Cesta de ânodo de titânio MMO

Ânodo de titânio MMO A estrutura em forma de cesta é uma forma fundamental de eletrodo revestido com óxido metálico à base de titânio (MMO). Ela utiliza uma matriz de titânio puro (Gr1/Gr2), formando uma estrutura de cesta em forma de malha. Revestimentos de rutênio, irídio e tântalo são aplicados à superfície, criando um componente central que combina suporte estrutural com atividade eletroquímica.

O design de malha da cesta de ânodo de titânio MMO cria um espaço de reação tridimensional, aumentando sua área de superfície em 3 a 5 vezes em comparação com eletrodos planos. Além disso, a tecnologia de revestimento melhora a resistência à corrosão em mais de 10 vezes, reduzindo o sobrepotencial em 20% a 30%. Além disso, a matriz pode ser reutilizada de 3 a 5 vezes, reduzindo os custos do ciclo de vida em mais de 40%. Hoje, a cesta de ânodo de titânio MMO tornou-se um equipamento essencial indispensável nas indústrias de cloro-álcali, galvanoplastia e proteção ambiental.

Fabricação de cestos de ânodo de titânio MMO

O substrato de titânio é essencial para garantir a resistência estrutural e a resistência à corrosão da cesta. É necessário titânio puro (Gr1/Gr1) com pureza ≥99.5%. Dependendo da aplicação, a espessura do titânio deve ser controlada com precisão: para galvanoplastia convencional, utiliza-se uma placa de titânio de 0.8-1.2 mm. A eletrólise de alta resistência requer 1.5-2.0 mm para suportar o impacto de altas densidades de corrente.

Corte a Laser

Uma máquina de corte a laser CNC usina o titânio em malhas e armações de dimensões predefinidas, com precisão de ± 0.5 mm. Posteriormente, a cesta é jateada com areia de coríndon branco de malha 80-120 para criar uma superfície uniformemente rugosa, melhorando a aderência do revestimento. Por fim, passa por decapagem e passivação, fervendo em uma solução de ácido oxálico de 5% a 10% por 10 a 15 minutos para remover completamente a camada de óxido superficial e a contaminação por óleo, criando uma superfície ativa.

Soldagem

O corpo principal da cesta é construído a partir de uma malha de titânio porosa. A porosidade é controlada entre 60% e 80%, e o tamanho da malha é selecionado com base nas características do eletrólito, com um padrão circular ou em forma de diamante variando de 6 x 3 mm a 12.5 x 4.5 mm. A soldagem é uma tecnologia essencial para a integridade estrutural da cesta e é realizada por meio de soldagem TIG. O espaçamento entre os pontos de solda é controlado em 15-20 mm.

Acabamento

O revestimento é o núcleo do cesto de ânodos de titânio MMO, determinando seu desempenho eletroquímico e vida útil. Os ânodos de titânio são produzidos principalmente por meio de duas técnicas: revestimento por escova e sinterização, e revestimento por pulverização e sinterização. A primeira é adequada para aplicações que exigem alta precisão, enquanto a segunda é mais adequada para produção em larga escala.

Materiais de revestimento: O sistema de evolução de cloro utiliza um óxido composto de RuO₂-IrO₂ com um sobrepotencial de evolução de cloro ≤1.36 V (vs. SHE); o sistema de evolução de oxigênio utiliza um óxido misto de IrO₂-Ta₂O₅, adequado para sistemas de sulfato. A espessura do revestimento é controlada em 15-20 μm.

sinterização: Pré-cozimento em forno a 120 °C por 10 minutos, seguido de sinterização em forno mufla a 450-550 °C por 30-40 minutos para converter os sais em óxidos e formar uma ligação metalúrgica com o substrato de titânio. Este processo é repetido de 8 a 12 vezes, resultando em um revestimento denso com 10 a 100 μm de espessura.

Inspeção de qualidade

A espessura do revestimento é medida usando um medidor de espessura de correntes parasitas, com um erro de no máximo ± 0.5 μm em qualquer ponto. Os testes de desempenho elétrico são conduzidos em condições operacionais simuladas para garantir que o sobrepotencial e a eficiência de corrente atendam aos padrões de projeto. Por exemplo, produtos de cloro-álcali devem atingir eficiência de corrente ≥ 94%. O revestimento não apresenta descamação após 72 horas de imersão em meio ácido ou alcalino com pH de 0 a 14. A taxa de corrosão é inferior a 0.5 μm/ano após 100 horas de eletrólise em uma solução rica em cloreto de 300 g/L. Amostras de cada lote são retidas por 5,000 horas de testes de operação contínua para garantir que a vida útil real atenda aos padrões prometidos.

