Vistas:0 Autor:Editor del sitio Hora de publicación: 2022-07-06 Origen:Sitio
1. sustrato: titanio
El titanio es un elemento metálico, gris, número atómico 22, masa atómica relativa 47.867. Puede quemar en nitrógeno, alto punto de fusión. Las aleaciones pasivas a base de titanio y titanio son nuevos materiales estructurales, principalmente utilizados en la industria aeroespacial y la industria marina. Debido a que el titanio tiene las características del alto punto de fusión, una pequeña gravedad específica, alta resistencia específica, buena resistencia, resistencia a la fatiga, resistencia a la corrosión ácida y alcalina, baja conductividad térmica, buena tolerancia a alta temperatura y baja tensión bajo enfriamiento rápido y calentamiento rápido Condiciones, su valor comercial está en la década de 1950, fue reconocido por las personas y utilizados en campos de alta tecnología como la aviación y el aeroespacial. Con la continua promoción a la química, el petróleo, la energía eléctrica, la desalinización, la construcción, las necesidades diarias y otras industrias, el metal de titanio es cada vez más valorado por las personas, conocidos como metal moderno, metal inteligente, metal estratégico y es indispensable para mejorar el nivel de nacional Equipo de defensa. importante material estratégico.
1. Propiedades físicas, el titanio de metal puro es blanco plateado. En comparación con otros materiales metálicos, las características del titanio son las siguientes:
① El punto de fusión es tan alto como 1660 grados.
②Titanio tiene una red hexagonal llena a temperatura ambiente (por debajo de 885 grados), y una red cúbica centrada en el cuerpo cuando tiene más de 885 grados, y el volumen aumenta en un 5,5%.
③ La densidad del titanio es de aproximadamente 4.51 g/cm3, que es aproximadamente el 60% de acero inoxidable, más que el aluminio y aproximadamente un 60% más grande que el aluminio.
④ Aunque la resistencia a la tracción del titanio puro es de 350-700MPA, la aleación de titanio general puede alcanzar 700-1200MPA, o incluso 1400MPA. Por lo tanto, la fuerza específica de las aleaciones de titanio (es decir, la relación de resistencia a la densidad) es mayor que la de cualquier otro material en la actualidad.
⑤ El calor específico, la conductividad térmica y la resistividad del titanio están en el mismo nivel que los del acero inoxidable, pero el coeficiente de expansión del titanio es 50% más pequeño que el del acero. El titanio tiene una conductividad térmica deficiente y una mala conductividad eléctrica, similar al acero inoxidable.
⑥ El módulo de titanio de Young es más pequeño que el del acero inoxidable, y puede doblarse bajo un estrés más bajo.
⑦ Características de fluencia estable influyente en el rango de temperatura de 200-300 ° C.
2. Propiedades químicas
①ácido con ácido a temperatura ambiente, el titanio no es fácil de reaccionar con ácido inorgánico, pero puede reaccionar después del calentamiento.
La reacción con titanio alcalino reacciona muy lentamente con soluciones alcalinas ordinarias, y no reacciona con soluciones alcalinas diluidas.
③ Interacción con no metales En general, el titanio no es muy activo, pero a altas temperaturas, el titanio puede formar directamente compuestos intersticiales muy estables, duros e insolubles con muchos elementos no metálicos.
4) Una característica importante de obtener titanio es su capacidad para absorber fuertemente gases (oxígeno, nitrógeno, hidrógeno). El papel del titanio y el oxígeno y el nitrógeno es irreversible, por lo que el titanio es un buen getter. El hidrógeno absorbido en titanio se puede descargar del metal cuando se calienta a 800-900 grados en el vacío.
3. Machinabilidad La relación de resistencia a la densidad del titanio es más alta que la del hierro y el aluminio. Es 1 veces más fuerte que el hierro puro y 5 veces más fuerte que el aluminio puro.
