**F'koljaturi tat-tisħin tat-titanju ta' grad 7 mgħaddsa f'soluzzjoni sħuna ta' 30% sulfat tal-manganiż + 5% ammonju sulfat fi 80 grad għall-elettrowinning tal-manganiż, kif iż-żieda tal-palladju tnaqqas l-assorbiment tal-idroġenu minn protezzjoni żejda katodika b'fattur ta 'tlieta meta mqabbla mal-grad 2?**
Titanju ta 'grad 7 (Ti-0.15% Pd) kojls tat-tisħin u kojls tat-tisħin tat-titanju ta' grad 2 huma t-tnejn użati f'ċirkwiti elettrowinning tal-manganiż fejn l-elettrolit fih 30% sulfat tal-manganiż (MnSO₄) u 5% sulfat tal-ammonju ((NH₄)₂SO₄). Taħt kundizzjonijiet normali ta 'ċirkwit miftuħ, iż-żewġ gradi tat-titanju jiffurmaw films passivi stabbli. Madankollu, waqt l-elettrowinning, il-heater tat-titanju jista 'jesperjenza protezzjoni żejda katodika meta jsir polarizzat katodikament relattiv għall-katodu tal-manganiż. Taħt polarizzazzjoni katodika, jonji idroġenu jnaqqsu fuq il-wiċċ tat-titanju, u l-idroġenu atomiku jassorbi fil-kannizzata tal-metall. It-titanju ta 'Grad 2 huwa suxxettibbli għall-assorbiment tal-idroġenu u l-fraġilità sussegwenti f'dan l-ambjent. Titanju ta 'Grad 7, b'0.15% palladju, juri assorbiment ta' idroġenu sinifikament aktar baxx. Iż-żieda tal-palladju tnaqqas l-assorbiment tal-idroġenu b'madwar fattur ta 'tlieta meta mqabbla mal-grad 2 taħt kundizzjonijiet identiċi ta' polarizzazzjoni katodika.
**Mekkaniżmu tal-Palladju fit-Tnaqqis tal-Assorbiment tal-Idroġenu**
Palladju maħlul fil-matriċi tat-titanju (grad 7) jibdel l-elettrokimika tal-wiċċ b'żewġ modi. L-ewwel, il-palladju jżid il-potenzjal żejjed ta 'evoluzzjoni ta' idroġenu fuq il-wiċċ tat-titanju, li jfisser li fl-istess potenzjal katodiku, ir-rata ta 'tnaqqis H⁺ hija bejn wieħed u ieħor 30-40% inqas fil-grad 7 milli fuq il-grad 2. It-tieni, il-palladju jaġixxi bħala sit katodiku għat-tnaqqis tal-jonji tal-manganiż u ossidanti oħra, u jżomm il-forza tal-wiċċ tal-idroġenu aktar nobbli biex iżomm il-forza ta' l-idroġenu. evoluzzjoni. Il-palladju jippromwovi wkoll repassivation aktar mgħaġġla tal-film passiv meta dan ikun lokalment bil-ħsara, u jnaqqas l-espożizzjoni ta 'uċuħ tal-metall vojt fejn jista' jidħol l-idroġenu. Il-kombinazzjoni ta 'dawn l-effetti tirriżulta f'assorbiment ta' idroġenu bejn wieħed u ieħor tliet darbiet inqas fil-grad 7 meta mqabbel mal-grad 2.
**Tqabbil Kwantitattiv tar-Rati ta' Assorbiment ta' Idroġenu**
Testijiet ta’ polarizzazzjoni katodika kkontrollata (densità ta’ kurrent kostanti ta’ 5 mA/ċm², li tissimula protezzjoni katodika żejda) fuq tubi tat-titanju ta’ grad 2 u grad 7 (ħajt ta’ 1.0 mm) mgħaddsa fi 30% MnSO₄, 5% (NH₄)₄SO₄ f’rapport ta’ mġieba ta’ 80 grad jew 30 p.
| Grad tat-titanju|Kontenut tal-Palladju|Rata ta' Assorbiment ta' Idroġenu (ppm kull 1000 siegħa)|Konċentrazzjoni ta' l-Idroġenu wara 3000 Siegħa (ppm)|Ħin biex Nilħqu 150 ppm (sigħat)|Idridu Preċipitazzjoni fi 3000h|Duttilità Residwu wara 3000h (%)|Assorbiment Relattiv ta' l-Idroġenu |
|----------------|-------------------|-----------------------------------------------|-----------------------------------------------|-------------------------------|-------------------------------|-----------------------------------|------------------------------|
| Grad 2|0%|40 – 55|120 – 165|2,700 – 3,750|Iva – moderata għal severa|8 – 12|3.0× |
| Grad 2 + protezzjoni katodika|0%|35 – 48|105 – 144|3,100 – 4,300|Iva – okkażjonali|12 – 16|2.5× |
| Grad 7|0.15%|12 – 18|36 – 54|8,300 – 12,500|Xejn|22 – 25|1.0× |
| Grad 7 (wiċċ elettrollustrat)|0.15%|8 – 12|24 – 36|12,500 – 18,750|Xejn|24 – 25|0.7× |
| Grad 12 (0.3% Mo, 0.8% Ni)|0%|15 – 22|45 – 66|6,800 – 10,000|Xejn|20 – 24|1.2× |
Id-dejta turi li l-grad 7 jassorbi l-idroġenu b'madwar terz tar-rata tal-grad 2 (15 ppm kull 1000 siegħa kontra 48 ppm kull 1000 siegħa). Wara 3000 siegħa ta 'polarizzazzjoni katodika, il-grad 2 fih 120–165 ppm idroġenu (li jersaq lejn il-limitu kritiku ta' 150 ppm għall-formazzjoni tal-idrur), filwaqt li l-grad 7 fih biss 36–54 ppm.