Vantagens do titânio

Como fornecedor de soluções de ânodos de titânio MMO, Titânio Desenvolveu três vantagens competitivas essenciais: inovação tecnológica, controle de qualidade e capacidade de prestação de serviços.

Tecnologia de revestimento

A Wstitanium foi pioneira no uso da tecnologia de dispersão de nanopartículas para produzir revestimentos, controlando o tamanho das partículas de óxidos de metais preciosos para 50-100 nm. Isso aumenta a área de superfície do revestimento em 40% e melhora significativamente a atividade catalítica. O revestimento não apresenta risco de descamação, mesmo em uma alta densidade de corrente de 10,000 A/m². O revestimento gradiente RuO₂-TiO₂, projetado especificamente para a indústria de cloro e álcalis, atinge pureza de cloro de 99.98%.

Serviços personalizados

A Wstitanium fornece serviços abrangentes de personalização, incluindo otimização do tamanho do cesto, ajuste dos parâmetros da malha e personalização da formulação do revestimento.

Aplicações de cestos de ânodo de titânio MMO

Devido às suas principais vantagens de estabilidade dimensional, baixo consumo de energia e resistência à corrosão, os cestos de ânodo de titânio MMO têm sido amplamente utilizados em vários setores industriais, tornando-se um equipamento essencial que impulsiona os avanços tecnológicos no setor.

(1) Indústria de cloro e álcalis

O processo de cloro alcalino A indústria é uma área tradicionalmente forte para cestos de ânodo de titânio MMO, utilizados principalmente para a reação de evolução de cloro na produção de soda cáustica por membrana de troca iônica. Cestos de ânodo com revestimento gradiente RuO₂-TiO₂ podem manter o sobrepotencial de evolução de cloro abaixo de 1.36 V, aumentando a eficiência de corrente para mais de 94%. Eles podem suportar concentrações de Cl⁻ superiores a 300 g/L e têm uma vida útil de mais de cinco anos.

(2) Galvanoplastia

Os cestos de ânodo de titânio MMO cumprem a dupla função de fornecer corrente uniforme e estabilizar a concentração de eletrólitos. Um revestimento composto de IrO₂-SnO₂ é usado para revestimento de cobre ácido, enquanto um revestimento de RuO₂-IrO₂ é usado para revestimento de zinco alcalino. galvanoplastia Os rendimentos aumentaram de 82% para 97%, e a capacidade de produção em linha única aumentou em 40%. Eles estão em conformidade com a RoHS e outras normas.

(3) Tratamento de Água

Os cestos de ânodo de titânio MMO tornaram-se componentes essenciais da tecnologia de oxidação eletrolítica, amplamente utilizados em aplicações como impressão e tingimento de águas residuais, águas residuais químicase desinfecção de piscinas. No tratamento de águas residuais de tingimento, seu revestimento dopado com PbO₂-MnO₂, combinado com um sistema de eletrodos tridimensional, gera radicais hidroxila com eficiência, alcançando uma taxa de remoção de DQO de 85% e uma taxa de remoção de cor superior a 90%.

(4) Hidrometalurgia

Na hidrometalurgia, os cestos anódicos de titânio MMO são utilizados principalmente para a extração eletrolítica e purificação de metais como cobre, zinco e níquel. Para a eletrólise de cobre em sistemas de ácido sulfúrico, cestos anódicos com revestimento composto de IrO₂-SnO₂ podem reduzir o sobrepotencial de evolução de oxigênio, diminuir o consumo de energia da eletrólise em 20% e aumentar a pureza do cobre catódico para 99.99%.

A escolha do cesto de ânodo de titânio MMO correto requer uma análise abrangente de três fatores principais: primeiro, esclarecer o cenário de aplicação, como o sistema de eletrólise (evolução de cloro/oxigênio), densidade de corrente e ambiente dielétrico, para determinar a fórmula do revestimento e a estrutura do cesto; segundo, avaliar a solidez técnica do fornecedor, priorizando marcas com capacidade de personalização e um sistema de controle de qualidade de processo completo, como a Wstitanium; terceiro, concentrar-se no custo total do ciclo de vida, em vez de considerar apenas o custo inicial de compra. É necessário calcular de forma abrangente seus benefícios de economia de energia, vida útil e custos de manutenção para maximizar os benefícios econômicos a longo prazo.