锑电解槽需要设计为耐腐蚀材料,主要基于以下核心原因:
锑电解槽工作环境充满腐蚀性威胁。一方面是强酸/强碱侵蚀,如浓硫酸、浓盐酸或高浓度氢氟酸环境,氢氟酸浓度超15%会严重腐蚀锑电极表面,甚至致其溶解并释放有毒锑化合物。另一方面是高温高压条件,高温电解时锑氧化反应加剧,材料稳定性下降,如在240℃以上硫化物腐蚀环境中,锑电极易与氢气反应生成甲烷气泡,导致晶间断裂。
锑材料虽本身耐腐蚀,但在特定条件下有风险。一是选择性腐蚀,在强氧化性酸中易被氧化,某化工厂曾因误将40%氢氟酸接入锑电极电解槽,导致电极溶解并引发安全事故。二是电偶腐蚀风险,锑与其他金属接触在电解液中形成原电池,加速低电位金属腐蚀。
腐蚀会直接导致电解槽效率下降和安全隐患。结构上,腐蚀致槽体泄漏、密封失效,引发漏碱、漏气等问题,长时间运行后需停槽检修。电解效率方面,腐蚀产物污染电解液,增加溶液电阻,导致槽电压上升、电流效率下降。电极寿命也会缩短,频繁腐蚀需更换电极,增加生产成本。
使用耐腐蚀材料能显著降低长期成本并提升安全性。传统锑电解槽逐渐被钛合金、不锈钢或复合材料替代,如钛板因轻质、高强度和卓越的耐腐蚀性,在高要求电解工艺中广泛应用。虽初期成本较高,但使用寿命长,可减少停机检修次数,还能防止有毒物质泄漏,避免环境污染。
当前电解槽材质选择趋向多元化,复合材料如铅锑合金板、PVC及玻璃钢等被应用,离子膜电解槽常采用PVC材料。表面改性技术也在发展,如在电极表面镀铂层或涂覆催化活性材料,增强耐腐蚀性和电解效率。未来,新型复合材料和表面改性技术将推动电解槽向高效、长寿、环保方向发展。