電催化氧化鈦電極技術在廢水處理中的應用
隨著環境科學技術的發展,更為高效、經濟的污染物處理技術逐步得到重視和利用,電化學技術處理環境污染物就是新近發展起來的環境污染控制技術之一,電化學技術具有運行成本低、效率高,不產生2次污染,設備簡單,兼具氣浮、絮凝、殺菌,尤其對難生物降解有毒污染物的去除非常有效,是目前國內外研究較為活躍的領域。
電催化氧化廢水處理具有氧化還原、凝聚、氣浮、破乳、鹽析、殺菌消毒和吸附等多種功能,并具有設備體積小、占地面積少、操作簡單靈活,可以去除多種污染物,同時還可以回收廢水中的貴重金屬等優點。近年已廣泛應用于處理電鍍廢水、化工廢水、印染廢水、制藥廢水、制革廢水、造紙黑液等場合。
污染物的電化學處理方法: 電化學法在污水、廢氣和重金屬離子等污染物處理中的應用,從原理和方法上可以分為直接氧化、間接氧化、光電化學氧化、電還原以及電浮選/電絮凝等。
電化學氧化:電化學氧化分直接電氧化和間接電氧化,直接電化學氧化是通過鈦陽極氧化使有機污染物和部分無機污染物轉化為無害物質。在生物難降解污染物的處理如苯酚、含氟有機染料、氰化物等污染物的處理中,直接陽極氧化能發揮有效的降解作用。間接陽極氧化則是通過陽極反應產生具有強氧化作用的中間物質或發生陽極反應之外的中間反應使被處理污染物發生氧化,最終達到氧化降解污染物的目的。如在陽極生成壽命短、氧化性極強的活性物質,已有研究表明這類短壽命中間物質包括e-1(溶劑化電子)、HO·、HO2·、O2·等自由基,他們可以分解污染物質。通過溶液中可再生氧化還原電對進行有機污染物的氧化還原去除,如電解氯化鈉溶液產生ClO-。
利用在陰極還原為H2O2,而后生成HO·、進而氧化有機物的方法的出現,可用于處理苯酚、苯的衍生物(苯胺類)、HCHO及CN-。為加速HO·的生成,可采用鐵陽極產生Fe2+,發生Fenton反應:
Fe2++H2O2→OH-+HO·+Fe3+
反應產生的HO·對有機物具有很強的氧化作用,Fe3+水解生成絮狀氫氧化鐵產生絮凝作用。
電化學還原:電化學還原即通過發生陰極還原去除環境污染物,可分為陰極直接還原和陰極間接還原。陰極還原可以處理多種污染物,如金屬離子、含氧有機物、二氧化硫氣體等。有機物直接電化學還原可以使多種含氯有機物轉變成低毒性物質,同時還可提高產物的生物可降解性,例如:
R—Cl+H++2e-1→R—H+Cl-
間接陰極還原主要是指利用電化學過程生成的一些氧化還原媒質,如Ti3+、V2+和Cr2+,將污染物還原去除,如二氧化硫的間接電化學還原,可以轉化為單質硫:
SO2+4Cr2++4H+→S+4Cr3++2H2O
Cr3++e-1→Cr2+
同時陰極還原往往也是回收有價值物質的一種方法,如電沉積回收金屬就是直接陰極還原過程。電沉積是利用電解液中不同金屬組分的電位差,使自由態或結合態的金屬在陰極析出的過程。金屬離子回收的電化學反應,最簡單的金屬回收方式就是金屬陽離子的直接還原Mn++ne-1→M在某些情況下,金屬不是以自由的離子狀態存在,而是以有機或無機配合物的配合狀態存在。以銅的配合物為例,此時的沉積反應為:CuCl32-+e-1→Cu+3Cl-。
電催化氧化廢水處理的優點:
(1)具有多種功能,便于綜合治理。除可用電化學氧化和還原使毒物轉化外,尚可用于懸浮或膠體體系的相分離。電化學方法還可與生物方法結合形成生物電化學方法,與納米技術結合形成納米-光電化學方法;