2. Electrodo de titanio El nombre completo del ánodo de titanio es el ánodo de titanio recubierto de óxido de metal a base de titanio (MMO). También llamado ánodo DSA (ánodo dimensionalmente estable). Utiliza titanio como sustrato, y cepilla el recubrimiento de metal noble en el sustrato de titanio, para que tenga buena actividad electrocatalítica y conductividad eléctrica.
1. El tamaño del electrodo es relativamente estable, y la distancia entre los electrodos no cambiará durante la electrólisis
Proceso, asegurando que la operación de electrólisis se realice bajo la condición de que el voltaje de la celda sea estable;
2. Alta actividad catalítica y bajo voltaje de trabajo;
3. El voltaje de trabajo es bajo, por lo que el consumo de energía es pequeño y el consumo de energía de CC puede reducirse en un 10%--- 20%;
4. La vida laboral del ánodo de titanio es larga, y el ánodo metálico en la producción de gas de cloro mediante el método de diafragma es resistente a la corrosión por cloro y álcali. La vida del ánodo ha alcanzado más de 5 ~ 7 meses, mientras que el ánodo de grafito es de solo 8 meses;
5. Puede superar el problema de disolución del ánodo de grafito y el ánodo de plomo, evitar la contaminación de los productos de electrolitos y cátodos, mejorando en gran medida la pureza de los productos metálicos;
6. Puede mejorar la densidad de corriente y aumentar la eficiencia de la electrólisis;
7. Los óxidos de los metales nobles iridio y rutenio tienen resistencia a la oxidación, por lo que los electrodos de titanio tienen una fuerte resistencia a la corrosión;
8. Puede evitar el problema del cortocircuito después de la deformación del ánodo de plomo, para mejorar la eficiencia de la corriente;
9. Los electrodos de titanio son de peso ligero, lo que puede reducir la intensidad del trabajo en comparación con los ánodos de grafito y los anodes de plomo;
10. La forma y la fabricación de la matriz de titanio son relativamente fáciles, y la precisión puede mejorarse;
11. Bajo la premisa de no daños, el sustrato se puede probar repetidamente;
1. Distinga de acuerdo con el gas evolucionado del ánodo en la reacción electroquímica. El ánodo que evoluciona con cloro se llama ánodo que evoluciona con cloro, como el electrodo de titanio recubierto de rutenio: el ánodo que evoluciona con oxígeno se llama ánodo que evoluciona con oxígeno, como el electrodo de titanio recubierto de iridio y la malla de titanio platino. /lámina. Anodo de evolución del cloro (electrodo de titanio recubierto de rutenio): el contenido de iones de cloruro en el electrolito es alto, generalmente en el entorno del ácido clorhídrico, la electrólisis del agua de mar y la electrólisis del agua salada. Los productos correspondientes de nuestra compañía son el ánodo Ruthenium Iridium Titanium y el ánodo de titanio de estaño de Ruthenium Iridium.
2. Anodo de evolución de oxígeno (electrodo de titanio recubierto de iridio): el electrolito es generalmente un ambiente de ácido sulfúrico. Los productos correspondientes de nuestra empresa son el ánodo de Iridium tantalum, el ánodo de titanio de estaño de Iridium tantalum, el anodo alto de titanio de iridio.
3. Anodo recubierto de platino: el titanio es el material base. La superficie está recubierta con platino, el grosor del recubrimiento generalmente es de 0.5-5 μm y el tamaño de la malla de la malla de titanio de platino es generalmente 12.5 × 4.5 mm o 6 × 3.5 mm.
3. Introducción al proceso de producción
1. Seleccione sustrato de titanio de grado TA1 y asegúrese de que la superficie del sustrato sea lisa y lisa, sin rasguños, pelado, agrietamiento, delaminación y otros defectos.
