일렉트로윈
Electrowinning
전기 추출이라고도 불리는 일렉트로윈은 일반적으로 침출이라고 불리는 과정을 통해 용해된 광석에서 금속을 전착시키는 것입니다.전기 정련은 금속에서 불순물을 제거하기 위해 유사한 공정을 사용합니다.두 공정 모두 전기 도금을 대규모로 사용하며 비철 금속의 경제적이고 간단한 정화에 중요한 기술입니다.생성된 금속은 일렉트로온이라고 한다.
일렉트로잉 시에는 불활성 양극(산소, 납(Pb)제)에서 용해된 금속이온을 포함한 침출액을 통해 전류를 흘려 음극(환원, 스테인리스강, 알루미늄(Al), 티타늄(Ti))에 전기도금 공정에서 금속을 회수한다.전기정련에서 양극은 정제되는 불순물 금속(예: 구리)으로 구성됩니다.불순한 금속 양극이 산화되어 금속이 용해됩니다.금속 이온은 산성 전해질을 통해 순수한 금속이 [1]퇴적된 음극으로 이동합니다.양극 아래에서 침전되는 불용성 고체 불순물에는 종종 금, 은, 셀레늄과 같은 귀중한 희귀 원소가 포함되어 있습니다.
역사
일렉트로잉은 가장 오래된 산업 전해 공정입니다.영국의 화학자 험프리 데이비는 1807년 용해된 수산화나트륨의 전기분해에 의해 처음으로 원소 형태의 나트륨 금속을 얻었다.
구리의 전기 정련은 [2]1847년 로이히텐베르크 공작 막시밀리안에 의해 실험적으로 처음 증명되었다.
제임스 엘킹턴은 1865년 이 상업공정에 특허를 냈고 [3]1870년 웨일스의 펨브레이에 첫 번째 성공적인 공장을 열었다.미국 최초의 상업 공장은 1883년 뉴저지 뉴어크에 있는 발바흐 앤 선스 정제 및 제련 회사였다.
적용들
가장 일반적인 일렉트로온 금속은 납, 구리, 금, 은, 아연, 알루미늄, 크롬, 코발트, 망간 그리고 희토류와 알칼리 [citation needed]금속입니다.알루미늄의 경우,[citation needed] 이것은 유일한 생산 공정입니다.여러 산업적으로 중요한 활성 금속(물과 강하게 반응하는)은 열화학적 [citation needed]용융염의 전기 분해를 통해 상업적으로 생산됩니다.사용후 핵연료 처리를 위해 전기 정제를 이용한 실험이 수행되었다.전기 정련은 플루토늄, 세슘, 스트론튬과 같은 중금속을 독성이 낮은 우라늄 [citation needed]덩어리에서 분리할 수 있다.많은 전기 추출 시스템은 산업 폐기물 [citation needed]흐름에서 독성 금속(때로는 가치 있는)을 제거하는 데도 사용할 수 있습니다.
과정
대부분의 금속은 자연에서 산화(광석) 형태로 발생하므로 순수한 비산화 금속을 얻으려면 금속 형태로 환원(전자를 얻어야 함)해야 합니다.전해액 또는 용융염 중 몇 가지 전처리를 한 후 광석을 용해하여 전해한다.금속은 음극(고체 또는 액체 형태로 퇴적됨)에 퇴적되는 반면 양극 반응은 일반적으로 [citation needed]산소를 생성합니다.금속 황화물로는 구리, 납, 몰리브덴, 카드뮴, 니켈, 은, 코발트, 아연을 포함한 여러 금속이 자연적으로 존재한다.또, 황산염기금속광에 금 및 백금족 금속을 관련짓는다.대부분의 금속 황화물(또는 그 소금)은 전기적으로 전도성이 있기 때문에 전기화학적 산화환원반응이 용융상태 또는 수용액에서 효율적으로 일어날 수 있습니다.
니켈과 같은 일부 금속은 전해되지 않고 전해액에 남아 있습니다.그런 다음 화학 반응을 통해 금속을 정제합니다.대상 금속의 가공 과정에서 감소했지만 음극에 침전되지 않은 다른 금속은 전해 셀의 바닥으로 가라앉아 양극 슬러지 또는 양극 슬라임이라고 하는 물질을 형성합니다.이 슬러지의 금속은 표준 열정제법으로 [citation needed]제거할 수 있습니다.
금속 증착 속도는 사용 가능한 표면적과 관련이 있기 때문에 올바르게 작동하는 캐소드를 유지하는 것이 중요합니다.평판과 망상 캐소드의 두 가지 캐소드가 있으며 각각 장단점이 있습니다.평판 캐소드는 청소하고 재사용할 수 있으며, 캐소드를 스크래핑하여 도금된 금속을 회수할 수 있습니다(또는 전해된 금속이 캐소드보다 낮은 융점을 갖는 경우 캐소드를 전해된 금속의 융점까지 가열하여 캐소드를 고체로 남김).그물형 캐소드는 표면적이 넓기 때문에 평판 캐소드에 비해 증착 속도가 훨씬 높습니다.그러나 망상 캐소드는 재사용할 수 없으므로 재활용을 위해 발송해야 합니다.또는 압연 또는 추가 [1]가공이 가능한 완제품 금속의 일부가 되는 사전 정제 금속의 스타터 캐소드를 사용할 수 있다.
「 」를 참조해 주세요.
레퍼런스
- ^ a b United States Congress Office of Technology Assessment (1988). Copper, Technology & Competitiveness. DIANE Publishing. pp. 142–143. ISBN 9781428922457.
- ^ Alexander Watt, Electro-Deposition a Practical Textise, Read Books (2008년), 페이지 395.ISBN 1-4437-6683-6
- ^ John Baker Cannington Kershaw, Electro-Metallurgy, BiblioBazaar, LLC, 2008.ISBN 0-559-68189-5