(2)電化學反應以電子作為反應劑,一般不添加化學試劑,可望避免產生二次污染;
(3)設備相對較為簡單,易于自動控制;
(4)后處理簡單,占地面積少,管理方便,污泥量很少。
電催化氧化廢水處理去除污染物的基本機理:
1、電化學還原:
電化學還原即通過陰極發生還原反應而去除污染物,可分為兩類:一類是直接還原即污染物直接在陰極上得到電子而發生還原,基本反應式為為:M2++2e- →M。
許多金屬的回收即屬于直接還原過程同時該法也可使多種含氯有機物轉變成低毒性物質還可提高產物的生物可降解性,如: R-Cl+H+ +2e- →R-H+Cl- 。
另一類是間接還原指利用電化學過程中生成的一些氧化原媒質如Ti3+ ,V2+和Cr2+將污染物還原去除,如二氧化硫的間接電化學還原可轉化成單質硫:SO2+4Cr2++4H+ →S+4Cr3+ +2H2O
2、電化學氧化:
電催化氧化廢水處理是電化學陽極發生氧化的過程,也可分為兩種:
一種是直接氧化即污染物直接在陽極失去電子而發生氧化,有機物的直接電催化轉化分兩類進行。⑴是電化學轉換,即把有毒物質轉變為無毒物質,或把非生物相容的有機物轉化為生物相容的物質(如芳香物開環氧化為脂肪酸),以便進一步實施生物處理;⑵是電化學燃燒,即直接將有機物深度氧化為CO2。
研究表明,有機物在金屬氧化物陽極上的氧化反應機理和產物同陽極金屬氧化物的價態和表面上的氧化物種有關。在金屬氧化物MOx陽極上生成的較高價金屬氧化物MOx+1有利于有機物選擇性氧化生成含氧化合物;在MOx陽極上生成的自由基MOx(·OH)有利于有機物氧化燃燒生成CO2。進一步分析如下:在氧析出反應的電位區,金屬氧化物表面可能形成高價態氧化物,因此在陽極上存在兩種狀態的活性氧,即吸附的氫氧自由基和晶格中高價態氧化物的氧。陽極表面氧化過程分兩階段進行,首先溶液中的H2O或·OH在陽極上放電并形成吸附的氫氧自由基:
MOx+H2O→MOx(·OH)+H++e-
然后吸附的氫氧自由基和陽極上現存的氧反應,并使氫氧自由基中的氧轉移給金屬氧化物晶格,形成高價氧化物MOx+1:
MOx(·OH)→MOx+1+H++e-
當溶液中不存在有機物時,兩種狀態的活性氧以下步驟進行氧析出反應:
MOx(·OH)→O2+MOx+H++e-
MOx+1→MOx+O2
當溶液中存在可氧化的有機物R時,反應如下:
R+MOx(·OH)y→CO2+MOx+yH++e-
R+MOx+1→MOx+RO
在含氰化物、含酚、含醇、含氮有機染料的廢水處理中,直接電化學氧化都發揮了非常有效的作用;
另一種是間接氧化即通過陽極反應生成具有強氧化作用的中間產物或發生陽極反應之外的中間反應,氧化被處理污染物,***終達到氧化降解污染物的目的。
為了得到高的轉化效率,必須滿足以下要求:(1)氧化還原劑的生成電位必須不靠近析氫或析氧反應的電位;(2)氧化還原劑的產生速度足夠大;(3)氧化還原劑與污染物的反應速度比其他競爭反應的大;(4)污染物或其他物質在電極上的吸附小。在某些情況下,氧化還原劑是催化劑,可以循環使用。例如利用MnO、CuO、NiO的氧化還原轉變可加速有機污染物的氧化,此時,有機物氧化的電位區由這些金屬氧化物的氧化還原電位所決定。利用Ag氧化還原體系可使水中98%以上的有機物轉變CO2。上述氧化物催化劑以懸浮體分散在被處理的液體中,需要進行分離回收。為了避免分離步驟帶來的麻煩,出現了將氧化物催化劑固定在電極上的方案。