2. Mecanizado el sustrato de titanio seleccionado a las especificaciones y dimensiones requeridas por los clientes.
3. El sustrato de titanio se recoce y se nivela a una temperatura de 600 ° C.
4. Durante el tratamiento de recocido y nivelación, se formará una densa capa de óxido de titanio en la superficie del sustrato de titanio, y se pulirá mecánicamente para hacer la superficie del brillo metálico de titanio.
5. Use el 10% de la concentración de ácido oxálico para encurtir y corroer el sustrato de titanio, y continúe en un estado de ebullición ligeramente durante 10 horas, de modo que la capa de óxido de superficie esté grabada en la superficie del hidruro de titanio.
6. La configuración cualitativa y cuantitativa de la solución de metal precioso se lleva a cabo de acuerdo con el entorno anódico utilizado por el cliente.
7. Compruebe que el sustrato de titanio lavado con ácido esté calificado, es decir, la capa superficial es una estructura de superficie con marcas de poca gris y uniforme, y luego recubierto artificialmente, sinterizada a una temperatura adecuada y se enfría naturalmente después de la sinterización, y el segundo recubrimiento está llevado a cabo cuando se enfría a temperatura ambiente. Aplique, y así sucesivamente, hasta más de 18 a 22 veces la solución de configuración se aplica.
8. Después de completar la sinterización de las piezas procesadas anteriormente, la prueba de vida se lleva a cabo con la pieza de prueba del horno y la prueba está calificada y empaquetada para la entrega.
4. Campos de aplicación principales
1. Producción electrolítica de hipoclorito de sodio en la industria de clorales, la industria de clorato
La industria química que extrae el cloro, el hidrógeno y el sodio cáustico mediante la electrólisis de la solución salina se denomina industria de cloro-alcalí, que es el sector más grande en la industria electroquímica moderna y ocupa una posición importante en la economía nacional. Además de lo anterior, los productos posteriores como el cloruro de hidrógeno, el hipoclorito de sodio, el clorito, el cloruro de polivinilo (denominado polímero de cloruro de polivinilo de PVC = estructura molecular de PVC), peróxido de hidrógeno, etc., también se pueden preparar. En la producción de clor-alcali, la salmuera saturada pura se usa como solución electrolítica, el electrodo de titanio se usa como ánodo, y la lana de asbesto con malla de hierro se usa como cátodo. La cámara del ánodo produce gas de cloro, y la cámara del cátodo produce hidrógeno e hidróxido de sodio. en producción. La aplicación del ánodo de titanio ha promovido en gran medida el desarrollo de la industria de cloro-alcali y es una contribución de época al campo de electroquímica. El electrodo tiene alta actividad catalítica para la evolución del cloro, buena actividad electrocatalítica, estabilidad mecánica y estabilidad química para la reacción de la evolución del cloro. Es un material de electrodo irremplazable en la industria actual de clor-alcali, con una vida útil de más de cinco años.
2. Agua funcional electrolizada
El agua funcional se define como agua que puede obtener varias funciones útiles a través del tratamiento artificial. El agua electrolizada es popular como tecnología de tratamiento de esterilización con buen efecto de esterilización, fuerte práctica y sin contaminación secundaria. El agua funcional se produce mediante agua potable electrolizada o una pequeña cantidad de agua salada a través de electrodos de titanio, que se usa ampliamente en las máquinas de agua de electrólisis.
① Uso de la electrólisis para producir hipoclorito, nuevo oxígeno ecológico, radicales hidroxilo y otras sustancias oxidantes fuertes para matar microorganismos.
② Uso de electrodos electrolíticos para actuar directamente sobre microorganismos para hacerlos morir.
③ El agua ionizada en la clancalina puede tratar directamente diversas enfermedades, mejorar efectivamente la función metabólica del cuerpo humano, eliminar los radicales libres de los metabolitos ácidos nocivos y mejorar la aptitud física para prevenir y mejorar la resistencia a las enfermedades.
El agua ionizada con ionización tiene las funciones de inhibir el crecimiento bacteriano, la desinfección y la astringencia.