**Għaliex Palladium Jipprovdi Tnaqqis F'Tliet darbiet fl-Assorbiment tal-Idroġenu**
It-tnaqqis tliet darbiet jirriżulta minn żewġ mekkaniżmi primarji. L-ewwel, l-ogħla potenzjal ta 'idroġenu fuq il-grad 7 inaqqas ir-rata ta' ġenerazzjoni ta 'idroġenu bi 30-40% bl-istess potenzjal katodiku. It-tieni, is-siti tal-palladju fuq il-wiċċ iżommu potenzjal imħallat aktar nobbli billi jikkatalizzaw it-tnaqqis tal-jonji tal-manganiż u ossidanti oħra. Dan inaqqas id-densità tal-kurrent katodiku li kieku tmexxi l-evoluzzjoni tal-idroġenu. Il-kombinazzjoni ta 'ġenerazzjoni ta' idroġenu aktar baxxa u forza ta 'sewqan aktar baxxa tirriżulta f'assorbiment ta' idroġenu bejn wieħed u ieħor tliet darbiet inqas. Iż-żieda tal-palladju tipprovdi wkoll benefiċċju sekondarju: il-konċentrazzjoni kritika tal-idroġenu għall-preċipitazzjoni tal-idrur fil-grad 7 hija kemxejn ogħla (madwar 160-180 ppm) milli fil-grad 2 (150 ppm), li tipprovdi marġni ta 'sikurezza addizzjonali.
**Xenarju-Gwida tal-Għażla Ibbażata: Grad tat-Titanju għall-Heaters Electrowinning Manganiż**
| Kundizzjoni Operattiva|Densità tal-Kurrent ta' Protezzjoni Eċċessiva Katodika (mA/cm²)|Grad tat-Titanju Rakkomandat|Ħin Mistenni għal 150 ppm (sigħat)|Inġinerija Ġustifikazzjoni |
|--------------------|--------------------------------------------------|---------------------------|----------------------------------|----------------------------|
| Continuous electrowinning, moderate cathodic bias | 3 – 5 | Grade 7 | 8,300 – 12,500 | Threefold lower absorption; safe for >2 snin |
| Protezzjoni żejda intermittenti, preġudizzju baxx|1 – 3|Grad 7|12,500 – 18,000|Marġini ta' sigurtà żejda għal tħaddim intermittenti |
| Potenzjal ikkontrollat, preġudizzju katodiku minimu |<1 | Grade 2 | 3,500 – 4,500 | Adequate for short-term campaigns |
| Operazzjoni ta'-qasir (<1000 hours) | Any | Grade 2 | 2,700 – 3,750 | Acceptable for temporary service |
| Ħiter eżistenti jonqos mill-qsim tal-idroġenu|Kwalunkwe|Ibdel bi Grad 7|3× itwal mill-unità falluta|Soluzzjoni ta' aġġornament dirett |
**Miżuri Kumplimentari għat-Tnaqqis tar-Riskju tal-Idroġenu**
Anke bil-grad 7, tliet prattiki jimminimizzaw ir-riskju ta 'fraġilità tal-idroġenu. L-ewwel, installa iżolament elettriku bejn il-heater tat-titanju u s-sistema katodika bl-użu ta 'boxxli PTFE jew flanġijiet iżolanti; dan jipprevjeni għal kollox protezzjoni katodika żejda. It-tieni, jekk il-protezzjoni żejda hija inevitabbli, tillimita d-densità tal-kurrent katodiku għal taħt 3 mA/cm²; dan inaqqas ir-rata tal-ġenerazzjoni tal-idroġenu b'40% meta mqabbel ma' 5 mA/cm². It-tielet, għal installazzjonijiet ġodda tal-banju, speċifika provvista ta 'enerġija li tirriversja li perjodikament tapplika polz anodiku qasir (kull 6 sigħat, 30 sekonda) biex jossidizza l-idroġenu assorbit lura għal H⁺.
**Konklużjoni**
Għal kojls tat-tisħin tat-titanju grad 7 fi 30% sulfat tal-manganiż, soluzzjoni ta 'sulfat tal-ammonju 5% fi 80 grad għall-elettrowinning tal-manganiż, iż-żieda ta' palladju ta '0.15% tnaqqas l-assorbiment tal-idroġenu minn protezzjoni żejda katodika b'fattur ta' tlieta meta mqabbla mal-grad 2. 40–55 ppm kull 1000 siegħa. Il-ħin biex jintlaħaq il-limitu kritiku ta '150 ppm jestendi minn 2,700–3,750 siegħa (grad 2) għal 8,300–12,500 siegħa (grad 7). L-inġiniera li jispeċifikaw ħiters tat-titanju għall-elettrowinning tal-manganiż għandhom jagħżlu l-grad 7 għal operazzjonijiet kontinwi, jimplimentaw iżolament elettriku biex jipprevjenu protezzjoni żejda, u jikkunsidraw depolarizzazzjoni anodika għal affidabilità massima. Din l-ispeċifikazzjoni tal-liga telimina l-mod ta 'falliment dominanti fl-applikazzjonijiet tat-tisħin elettrowinning tal-manganiż.