間接電化學轉化更常見的方法是利用電化學產生的短壽命中間物(溶劑化電子、·OH、·O2、·HO2等自由基)來破壞污染物,過程是不可逆的。近年來,利用氧陰極產生H2O2,同時進行有機物陽極氧化的方法倍受重視,已被用于含苯胺廢水的處理。在此法中陰極和陽極之間不使用隔膜,有機物在含氧自由基的作用下降解為低碳數的繼后中間物,這種反應迅速地進行,直到所有分子碎片氧化為CO2和H2O,從而提高了電流效率,節省了電能消耗。
往往在電化學處理過程當中,即有陽極直接氧化過程,又有間接氧化過程,它們的分類并不是絕的。鈦電極在用于氨氮廢水處理時,在電解過程中可產生大量的O,H,N,OH,CH2等原子和離子活性基團,在催化作用下可將廢水中的銨鹽***大限度的轉化為游離氨;同時減小廢水中氨和其他混合氣體中氨的分壓,加快游離氨釋放出的解吸過程和傳遞速率,使轉化的游離氨能夠快速充分的與廢水分離。這種高效復合催化劑還具有強氧化還原性能,對廢水具有化學法的硝化作用,它可將廢水中的游離氨和其他含氮物質,先通過硝化作用再通過反硝化作用轉化成氮氣。
3、電凝聚作用:
在電解過程當中,采用鋁質或鐵質的可溶性陽極,通以直流電后,陽極材料會在電解過程當中發生溶解,形成金屬陽離子Fe3+ 、Al3+等,與溶液中的形成等具有絮凝作用的膠體物質,這些物質可促使水中的膠態雜質絮凝沉淀,從而實現污染物的去除。
4、電浮選:
在對廢水進行電化學處理過程中,通過電極反應主要是在陰極和陽極上分別析出氫氣和氧氣,產生直徑很?。s8~15μm)、分散度很高的氣泡,作為載體吸附系統中的膠體微粒及懸浮固體上浮,在水面形成泡漠層,用機械方法加以去除,從而達到分離污染物的目的??赏ㄟ^調節電流、電極材料、PH值和溫度可改變產氣量及氣泡大小,滿足不同需要。
5、光電化學氧化:
半導體材料通過吸收可見光或紫外光中的能量,并通過產生“電子--空穴”對,儲存多余的能量,能使半導體粒子克服熱力學屏障。作為催化劑使用,進行光催化反應。常用的半導體材料有TiO2和SnO2等。實驗研究表,明光催化氧化法對四氯化碳、4-氯酚、苯二酚、P-氨基酸、苯等有機物及多種無機物如:CN-、S2-、I-、Br-、Fe2+ 、Cl-等離子都能發生作用,有良好的去除效果。
電化學法和其它方法的結合是電化學法的前沿之一其中***突出的是電化學法和生物法的結合,其原理是是污染物在生物和電化學雙重作用下得到降解,且微弱的電流還可以刺激微生物的代謝活動。在處理難生物降解或電解處理不徹底的廢水方面已顯出明顯的優勢。電化學法也可與絮凝、吸附等過程相結合,可取得更好的效果。電化學法還可與電滲析、離子交換等相互結合,這樣可以高處理效率。
目前本單位的一些相關技術參數:
①、COD去除率:視廢水性質而定;
②、懸浮物SS去除率:2200mg/l的廢水去除率可達90%以上;
③、電能消耗:0.5~5KW.h/m3 ;
④、電極壽命:3年;
⑤、PH值適用范圍:5.0~10.0 ;
⑥、電源:三相整流電源;
⑦、廢水流經電解槽時間:20~140min.。
鈦電極
一、基材:鈦
鈦是一種金屬元素,灰色,原子序數22,相對原子質量47.867。能在氮氣中燃燒,熔點高。鈍鈦和以鈦為主的合金是新型的結構材料,主要用于航天工業和航海工業。