3. Generador de hipoclorito de sodio, fabricación del electrodo del generador de dióxido de cloro.
La temperatura de la electrólisis de hipoclorito de sodio debe mantenerse por debajo de 40 ° C. Si la temperatura es demasiado alta, NaClo se descompondrá, reduciendo la solubilidad de CL2, que no conduce a la generación de NaClo. La solución es alcalina, y el ánodo O2 aumenta, reduciendo la eficiencia actual de la evolución del cloro. La distancia del electrodo se selecciona de 3 a 10 mm, y la reducción de la distancia del electrodo puede reducir la presión del tanque y el consumo de energía. La densidad de corriente es 13 ~ 20a/dm2 cuando se usa el electrodo de titanio recubierto. El consumo de energía del generador de hipoclorito de sodio es generalmente de aproximadamente 3.7 ~ 7kW · h/kg.
El generador de dióxido de cloro utiliza una célula electrolítica de diafragma para electrolizar la solución de cloruro de sodio para generar un gas mixto que incluye dióxido de cloro, que se disuelve en agua para formar un líquido de esterilización y desinfección. La fórmula molecular de hipoclorito de sodio es CLO2, que es fácilmente soluble en agua, se descompone en agua y reacciona fácilmente con agua. La solubilidad en el agua es de 5 a 8 veces la del cloro. Disuelto en solución alcalina para generar clorito y clorato.
4. Protección catódica
Debido al uso del acero en el océano, el casco, el puente y otros entornos, debido al efecto de corrosión de las impurezas en el acero y la micro-batalidad, y el complejo entorno natural, aunque se selecciona el acero de aleación resistente a la corrosión y el grosor de El material se incrementa para cubrir la pintura resistente a la corrosión de alta calidad, pero la corrosión de estas estructuras sigue siendo muy grave, lo que amenaza enormemente la seguridad de la producción, y la protección catódica es una medida conveniente e importante para proteger las estructuras de acero permanentes en el océano.
① Uso de una corriente aplicada para que toda la superficie de la estructura metálica protegida se convierta en un cátodo, que se llama protección catódica de corriente impresa.
② Conexión un metal o aleación con un potencial más negativo para el equipo de metal que se protegerá, que se llama protección contra el anódico de sacrificio.
Aplicado a los siguientes campos:
1) En agua fresca y agua de mar, evite la corrosión de barcos, muelles, plataformas, puertas y equipos de enfriamiento.
2) En las soluciones álcali y salinas, evite la corrosión de los tanques de almacenamiento, los tanques de evaporación, las macetas de álcali hirviendo, etc.
3) Evite la corrosión de tuberías y cables en el suelo y el barro marino.
5. chapado en oro, galvanizado de acero y chapado en estaño
Los electrodos de titanio tienen una excelente conductividad eléctrica y resistencia a la corrosión, y su vida útil es mucho más alta que la de los ánodos de plomo. Pueden trabajar de manera estable por más de 4,000 horas y tienen bajos costos. Será una tendencia inevitable en el desarrollo de electro-galvanización y producción de estaño en el hogar y en el extranjero. Los electrodos de titanio se utilizan actualmente en Japón, Estados Unidos, Alemania y China, lo que no solo ahorra en gran medida el consumo de energía de la electroplatación, sino que también crea condiciones para la producción de placas gruesas galvanizadas y de acero de estaño porque puede aumentar la densidad actual de electroplatación.
6. Extracción de metal no ferroso
La metalurgia electrolítica ocupa una gran proporción en la industria hidrometalúrgica. Los metales no ferrosos producidos por la metalurgia electrolítica incluyen Zn, CD, Cu, Mn, CO, Ni, CR, etc.
