Comparación de ánodos de aleación de plomo y ánodos de titanio DSA en electroobtención de metales

Comparación de ánodos de aleación de plomo y ánodos de titanio DSA en electroobtención de metales

Las aleaciones de plomo no son dimensionalmente estables, ya que se disuelven lentamente en electrolitos, lo que provoca problemas como cambios en el espacio entre el ánodo y el cátodo y la contaminación del producto por plomo. Los ánodos dimensionalmente estables han aportado mejoras considerables al campo de la electroobtención, que incluyen:
i) menor potencial de media celda,
(ii) uso de densidades de corriente más altas,
(iii) menor efecto de burbuja de gas a través de diseños de ánodos especiales,
(iv) sin pérdida de material anódico, manteniendo así el electrolito puro,
(v) no contaminación de los depósitos catódicos
(vi) alta eficiencia de corriente y construcciones de celdas simples.

El éxito de los ánodos DSA se ha atribuido a la estabilidad química que les permite mantener dimensiones casi constantes durante la vida útil del ánodo, incluso cuando operan en entornos con valores de pH muy bajos. Se ha informado que los ánodos DSA tienen tasas de consumo tan bajas como 1 mg/amperio/año debido a su estabilidad, y por lo tanto pueden funcionar a altas densidades de corriente (más de 200 A/m2). Las altas densidades de corriente dan como resultado altos rendimientos de depósitos metálicos. La tecnología DSA puede resultar en un ahorro de energía de hasta un 20-25% en comparación con las contrapartes principales.

En la búsqueda del electrodo de tipo DSA más adecuado para la evolución del oxígeno en soluciones ácidas, los científicos examinaron las propiedades microestructurales, la actividad electrocatalítica y la estabilidad anódica. Descubrieron que el Ti/IrO2-Ta2O5 era el mejor electrodo para la evolución del oxígeno en medios ácidos. El ánodo se asoció con una alta actividad catalítica y vida útil. La vida útil del Ti/IrO2-Ta2O5 con 70 moles % de IrO2 se estimó en 5-10 años en aplicaciones de electroflotación.
 
Aunque la reducción de la sobretensión de oxígeno mediante el uso de ánodos DSA puede ser costosa, los continuos avances en los materiales de los ánodos y los nuevos aumentos en los costos de energía sin duda conducirán a una mayor aceptación de los ánodos con bajo sobrepotencial de oxígeno, como los ánodos DSA en la electroobtención de cobre. Los electrodos de tipo DSA muestran un buen rendimiento tecnológico y su éxito se debe a características deseables como la alta estabilidad del recubrimiento activo, el buen rendimiento general en condiciones suaves, la alta conductividad y la disponibilidad comercial.

La energía consumida en la electroobtención de metales representó una parte sustancial del costo total de la producción de metales. Dado que el 50-60% de la energía se consume solo en la reacción del ánodo, la selección adecuada del ánodo es crucial. Science llevó a cabo un experimento comparando un ánodo dimensionalmente estable y un ánodo de plomo antimonial en 200 g/l de ácidos sulfúricos y descubrió que el potencial del ánodo para el ánodo de aleación de plomo era mucho mayor que el del ánodo DSA.