stringtranslate.com

Электродобыча

Технология электрорафинирования, превращающая отработавшее товарное ядерное топливо в металл.

Электродобыча , также называемая электроэкстракцией , представляет собой электроосаждение металлов из руд , которые были помещены в раствор, посредством процесса , обычно называемого выщелачиванием. Электрорафинирование использует аналогичный процесс для удаления примесей из металла. Оба процесса широко используют гальванотехнику и являются важными методами экономичной и простой очистки цветных металлов . Полученные в результате металлы называются электрохимическими .

При электролизе электрический ток пропускают от инертного анода через выщелачивающий раствор, содержащий растворенные ионы металла, так что металл извлекается по мере его восстановления и осаждается в процессе гальванического покрытия на катод . При электрорафинировании анод состоит из примесного металла (например, меди ), подлежащего рафинированию. Загрязненный металлический анод окисляется, и металл растворяется в растворе. Ионы металла мигрируют через электролит к катоду, где осаждается чистый металл. [1] Нерастворимые твердые примеси, оседающие под анодом, часто содержат ценные редкие элементы, такие как золото , серебро и селен .

История

Электрорафинирование меди

Электролиз – старейший промышленный электролитический процесс. Английский химик Гемфри Дэви впервые получил металлический натрий в элементарной форме в 1807 электролизом расплавленного гидроксида натрия .

Электрорафинирование меди было впервые экспериментально продемонстрировано Максимилианом, герцогом Лейхтенбергским в 1847 году. [2]

Джеймс Элкингтон запатентовал коммерческий процесс в 1865 году и открыл первый успешный завод в Пембри , Уэльс, в 1870 году. [3] Первым коммерческим заводом в Соединенных Штатах была компания Balbach and Sons Refining and Smelting Company в Ньюарке, штат Нью-Джерси, в 1883 году.

Приложения

Никель и медь часто получают электролизом. [4] Эти металлы обладают некоторым благородным характером, что позволяет восстанавливать их растворимые катионные формы до чистой металлической формы при слабом приложенном потенциале, приложенном между катодом и анодом.

Процесс

Аппарат для электролитического рафинирования меди

Большинство металлических руд содержат интересующие металлы (например , золото , медь , никель ) в некоторых окисленных состояниях, и поэтому целью большинства металлургических операций является химическое восстановление их до чистой металлической формы. Вопрос в том, как превратить сильно загрязненные металлические руды в очищенные металлы. Для решения этих задач был разработан широкий спектр операций, одна из которых — электродобыча. В идеальном случае руду извлекают в раствор, который затем подвергают электролизу . Металл осаждается на катоде . В практическом смысле этот идеализированный процесс осложняется некоторыми или всеми из следующих соображений: содержание металлов низкое (обычно несколько процентов), другие металлы осаждаются конкурируя с желаемым, руда растворяется нелегко или эффективно. По этим причинам электровыделение обычно используется только в очищенных растворах желаемого металла, например, в цианидных экстрактах золотых руд. [5]

Поскольку скорость осаждения металла зависит от доступной площади поверхности, важно поддерживать правильно работающие катоды. Существует два типа катодов: плоские и сетчатые катоды, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки. Плоские катоды можно очищать и использовать повторно, а покрытые металлы восстанавливать либо механическим соскабливанием катода (или, если электролизованный металл имеет более низкую температуру плавления, чем катод, нагревом катода до температуры плавления электролизированного металла, что приводит к его плавлению). превратиться в жидкость и отделиться от катода, который остается твердым). Сетчатые катоды имеют гораздо более высокую скорость осаждения по сравнению с плоскими катодами из-за большей площади поверхности. Однако сетчатые катоды не подлежат повторному использованию и должны быть отправлены на переработку. Альтернативно можно использовать стартерные катоды из предварительно рафинированных металлов, которые становятся неотъемлемой частью готового металла, готового к прокатке или дальнейшей обработке. [1]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ ab Управление по оценке технологий Конгресса США (1988). Медь, технологии и конкурентоспособность. Издательство ДИАНА. стр. 142–143. ISBN 9781428922457.
  2. ^ Ватт, Александр (1886). «XXIX. Электрометаллургия». Электроосаждение. Практический трактат по электролизу золота, серебра, меди, никеля и других металлов и сплавов . Лондон: Кросби Локвуд и сын. п. 395. OCLC  3398104. Первое исследование этого предмета было проведено Максимилианом, герцогом Лейхтенбергским, в 1847 году., Воспроизведено Read Books (2008)
  3. ^ Джон Бейкер Каннингтон Кершоу, Электрометаллургия, BiblioBazaar, LLC, 2008. ISBN 9780559681899 
  4. ^ Керфут, Дерек GE (2005). «Никель». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайнхайм: Wiley-VCH. дои : 10.1002/14356007.a17_157. ISBN 978-3527306732.
  5. ^ Реннер, Герман; Шламп, Гюнтер; Холлманн, Дитер; Люшоу, Ганс Мартин; Тьюс, Питер; Ротаут, Йозеф; Дерманн, Клаус; Кнедлер, Альфонс; Хехт, Кристиан; Шлотт, Мартин; Дризельманн, Ральф; Питер, Катрин; Шиле, Райнер (2000). «Золото, золотые сплавы и соединения золота». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . дои : 10.1002/14356007.a12_499. ISBN 3527306730.

Внешние ссылки