由于鈦具有熔點高、比重小、比強度高、韌性好、抗疲勞、耐酸堿腐蝕、導熱系數低、高低溫度耐受性能好、在急冷急熱條件下應力小等特點,其商業價值在二十世紀五十年代開始被人們認識,被應用于航空、航天等高科技領域。并不斷向化工、石油、電力、海水淡化、建筑、日常生活用品等行業推廣,鈦金屬日益被人們重視,被譽為現代金屬、智慧金屬、戰略金屬、生物金屬,是提高國防裝備水平及人民生活水平不可或缺的重要戰略物資。
1、物理性質 純金屬鈦呈銀白色。和其他金屬材料相比,鈦的特點如下:
1)熔點高達1660度。
2)鈦在室溫下(低于885度)呈密排六方晶格,而在高于885度時呈體心立方晶格,同時體積增大了5.5%。
3)鈦的密度約4.51g/cm3,是不銹鋼的60%左右,超過鋁,比鋁大60%左右。
4)雖然純鈦的拉伸強度為350~700MPa,但一般的鈦合金可達700~1200MPa,甚至達1400MPa。因此鈦合金的比強度(即強度對密度的比值),比目前其他任何材料都大。
5)鈦的比熱、導熱系數和電阻率與不銹鋼在同一水平,但鈦的膨脹系數較鋼小50%。鈦的導熱性較差,導電性能也較差,近似于不銹鋼。
6)鈦的楊氏模量較不銹鋼小,它能在較低的應力下彎曲。
7)在200~300溫度范圍內遵循穩定的蠕變特性。
2、化學性質
1)與酸作用在室溫下,鈦不易無機酸反應,但加熱后往可以反應。
2)與堿作用鈦與通常的堿溶液反應很慢,與稀的堿溶液不反應。
3)與非金屬作用在一般情況下,鈦不太活潑,但在高溫下,鈦能直接同許多非金屬元素生成很穩定、很硬并且難溶的填隙式化合物。
4)鈦的一個重要特性是能夠強烈地吸收氣體(氧、氮、氫)。鈦和氧、氮的作用是不可逆的,因而鈦是一種良好的吸氣劑。鈦中吸收的氫氣在真空中加熱到800~900度時可以從金屬中排出。
二、鈦電極
1965年,荷蘭的H.Beer博士發明了釕鈦涂層鈦電極。以金屬鈦為基體,將釕鹽和鈦鹽的醇溶液涂覆在鈦基體表面,通過燒結使鹽類分解、氧化生成一層與鈦基體結合牢固的Ru-TiO2固溶體。釕鈦涂層電極以閥性金屬鈦為基體,其機械強度較大,克服了石墨電極在使用過程中形狀改變的不足,電極材料從此進入了鈦電極時代。通過設計不同化學配方的涂層可以獲得具有不同性能的鈦電極,經過近半個世紀的發展,鈦電極已經發展成為一個龐大的體系。
鈦陽極全稱叫鈦基金屬氧化物涂層陽極(MMO)。也叫DSA陽極、尺寸形狀穩定型陽極。它以鈦為基材(絲、棒、管、板、網),在鈦基板上刷涂貴金屬涂層,使其具有良好的電催化活性、導電性、抗氧化性。與原始石墨陽極和鉛陽極相比,鈦電極具有以下優點:
1、 電極尺寸較穩定,電解的過程當中電極間距離不會變化,確保電解操作在槽電壓穩定的情況下進行;
2、 催化活性高,工作電壓低;
3、 工作電壓低,因此電能消耗較小,直流電耗可降低10%---20%;
4、 鈦陽極的工作壽命長,隔膜法生產氯堿工業中金屬陽極耐氯和堿的腐蝕,陽極的壽命已達5~7年以上,而石墨陽極僅只有8個月而已;
5、 可克服石墨陽極和鉛陽極的溶解問題,避免了對電解液和陰極產物的污染,因而大大提高了金屬產品的純度;
6、 可提高電流的密度,增加電解效率;
7、 貴金屬銥和釕的氧化物具有抗氧化性,因此鈦電極的耐腐蝕性較強;
8、 可避免鉛陽極變形后的短路問題,從而可提高工作效率;
9、 鈦電極重量輕,較之石墨陽極和鉛陽極可減輕勞動強度;
10、鈦基體形狀及制作較容易,可高精度化;
11、在未受損傷的前提下,基體可以反復使用;
鈦陽極分類:
1、釕系涂層鈦電極