La ventaja de la metalurgia electrolítica es que tiene alta selectividad, puede obtener metales de alta pureza y puede recuperar metales útiles. Por lo tanto, puede procesar minerales de bajo grado y minerales polimetálicos con componentes complejos, lo cual es beneficioso para la utilización integral de los recursos. Además, la contaminación al medio ambiente es pequeña, y la producción es más fácil de ser continua y automatizada. Los electrodos de titanio recubiertos se han utilizado ampliamente en el campo de la extracción electrolítica de metales en los últimos años, y se ha convertido en el segundo campo industrial en usar electrodos de titanio a gran escala.
7. Foil de cobre electrolítico
Con el desarrollo de la ciencia y la tecnología, el grado de automatización está aumentando día a día, que ha promovido el rápido desarrollo de la industria electrónica. La aplicación de circuitos integrados a gran escala ha aumentado la demanda de lámina de cobre en la industria electrónica e instrumentación, y los requisitos de calidad de la lámina de cobre también están cada vez más altos. Según el grosor, se puede dividir en 105? M, 70? M, 35? M, 18? M, 12? M, 9? M y 5? M, entre el cual el lámina de cobre por debajo de 12? M generalmente se llama Ultra -Lo de cobre delgado. La lámina de cobre electrolítico utiliza un rodillo de metal parcialmente sumergido en una solución de sulfato de cobre que gira continuamente como el cátodo, y la lámina se produce mediante electrólisis continua. A nivel internacional, la producción de lámina de cobre está controlada principalmente por Japón, y hay alrededor de 15 empresas de producción nacionales con una capacidad de producción de aproximadamente 35,000 toneladas.
8. Tratamiento de aguas residuales
Con el rápido desarrollo de la industria y la agricultura y el crecimiento de la población, la cantidad de aguas residuales descargadas por los humanos ha aumentado considerablemente, lo que resulta en muchas aguas que sufren diferentes grados de contaminación. El tratamiento electroquímico de las aguas residuales se divide en electrólisis directa y electrólisis indirecta.
① La electrólisis directa significa que los contaminantes se oxidan o se reducen directamente en el electrodo para eliminarlos de las aguas residuales. La electrólisis directa se puede dividir en el proceso catódico y el proceso anódico. El proceso del ánodo se refiere a la oxidación de los contaminantes en la superficie del ánodo para convertirse en sustancias menos tóxicas o sustancias fácilmente biodegradables, e incluso a la inorganicización de la materia orgánica, para lograr el propósito de reducir la contaminación. El proceso del cátodo se refiere a la reducción de contaminantes en la superficie del cátodo para eliminarlos. Se utiliza principalmente para la deshalogenación reductora de hidrocarburos halogenados y la recuperación de metales pesados.
La electrólisis indirecta se refiere al uso de sustancias redox generadas electroquímicamente como reactivos o catalizadores para convertir contaminantes en sustancias menos tóxicas. La electrólisis indirecta se puede dividir en procesos reversibles e irreversibles. El proceso reversible se refiere a la regeneración electroquímica y el reciclaje de sustancias redox en el proceso de electrólisis; El proceso irreversible se refiere a la oxidación de sustancias orgánicas con sustancias producidas por reacciones electroquímicas irreversibles. Se utiliza en el tratamiento de aguas residuales de impresión y teñido, tratamiento de lixiviados de vertederos, tratamiento de aguas residuales, tratamiento de aguas residuales que contienen cianuro, tratamiento farmacéutico de aguas residuales, tratamiento de aguas residuales del hospital y tratamiento de aguas residuales orgánicas.
9. Regeneración de soluciones de grabado y recuperación de cobre
El grabado es un proceso importante en la producción de placas de circuito impreso. A medida que avanza el grabado, la solución de grabado de residuos contiene una gran cantidad de iones de cobre u otros iones metálicos, que pueden reciclar por electrólisis. A través de este proceso de reciclaje, las empresas no solo aumentan los beneficios económicos al recuperar metales como el cobre, sino que también logran beneficios sociales a largo plazo al cumplir con los estándares de emisiones y los recursos de reciclaje. El líquido de los residuos incluye: líquido de desechos de grabado ácido, líquido de desechos de grabado alcalino, líquido de desechos bajos en cobre, líquido de fijación de residuos, material de marco de residuos, líquido de desechos que contienen níquel, líquido de desechos que contienen oro y paladio, agua de pelea de desechos.
