Anod Plate yn seiliedig ar ditaniwm

Mae'r plât anod hwn sy'n seiliedig ar ditaniwm wedi'i ddylunio'n benodol i fynd i'r afael â phwyntiau poen anodau traddodiadol sy'n seiliedig ar blwm wrth electrolysis/electro-winning metelau fel copr, nicel a sinc. Mae ei fanteision a'i arloesiadau strwythurol wedi'u hymgorffori yn yr agweddau canlynol:

1. Gwrthwynebiad Eithriadol i Gyrydiad Ion Clorid:

Paramedrau penodol:

O dan amodau prawf dwysach o "20,000 A cyfredol a 2,000 ppm crynodiad ïon clorid," yr anod gweithredu stably am 20 diwrnod heb annormaleddau.

Goblygiadau technegol:

Amgylchedd garw:

Mae crynodiad ïon clorid o 2,000 ppm yn amgylchedd cyrydol iawn. Mae ïonau clorid yn dinistrio ffilmiau goddefol metel yn ymosodol, gan arwain at gyrydiad tyllu a chracio cyrydiad straen. Mewn amodau o'r fath, mae anodau plwm traddodiadol yn cyrydu'n gyflym, gan gynhyrchu llawer iawn o blwm sy'n cynnwys llysnafedd anod sy'n halogi copr catod.

Gorchuddio fel yr allwedd:

Mae "cotio cyfansawdd" yr anod trydydd cenhedlaeth yn seiliedig ar ocsidau manganîs, sy'n anadweithiol yn gemegol ac nad ydynt yn adweithio ag ïonau clorid. Ar yr un pryd, mae'r cotio yn drwchus ac yn rhydd, gan weithredu fel arfwisg i ynysu'r swbstrad titaniwm yn llwyr o'r electrolyte, gan atal ymosodiad ïon clorid ar y swbstrad yn sylfaenol.

Gwerth diwydiannol:

Mae hyn yn ehangu'n uniongyrchol addasrwydd deunydd crai prosesau electrolytig. Ar gyfer mwynau neu ddeunyddiau wedi'u hailgylchu â chynnwys ïon clorid cymharol uchel, nid oes angen rhag-driniaeth dadclorineiddio dwfn costus a chymhleth cyn electrolysis, a thrwy hynny leihau costau deunydd crai a chymhlethdod prosesau.

2. Gwelliant Sylweddol yn Effeithlonrwydd Presennol Titaniwm-Plât Anod Seiliedig

Paramedrau penodol:

Cynnydd o 5% o leiaf yn yr effeithlonrwydd presennol o gymharu â phlatiau anod aloi plwm cwaternaidd/deuaidd traddodiadol.

Goblygiadau technegol:

Detholiad adwaith:

Mewn electrowinning copr, yr adwaith anod cynradd yw'r adwaith esblygiad ocsigen o ddŵr. Mae gan anodau sy'n seiliedig ar blwm orbotensial esblygiad ocsigen cymharol uchel, ac mae eu harwynebau'n ffurfio haenau plwm ocsid an-ddargludol yn hawdd, gan achosi i ran o'r egni trydanol gael ei wastraffu ar adweithiau ochr (fel esblygiad clorin ac ocsidiad manganîs) neu wresogi ohmig. Mae'r plât anod cyfansawdd newydd hwn yn darparu haen catalytig esblygiad ocsigen hynod effeithlon, gan hyrwyddo'n fawr yr adwaith esblygiad ocsigen a ddymunir wrth atal adweithiau ochr niweidiol.

Cyfrifiad effeithlonrwydd:

Ar gyfer planhigion sydd â chynhwysedd tua degau o filoedd o dunelli, mae pob cynnydd o 1% yn yr effeithlonrwydd presennol yn trosi'n gannoedd o dunelli ychwanegol o gopr catod a manteision economaidd sylweddol. Mae cynnydd o 5% yn cynrychioli gwelliant chwyldroadol.

Mantais rydd o lygredd-:

Nid yw anodau titaniwm yn hydoddi ac felly nid ydynt yn achosi cyd-ddyddodiad plwm ar y catod oherwydd cyrydiad, fel sy'n digwydd gydag anodau plwm. Mae hyn yn osgoi ail-weithio a achosir gan gynnwys plwm gormodol mewn copr catod, sydd ei hun yn cyfrannu'n uniongyrchol at gynnydd mewn effeithlonrwydd cerrynt net.

3. Dileu'r Broblem Cronig o "Cyrydiad Llinell Lefel Hylif a Thorasgwrn"

Cefndir y broblem:

Mewn celloedd electrolytig, mae'r rhanbarth lefel hylif lle mae electrolyte, aer, a'r plât anod yn cwrdd yn destun yr ocsidiad a'r cyrydiad mwyaf difrifol. Mae anodau plwm traddodiadol yn y rhanbarth hwn yn denau'n raddol, yn cracio, ac yn y pen draw yn torri asgwrn oherwydd effeithiau cyfunol cyrydiad straen bob yn ail a chorydiad cemegol. Dyma un o brif ddulliau methu anodau plwm.

Ateb:

Manteision cynhenid ​​titaniwm:

Mae gan y swbstrad titaniwm ei hun ymwrthedd cyrydiad rhagorol a chryfder uchel.