該類電極具有低的析氯過電位和高的析氧過電位,主要用于各種析氯場合,例如氯堿工業、陰極保護等。該類電極涂層包括最初的釕鈦涂層(Ru-Ti)以及在此基礎上開發的Ru-Ir-Ti、Ru-Co-Ti、Ru-Co-Sn-Ti、Ru-Sn-Ti、Ru-Si-Ti、Ru-Ti-Zr、Ru-Ti-La、Ru-Ti-Ce等涂層。
2、銥系涂層鈦電極
在某些電解工藝中,如電解提取有色金屬、電鍍行業、電化學還原制取有機物等,陽極的設計反應是析氧反應,因此希望開發一種析氧過電位低的陽極材料,銥系涂層鈦電極正是在此背景下發展起來的。該類電極涂層包括Ir-Co、Ir-Ta、Ir-Sn、Ir-Ta-Co、Ir-Ru-Pd-Ti等涂層。其中Ir-Ta涂層鈦電極是最成功的析氧電極。
3、鍍鉑陽極:鈦為基材。表面鍍上貴金屬鉑,鍍層厚度一般為1-5um。
三、主要應用領域
1、氯堿工業氯酸鹽工業次氯酸鈉的電解生產
以電解食鹽水溶液的方法制取氯氣、氫氣和燒堿的化學工業稱為氯堿工業,是現代電化學工業中規模最大的領域,在國民經濟中占有重要的地位。
除以上外,進而還可以制取下游產品氯化氫(水溶液為鹽酸)、次氯酸鈉、氯化石碏、聚氯乙烯(簡稱PVCPolyvinyl chloride polymer =PVC分子結構)、雙氧水等。
氯堿生產中,以純凈的飽和食鹽水為電解溶液,以鈦電極為陽極,以鐵網附石棉絨為陰極,陽極室產生氯氣,陰極室產生氫氣和氫氧化鈉,提純后廣泛應用于各工業生產中。
鈦陽極的應用極大地推進了氯堿工業的發展,是對電化學領域劃時代的貢獻,電極析氯催化活性高,對析氯反應具有良好的電催化活性、機械穩定性及化學穩定性,因而在當今氯堿工業中是不可取代的電極材料,使用壽命在五年以上。
2、電解功能水電解功能水槽
功能水定義為通過人為處理,獲得各種有用功能的水,電解水作為一種具有滅菌效果好,實用性強且無二次污染的殺菌處理技術受到歡迎。通過鈦電極電解飲用水或微量淡鹽水產生功能水,廣泛應用于電解水機中。
1)利用電解產生次氯酸根、新生態氧、羥基自由基等具有強氧化性物質對微生物殺滅。
2)利用電解電極直接作用于微生物,使其死亡。
3)堿性離子水可直接治療多種疾病,有效改善人體新陳代謝功能,消除有害的酸性代謝產物自由基,增強體質起預防和提高抗病能力的作用。
4)酸性離子水具有抑制細菌生長的作用,效果與美容的收斂水相同,并應用強氧化性進行殺菌消毒處理;堿性離子水應用于調節人體生理機能。
我公司YC-90型離子水電解槽結構合理、耗能低、適用水質范圍廣、性能可靠、壽命長、易清洗等特點,槽體采用ABS塑料,熱穩定性好;電極采用鈦基燒結鉑族金屬合金,導電率高、無毒性、抗氧化性好、倒極性能好、使用壽命長,符合國家飲用水安全標準。
安裝尺寸:185 X 44 X 70mm / 型號:YC-90 /出水量:90~120 l/h /極板材料:TA1 / 殼體材料:ABS塑料/過電流密度:5000A /電壓≤24V /ORP值:小于-250毫伏/使用壽命:5-10年(因水質而定)/PH值堿性7.5—10酸性6.5—3.5 /槽結構:五極四槽/ 重金屬及有毒物析出:無。
使用說明:本電極可導極使用,即直流電源接線任一接線柱為正極,另一端則為負極。使用三通連接一側為進水口,另一端為酸性水和堿性水出口。各地水質差異,水的電阻率不一,因此通水后逐漸調高電壓(24伏~30伏之間)或電流,直到出水口為合適酸堿性水即可。如對PH值有進一步要求,則加入0.3%的食鹽水繼續測定。
