と導体の両方の役割を果たすチタン基板は、優れた耐食性と導電性を示す。
適切なコーティングシステムの選択は、主に電解液システムと運転条件によって決まります。
硫酸塩系（銅、亜鉛、ニッケル、コバルト、マンガンの電着など）の場合、イリジウム-タンタルコーティング（IrO₂-Ta₂O₅）またはチタン系二酸化鉛コーティング（Ti/PbO₂）が推奨されます。
塩化物系（例：ニッケル、コバルト、銅の電着）：ルテニウム-イリジウムコーティング（RuO₂-IrO₂-TiO₂）が推奨されます。
貴金属の電着（例：金、銀、白金、パラジウム）：白金めっき（Ti/Pt）またはイリジウム・タンタルめっきが推奨されます。
コスト重視の大規模プロジェクトには、チタン系二酸化鉛コーティングが推奨されます。
極めて高い製品品質が求められるプロジェクトには、イリジウムタンタルコーティングまたは白金メッキコーティングが推奨されます。
Wstitaniumの技術エンジニアが、お客様に最適なコーティングシステムをご提案いたします。
MMOチタンアノードは、電解液中の特定の不純物、特に以下の不純物に対して敏感である。
フッ化物イオン（F⁻）：フッ化物イオンはチタン基板を腐食させます。電解液中のフッ化物イオン濃度は、イリジウム-タンタルおよびルテニウム-イリジウムめっきの場合は50 ppm、二酸化鉛めっきの場合は30 ppmを超えてはなりません。フッ化物イオン濃度が高い場合は、特別な保護対策が必要です。
シアン化物イオン（CN⁻）：シアン化物イオンはチタンと安定な錯体を形成し、チタン基板を腐食させます。電解液中のシアン化物イオン濃度は10 ppmを超えてはなりません。
塩化物イオン（Cl⁻）：ルテニウム-イリジウムコーティングは塩化物イオンに対する耐性が高く、塩化物イオン濃度が高い電解液中でも使用できます。一方、イリジウム-タンタルコーティングおよび二酸化鉛コーティングは塩化物イオンに対する耐性が比較的低く、塩化物イオン濃度は500 ppm以下にする必要があります。
電解液に高濃度の不純物が含まれている場合は、ご注文時にお知らせください。お客様に最適なコーティングシステムと保護対策をご提案いたします。
いいえ。MMOチタン陽極は不溶性陽極であり、実質的に溶解せず、電解液中に汚染イオンを放出しません。したがって、陰極製品を汚染することはありません。MMOチタン陽極を使用することで、陰極銅の鉛含有量を5ppmから1ppm以下に、陰極亜鉛の鉛含有量を10ppmから2ppm以下に低減できます。
MMOチタン陽極の特定の電流密度範囲は、コーティングシステムによって異なります。
イリジウムタンタル：100～2000 A/m²
ルテニウム-イリジウム：100～1500 A/m²
二酸化鉛コーティング：200～800 A/m²
プラチナコーティング：500～10000 A/m²
動作条件と設計寿命に基づいて、適切な電流密度を選択することをお勧めします。電流密度が高すぎると、陽極の寿命が著しく短くなります。