Diogelu cotio:

Mae'r cotio cyfansawdd yn darparu amddiffyniad unffurf dros yr arwyneb anod cyfan, gan gynnwys y rhanbarth llinell lefel hylif, heb unrhyw bwyntiau gwan. Mae'r cryfder bondio uchel rhwng y cotio a'r swbstrad yn sicrhau nad yw'n pilio i ffwrdd hyd yn oed o dan amodau llym megis amrywiadau lefel hylif ac amlygiad gwlyb a sych bob yn ail.

Canlyniad:

Mae bywyd gwasanaeth anod wedi'i ymestyn yn fawr, mae amser segur heb ei gynllunio, cylchedau byr, a llwyth gwaith cynnal a chadw a achosir gan doriad anod yn cael ei leihau, ac mae parhad a sefydlogrwydd cynhyrchu yn cael eu gwella.

4. Effeithiau Lleihau -Arbed a Defnydd-Yn Arwyddocaol

Perfformiad penodol:

Gostyngiad yn foltedd celloedd cyffredinol y gell electrolytig.

Egwyddorion technegol:

Gorbotensial isel:

Mae priodweddau catalytig y cotio manganîs deuocsid yn lleihau'r gor-botensial esblygiad ocsigen yn uniongyrchol, sef y brif elfen optimeiddio o foltedd celloedd.

Gwrthiant isel:

Mae gan ditaniwm ddargludedd trydanol da, ac mae'r dyluniad strwythurol newydd (fel tiwbiau gwag) yn cynyddu'r trawstoriad dargludol.

Bwlch electrod sefydlog:

Nid yw'r anod yn dadffurfio a gall bob amser gynnal y bwlch electrod lleiaf ac unffurf a ddyluniwyd, a thrwy hynny leihau gostyngiad foltedd ohmig yr electrolyte.

Cyfrifiad defnydd ynni:

Am bob gostyngiad o 0.1 V mewn foltedd celloedd, gellir lleihau'r defnydd pŵer DC fesul tunnell o gopr tua80–100 kWh. Ar gyfer gweithfeydd -ar raddfa fawr, gall yr arbedion trydan blynyddol gyrraedd sawl miliwn i ddegau o filiynau o gilowat{-awr, gan roi manteision economaidd sylweddol iawn.

1. Cadernid strwythurol:

O safbwynt mecaneg deunyddiau, mae gan strwythur tiwb gwag titaniwm fodwlws adran blygu uwch. O'i gymharu â bariau gwastad titaniwm o'r un pwysau neu led, mae'n fwy ymwrthol i blygu ac anffurfiad o dan osodiadau rhychwant hir ac effeithiau darfudiad electrolyte, gan gyflawni integreiddiad gwirioneddol o "ddyluniad ysgafn a chryfder uchel."

2. Dosbarthiad cyfredol wedi'i optimeiddio:

Rheolaeth bylchau:

Mae'r bwlch rhwng y "tiwbiau gwag wedi'u gorchuddio yn cael ei reoli o fewn 20 mm," sef dyluniad a yrrir gan drachywiredd.

Maes trydan unffurf:

Mae'r bylchau tyn a rheolaidd rhwng y tiwbiau yn sicrhau dosbarthiad maes trydan hynod unffurf o'r anod i'r catod. Mae hyn yn hanfodol ar gyfer cyflawni tyfiant copr catod trwchus unffurf heb nodiwlau na dendritau. Gall maes trydan nad yw'n unffurf achosi twf gormodol lleol o gopr catod (ger yr anod), gan arwain at ffurfio dendrit a risg uwch o gylchedau byr, neu arwain at ddyddodion tenau yn lleol.

Trosglwyddiad màs uwch:

Mae'r bylchau rhwng y strwythurau tiwbaidd yn hwyluso darfudiad naturiol a chylchrediad yr electrolyte, gan leihau polareiddio crynodiad a hyrwyddo dyddodiad unffurf a gwella effeithlonrwydd ymhellach.

Bywyd gwasanaeth estynedig:

Mae'r strwythur mwy cadarn yn lleihau dirgryniad ac anffurfiad, gan amddiffyn y cotio catalytig brau ac ymestyn bywyd gwasanaeth anod yn anuniongyrchol.

Mae'r plât anod sy'n seiliedig ar ditaniwm newydd o'r drydedd genhedlaeth, trwy ei orchudd manganîs deuocsid sy'n gwrthsefyll cyrydiad a'i ddyluniad strwythurol tiwb gwag arloesol, yn cyflawni'r canlynol mewn hydrometeleg:

Mwy o wrthwynebiad i amgylcheddau garw(cynnwys ïon clorid uchel).

Allbwn uwch(cynnydd effeithlonrwydd presennol Mwy na neu'n hafal i 5%).

Bywyd gwasanaeth hirach a llai o waith cynnal a chadw(dileu problemau torri asgwrn).

Defnydd llai o ynni(foltedd cell is).

Ansawdd cynnyrch uwch(copr catod mwy unffurf gyda phurdeb uwch).

Mae hwn yn arloesi systematig sy'n integreiddio gwyddor deunyddiau, electrocemeg, a pheirianneg strwythurol. Adlewyrchir ei werth yn y pen draw mewn gwelliannau cynhwysfawr yn niogelwch, sefydlogrwydd, perfformiad economaidd, a chynaliadwyedd amgylcheddol planhigion electrolytig.