3、次氯酸鈉發生器、二氧化氯發生器電極制造。(84消毒液)
次氯酸鈉是一種強氧化劑,屬于真正高效、廣譜、安全的強力滅菌、殺病毒藥劑,有很強的殺菌效力,可以代替漂白粉等氧化劑。
根據化學測定,ppm級濃度的次氯酸鈉在水里幾乎是完全水解成次氯酸,其效率高于99.99%。次氯酸在殺菌、殺病毒過程中,不僅可作用于細胞壁、病毒外殼,而且因次氯酸分子小,不帶電荷,還可滲透入菌(病毒)體內,與菌(病毒)體蛋白、核酸、和酶等有機高分子發生氧化反應,從而殺死病原微生物。
產品外觀:板狀、網狀、管狀等,我司為衡陽、北京、宜興、重慶、濰坊等企業長期供貨,電流密度30~60A,電壓24V。
4、陰極保護
在海洋、船體、橋梁等鋼材使用環境中,由于鋼中雜質及微電池的腐蝕作用,加上復雜的自然環境,雖然選用耐蝕合金鋼,并增加材料厚度涂制優良耐蝕油漆,但這些構筑物的腐蝕仍非常嚴重,極大的威脅安全生產,而陰極保護是對海洋中永久性鋼構筑物進行有效保護方便而重要的措施。
1)利用外加電流,使被保護金屬結構的整個表面變成陰極,叫做外加電流陰極保護。
2)在需要保護的金屬設備上連接一種電位更負的金屬或合金,叫做犧牲陽極保護。
應用于以下領域:
1)淡水及海水中,防止船舶、碼頭、平臺、閘門和冷卻設備等的腐蝕。
2)堿及鹽類溶液中,防止儲槽、蒸發罐、熬堿鍋等的腐蝕。
3)土壤及海泥中,防止管線及電纜等的腐蝕。
5、鍍金、鋼板鍍鋅鍍錫
鈦電極具有優良的導電性和耐蝕性,使用壽命比鉛陽極高得多,可穩定工作4000小時以上,成本低,將是國內外電鍍鋅、錫生產發展的必然趨勢。
鈦電極目前在日本、美國、德國、國內使用,不僅大大節省電鍍能耗,而且由于可以增大電鍍電流密度,為生產厚鍍鋅、錫鋼板創造了條件。
6、有色金屬提取
電解冶金在濕法冶金工業中占有很大的比重,采用電解冶金生產的有色金屬包括Zn、Cd、Cu、Mn、Co、Ni、Cr等。
電解冶金的優點是具有很高的選擇性,可獲得高純金屬,能回收有用的金屬,因此可處理低品位的礦物及組分復雜的多金屬礦,有利于資源的綜合利用。另外,對環境的污染較小,生產較易連續化和自動化。
近些年來電解提取金屬領域已廣泛使用涂層鈦電極,已成為第二個大規模使用鈦電極的工業領域。
7、電解銅箔
隨著科技發展,自動化程度日益提高,推動了電子工業迅速發展。大型集成電路的應用使得電子及儀表工業對銅箔的需求量增加,對銅箔的質量要求也越來越高。
根據厚度,可分為105µm、70µm、35µm、18µm、12µm、9µm以及5µm等幾種,其中12µm以下銅箔一般稱之為超薄銅箔。
電解銅箔采用部分浸在硫酸銅溶液中不斷旋轉的金屬輥筒作為陰極,連續電解產生箔材。國際上銅箔生產主要由日本控制,國內生產企業約十五家,產能在35000噸左右。
8、污水處理
隨著工農業的迅速發展和人口增長,人類排放的污水量急劇增加,致使許多水域都遭受到不同程度的污染,電化學處理污水分為直接電解和間接電解。
1)直接電解是指污染物在電極上直接被氧化或還原而從廢水中去除。直接電解可分為陰極過程和陽極過程。陽極過程指污染物在陽極表面氧化而轉化成毒性較低的物質或易生物降解物質,甚至發生有機物無機化,從而達到削減污染的目的,陰極過程是指污染物質在陰極表面還原而得以去除,主要用于鹵代烴的還原脫鹵和重金屬的回收。