5. Precauciones para el uso de electrodos
1. El electrodo de titanio tiene una superficie negra después de la oxidación y la sinterización. La superficie no recubierta es azul y no tiene rendimiento de electrodos. El lado negro corresponde al cátodo.
2. Una vez que el sustrato del electrodo de titanio se encurra en escurrir, todos los procedimientos de producción y procesamiento posteriores y los procedimientos de uso deben llevarse a cabo estrictamente y cuidadosamente. Use guantes limpios para atascarse en ambos extremos o bordes del ánodo durante el transporte, preferiblemente en contacto con la parte no recubierta. Cualquier objeto extraño tiene estrictamente prohibido rascar la superficie de recubrimiento.
Nota: El sustrato de titanio en sí no es conductor, y su capa externa está recubierta con un recubrimiento de óxido de metal noble que tiene actividad electrocatalítica, conductividad y resistencia a la oxidación, pero su grosor es de solo 30 micras. Durante el proceso, el electrodo primero se corroerá del daño, lo que afectará la calidad y el efecto de todo el electrodo.
3. El electrolito mantiene la estabilidad, especialmente no puede contener iones de cianuro y iones de fluoruro, estas impurezas corroerán seriamente la matriz de titanio;
4. Antes de que el electrolito ingrese a la celda electrolítica, agregue un dispositivo de filtro, que no puede contener partículas metálicas con un diámetro superior a 0.1 mm, para evitar una agregación excesiva y conducir a un cortocircuito de ánodo y cátodo.
5. Cuando la recuperación electrolítica de cobre, níquel, oro, plata, cobalto y otros metales, el accesorio del cátodo no debe ser demasiado grueso para evitar la descomposición de cortocircuito del cátodo y el ánodo debido al espacio demasiado pequeño entre los electrodos o la formación de metal afilado.
6. La distancia entre el cátodo y el ánodo se puede establecer de acuerdo con la producción real, generalmente dentro de 5-25 mm. En términos generales, la distancia del polo aumentará la caída de voltaje, pero no debe ser demasiado pequeña, de lo contrario, la escala del cátodo generada en la superficie del cátodo causará fácilmente el cortocircuito de la placa;
7. Evite el uso inverso. Una vez que el recubrimiento de óxido de metal noble se usa como cátodo, la superficie sufre una reacción de reducción y se convierte fácilmente en un elemento metálico, que no se puede combinar de manera efectiva con la base de titanio, lo que hace que el recubrimiento se caiga.
8. No es aconsejable remojar la solución en el modo de apagado durante mucho tiempo durante el cierre, y es mejor cargar una pequeña corriente de aproximadamente 5A para proteger la placa.
9. Durante las condiciones de apagado u otras condiciones de mantenimiento, agregue ácido diluido o limpie la superficie del electrodo con agua limpia, pero no lo lave con nylon o sustancias mecánicas.
10. La temperatura del electrolito no debe ser demasiado alta durante la operación, la temperatura ideal es de 25-40 ℃ y se puede agregar un dispositivo de intercambio de calor para mantener el mejor entorno de uso para el electrodo.
11. La densidad de corriente de trabajo normal es inferior a 2000a/m?, La corriente es demasiado grande, la reacción es demasiado intensa y la vida útil del ánodo se acorta;
12. Al iniciar, cargue la corriente en la celda electrolítica paso a paso, no la eleve a la posición a la vez, y lo mismo es cierto cuando se detiene.
13. Mantenga el ánodo limpio durante la producción y el uso, y no se puede contaminar con aceite u otras accesorios, para no afectar el efecto de electrólisis y la vida útil del electrodo.
