鈦陽極在金屬箔生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用
發(fā)布時間: 2022-06-26 瀏覽:748
在電解銅箔生產(chǎn)過程中,生箔機陽極是最關(guān)鍵的部件之一,而且陽極材料及陽極結(jié)構(gòu)形式選擇都很重要。陽極材料的發(fā)展過程,經(jīng)歷了從可溶性陽極到不溶性陽極,從鉛板陽極到鑄造加工成的鉛合金陽極,近年來,鈦電極/鈦陽極成功地應(yīng)用在生箔機上。
20世紀(jì)90年代國內(nèi)外大部分銅箔廠家仍是采用鉛合金陽極來生產(chǎn)電解銅箔,使用鉛陽極存在的問題是:
?。?)由于鉛合金陽極在酸性硫酸銅電解液中易于腐蝕,產(chǎn)生大量的PbSO4沉渣,進入到電解液中,增加了電解液正常維護的難度,不可避免地影響到銅箔質(zhì)量的穩(wěn)定性;
?。?)由于鉛合金陽極表面不斷腐蝕和溶解,使得陰、陽極間距不斷變大,一般情況下,每年溶解使陰、陽極間距增大10~20mm,而使槽壓升高;
?。?)鉛陽極表面的溶解,受電場分布、流量分布等各種因素的影響,不可能完全均勻,陰陽極間距無法保持均勻一致,產(chǎn)出的銅箔沿寬度方向的均勻性受到影響;并且初始陰陽極的間距不可能設(shè)計得非常小,否則陽極溶解后更難保證銅箔厚度的均勻性,一般情況下采用鉛合金陽極的初始極間距都大于10mm。
為了克服鉛合金陽極存在的上述缺陷,同時具備良好的耐蝕性能和較低的陽極過電位,于是選用了鈦材作為陽極的支撐體,在沿鈦板陽極的內(nèi)側(cè)弧面上熱涂一層特殊涂層。
鈦陽極/鈦電極既克服了鉛陽極尺寸不穩(wěn)定的缺點,降低了能耗,改善了銅箔的厚度均勻性,又便于保持電解液的純凈度,穩(wěn)定了銅箔產(chǎn)品的內(nèi)在質(zhì)量指標(biāo)。
鈦陽極/鈦電極與鉛陽極相比更適合應(yīng)用在高電流密度的條件下,并且可在窄極間距條件下(約5mm左右),生產(chǎn)出高品質(zhì)的電解銅箔產(chǎn)品。
在電解法生產(chǎn)銅箔的過程中,僅銅從電解液中電沉積析出一項的電解消耗,就占全部生產(chǎn)成本的10%~12%。因此,提高電解過程中的電能效率,降低生產(chǎn)成本,是電解銅箔生產(chǎn)的一項重要任務(wù)。
電解效率是考核電解過程電量的利用情況,在銅箔電解過程中,一般都能達到97%以上。而電能效率則是考慮電解過程的電能的利用情況。由于實際電解過程的不可逆性以及在電解槽內(nèi)不可避免地會產(chǎn)生電壓降,所以,銅箔電解過程中的電能效率都很低,一般很難達到40%以上。而鈦陽極/鈦電極的應(yīng)用可以提高電解銅箔生產(chǎn)的電能效率。
鈦陽極/鈦電極是用鈦為基材,選用具有催化活性的稀貴金屬氧化物涂敷在基材上成為不溶性陽極。由于表面稀貴金屬氧化物的電催化作用,使電極界面電場對反應(yīng)速度的影響十分巨大。隨著電極反應(yīng)過電位的增加,反應(yīng)速度可以增大10個數(shù)量級。在相同的電流密度下,鈦電極/鈦陽極能得到非常低的過電位,從而具有高的能量轉(zhuǎn)換效率。
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