2)間接電解是指利用電化學產生的氧化還原物質作為反應劑或催化劑,使污染物轉化成毒性更小的物質,間接電解可分為可逆過程和不可逆過程??赡孢^程指的是氧化還原物質在電解過程中可電化學再生和循環使用;不可逆過程指利用不可逆電化學反應產生的物質氧化有機物。
應用于印染廢水處理、垃圾滲濾液處理、糞便污水處理、含氰廢水處理、制藥廢水處理、醫院污水處理、有機廢水處理。
9、PCB電子線路板廠蝕刻廢液回收
蝕刻是印刷線路板生產中一個重要工序,隨著蝕刻進行,廢蝕刻液中含有大量的銅離子或其他金屬離子,可通過電解的方式進行回收利用。通過此回收環節,企業不僅僅是以回收銅等金屬增加經濟效益,更重要的是排放達標和資源回收利用,具有長遠的社會效益。
廢液包括:酸性蝕刻廢液、堿性蝕刻廢液、低含銅廢液、廢定影液、廢邊框料、含鎳廢液、含金和鈀的廢液、廢退錫水。
四、電極使用注意事項
1、鈦電極經氧化燒結完成后為二氧化釕和二氧化銥或者二氧化銥和五氧化二鉭的黑色表面,黑色一面對應陰極使用;不涂層表面呈藍色或灰色的二氧化鈦表面,此面不具有電極性能。
2、鈦電極基體一旦酸洗完成,以后所有的生產加工工序及使用工序中,必須嚴格小心進行,挪運和安裝及拆卸時戴干凈手套卡住陽極兩端或邊緣處,最好接觸在不涂層的部分,涂層表面嚴禁任何異物劃傷。
注:鈦基體本身不導電,其外層涂履貴金屬氧化物涂層才具有電催化活性、導電性、抗氧化性,但其厚度只有20微米左右,如遭到劃傷或破壞,則在電解過程中,電極不但會從損傷處腐蝕,進而影響整個電極的使用質量和效果,而且鈦陽極會因為瞬間強電流的加載而大大降低使用壽命。
3、電解液保持穩定性,尤其不能含有氰離子和氟離子,這些雜質會嚴重腐蝕鈦基體;
4、電解液進入電解槽前加過濾裝置,不能含有直徑大于0.1mm的金屬粒子,以防止聚集過多而導致陰陽極短路。
5、電解回收銅、鎳、金、銀、鈷等金屬時,陰極附著物不得過厚,鈦電極初始使用時,導電活性最佳,提銅效率高,因此剛開始時尤其要重視剝銅時機,以防止極間距過小或者金屬刺生成導致陰陽極短路擊穿。
6、陰陽極間距可根據實際生產設定,一般在3-25mm??傮w來講,極距大會增加電壓降,但不宜過小,否則陰極表面產生的陰極垢容易造成極板短路,從而造成陽極陰極表面蜂窩狀電腐蝕;
7、避免倒極使用。貴金屬氧化物涂層一旦作為陰極使用,表面產生還原反應,易轉變成金屬單質,就無法與鈦基有效的結合,造成涂層脫落;純鈦材如當作陽極使用,表面激烈的氧化反應會使得鈦材料特別容易被融解。
8、停機時不宜長時間以斷電模式浸泡在溶液中,最好加載一個5A左右的小電流來保護極板。
9、停機或其他檢修狀況時,加稀酸或用清水清洗電極表面,但不得用尼龍或機械物質等沖刷。
10、電解液工作時溫度不宜過高,理想溫度25-40℃,有條件可加換熱裝置以保持電極最佳使用環境。
11、正常工作電流密度2000A/m²以內,電流過大造成反應太激烈,縮短陽極壽命;
12、開機時,給電解槽加載電流時循序漸進,不要一次性升到位,停機時亦然。
13、在生產使用當中保持陽極潔凈,不能沾染油污或其他附著物,以免影響電解效果和電極壽命。
14、在同一電解環境下,不同的鈦陽極具有不同的電導率。貴金屬的添加量越多,則陽極的導電性、催化活性、抗氧化性能都會大大提高,所以在工業操作中,尤其是陽極初次使用階段,要求操作工人密切觀察,掌握規律,不使發生陰極附著物過多或過快生長而造成極間擊穿的狀況發生。
15、陽極有生命,保障生產穩定性更有益于延長使用周期。
鈦電極的涂層厚度可有效增強導電率、抗氧化性以及陽極的催化活性。