Trong ngành công nghiệp clo-kiềm, các phương pháp tái chế truyền thống đối với anode titan mạ bạch kim phế liệu (có độ dày lớp phủ bạch kim là 5–20 μm) chỉ có thể thu hồi được 60–70% bạch kim. Công nghệ tách điện phân xung ngược đã hoàn toàn thay đổi tình trạng hiệu suất thu hồi thấp: bằng cách áp dụng dòng điện xung 100 Hz (chu kỳ làm việc ngược 30%) trong chất điện phân NaNO₃, hiệu suất tách bạch kim đã tăng vọt lên 98%. Sau khi phun cát và khắc axit (HF:HNO₃ = 1:3) để sửa chữa chất nền titan, nó có thể được mạ lại, kéo dài tuổi thọ của anode titan mạ bạch kim lên gấp ba lần. Sau khi áp dụng công nghệ này, một công ty Hoa Kỳ đã giảm chi phí thu hồi anode trên mỗi mét vuông từ 170 đô la xuống còn 55 đô la, đạt tỷ lệ tái chế hợp kim titan là 90%. Quy trình này kết hợp tái tạo kim loại quý với tái sử dụng chất nền, trực tiếp giảm chi phí nguyên liệu thô hơn 30%.
Anode titan mạ bạch kim cấp công nghiệp được phân loại thành hai loại dựa trên quy trình phủ: lớp bạch kim mạ điện (độ dày 0,5–5 μm) có điện trở suất dưới 0,1 Ω•cm², phù hợp cho các ứng dụng mạ điện có độ chính xác cao như mạ vàng các linh kiện điện tử; quy trình thiêu kết phủ bạch kim có chi phí thấp hơn nhưng có điện trở suất cao hơn, chủ yếu được sử dụng trong các ứng dụng thông thường như xử lý nước thải. Về mặt cấu trúc, anode titan mạ bạch kim có thể được tùy chỉnh thành hình dạng lưới, tấm, thanh hoặc ống. Thiết kế lưới (kích thước lỗ 0,5–3 mm) tăng cường hiệu suất khuếch tán của chất điện phân muối nóng chảy có độ nhớt cao lên 20%, trong khi anode titan mạ bạch kim hình ống phù hợp hơn cho các lò phản ứng điện hóa kín. Ngoài bạch kim nguyên chất , lớp phủ composite IrO₂-Ta₂O₅ có thể kéo dài thêm tuổi thọ trong môi trường axit.
Thị trường anode titan phủ bạch kim toàn cầu được thúc đẩy bởi cả hiệu suất công nghệ và các quy định về môi trường. Tại Bắc Mỹ và Châu Âu, được thúc đẩy bởi nhu cầu nâng cấp của ngành công nghiệp clo-kiềm , tốc độ tăng trưởng hàng năm của anode titan phủ oxit kim loại gốc bạch kim đạt 8,5%. Các công ty Nhật Bản ưu tiên sử dụng anode titan platin hóa loại lưới dày 0,5-1mm trong các ứng dụng xử lý nước, vì điện thế quá phát oxy (1,385V) của chúng thấp hơn 10% so với lớp phủ rutheni-iridi, giúp giảm đáng kể mức tiêu thụ năng lượng điện phân. Các thương hiệu hàng đầu như METAKEM của Đức và Jennings Anodes của Hoa Kỳ tập trung vào các ứng dụng nhiệt độ cao, giới thiệu anode titan platin hóa phủ composite platinum-iridi gradient có khả năng chịu được điện phân muối nóng chảy ở 600°C; Trong khi đó, các nhà cung cấp Trung Quốc đang thâm nhập vào các thị trường ngách với các cấu trúc lưới tùy chỉnh, chiếm 40% tổng công suất sản xuất tại khu vực Châu Á - Thái Bình Dương. Sự tăng trưởng trong tương lai của thị trường anode titan phủ bạch kim sẽ phụ thuộc vào sự thâm nhập ngày càng tăng vào lĩnh vực năng lượng mới, đặc biệt là nhu cầu về tấm điện cực titan trong pin thể rắn.
Sau khi thải bỏ, các anot titan mạ bạch kim tái chế có cấu trúc xốp, rời rạc, màu đen xám với hàm lượng bạch kim ≥99,95%. Tái chế 1 kg bạch kim xốp giúp giảm lượng khai thác 10 tấn quặng bạch kim nguyên sinh và giảm 80% mức tiêu thụ năng lượng. Dữ liệu công nghiệp từ công ty Umicore của Đức cho thấy trong quá trình tái chế chất xúc tác khí thải ô tô, mỗi tấn vật liệu thải có thể tạo ra 1,2–1,5 kg bạch kim, nhưng điều này đòi hỏi phải khử trùng và bay hơi ở nhiệt độ cao (1.000°C với 30% khí clo) để chuyển hóa và hòa tan bạch kim. Tuy nhiên, bạch kim xốp thu được từ anot titan mạ bạch kim, do bản chất xốp của nó, có diện tích bề mặt hoạt động điện hóa (60–120 m²/g) vượt xa chất xúc tác bạch kim đen, dẫn đến giá trị tăng 15–20% trong quá trình tái tạo điện cực pin nhiên liệu. Đánh giá vòng đời xác nhận rằng lượng khí thải carbon (3.200 kg CO₂) từ việc thu hồi một kg bạch kim bằng phương pháp trao đổi ion chỉ bằng 55% so với phương pháp nước cường toan truyền thống, và lượng chất thải thứ cấp giảm 76%, khiến phương pháp này trở thành giải pháp tối ưu cho quy trình xử lý quy mô lớn. Việc thu hồi bạch kim từ anode titan mạ bạch kim đã chuyển từ một hạng mục chi phí sang một quy trình tạo ra giá trị cốt lõi.
Ngôn ngữ
