가장 오래된 산업 전해 공정은 전기 우승입니다. 나트륨 금속은 1807 년 영국 화학자 Humphry Davy에 의한 용융 수산화 나트륨의 전기 분해에 의해 1807 년에 원소 형태로 처음으로 얻어졌다. Leuchtenberg 공작 인 Maximilian은 1847 년에 구리의 전기 정제를 실험적으로 시연했습니다.
전기 우승은 금속이 광석에서 용액에 배치되는 과정입니다. 반면, 전기 정제는 불순물이 금속에서 제거되는 과정입니다.
전해 정제의 주요 목표는 금속을 정화하는 것입니다. 금속이 본질적으로 자유롭게 존재하므로 금속을 정화하는 것이 매우 중요하므로 많은 불순물도 존재합니다. 이 전해질 정제에 대해 알기 위해서는 전기 분해에 대해 알아야합니다.
전기 분해는 전류가 통과하여 화학적 변화가 발생하는 과정입니다. 물질이 전자를 잃거나 얻을 때 화학적 변화를 겪었다 고합니다. 전자를 잃으면 산화라고하며 전자를 얻는 경우 감소라고합니다.
전기 분해에 의해 정제되는 금속
구리 (Cu), 아연 (Zn), 니켈,은 (Au), 금 (Au) 등은 전기 분해 과정에 의해 개선 된 금속 중 일부입니다. 양극은 금속으로 구성되어 있으며 (불행), 캐소드는 순수한 금속의 얇은 스트립으로 구성됩니다. 전해질은 동일한 물질의 가용성 염으로 만든 용액입니다.
그에 존재하는 금속과 불순물의 특성은 불순한 금속을 정제하는 데 사용되는 방법을 결정합니다. 따라서, 전해 정제 AU (금) 및 Cu (구리)가 정제된다.
야금에서 불순한 금속은 정제에 의해 정제됩니다. 전해 정제는 소모 및 제련과 같은 다른 프로세스와 구별 될 수 있습니다. 이 두 가지에서, 화학적 변화는 원료에 발생하는 반면, 정제시 최종 물질 또는 물질은 일반적으로 원래의 물질과 화학적으로 동일하다. 파이로-매금 및 수력-매금 기술을 포함하여 많은 유형의 프로세스가 사용됩니다.
정제에서 가장 흔한 두 가지 pyro-metallurgical 프로세스는 산화 및 감소입니다. 산화에서, 산소에 대해 더 큰 친화력을 갖는 금속은 선택적으로 그것과 결합하여 금속 산화물을 형성한다; 이 금속 산화물은 순수한 금속을 얻거나 폐기물로 분리되고 폐기 될 수 있도록 추가로 처리 될 수 있습니다. 감소는 산화의 반대입니다. 금속 산화물 화합물은이 과정에서 환원제 (탄소)를 갖는 용광로에 넣습니다.
금속은 모든 결합 된 산소를 방출하여 순수한 금속을 탄소와 결합하여 탄소를 형성합니다. hydro-metallurgical 공정은 금속 회수 방법으로 정의 될 수 있으며, 이는 가압 환경에서 H2O, O2 및 기타 화학적 시약을 결합하여 수성 매체를 사용하여 각각의 광석 및 폐기물로부터 금속을 얻는 데 사용됩니다 (아마도 또는 그렇지 않을 수도 있음).
전해 세포는 전기 정제 과정에서 재료 (종종 금속)를 정화하는 데 사용됩니다. 불순한 금속은 양극으로 작용하고 금속의 순수한 샘플은 음극으로 작용합니다. 금속의 양이온을 함유하는 용액에서, 불순한 금속 및 음극의 샘플이 침지되고, 전류가 그들 사이에 전달된다. 금속은 불순한 성분으로부터 제거되고 음극에서 순수한 형태로 증착된다.
구리의 전해 정제 (CU)
전기 분해에 의한 구리와 같은 금속을 정제 할 때, 원유 금속은 용액에 들어가는 양극으로 사용됩니다. 순수한 금속은 음극에 퇴적되며, 이는 전해 정제라고합니다.
전해 탱크에서 사용 된 전해질은 산성 구리 황산염입니다 (CUSO4 + 희석 H2SO4). 양극은 전원 공급 장치 (배터리)의 양의 단자와 연결된 불순한 구리 블록입니다. 세포의 음극은 매우 순수한 구리 금속의 얇은 스트립입니다.
고급 구리를 생성하기 위해서는 전해 정제가 주요 방법입니다. 전기 정제 후 (녹고 주조 된 후) 산소 수준은 0.018%-0.025%로 제어됩니다. 전기 정제는 구리의 불순한 양극으로부터 구리 황산 (CUSO4) 및 황산 (H2SO4)을 함유하는 전해질에 전기 화학적으로 용해되는 구리를 포함한다. 그런 다음 전기 화학적으로, 순수한 구리 (전해질로부터 Cu)를 스테인레스 스틸 또는 구리 캐소드에 증착시킨다. 이것은 지속적인 과정입니다.
다음 반응은 구리 (Cu)의 전해 정제 중에 발생합니다 -
캐소드 반응 :
cu2 + + 2e– → cu
양극 반응 :
cu → cu2 + + 2e-
불용성 불순물은 양극에 고정되거나 양극 진흙으로 정제 셀의 바닥에 떨어집니다. 그들은 거기에서 제거되어 구리 금속 회수 공장과 부산물 금속 회수 공장으로 보내집니다. 모든 가용성 불순물은 세포를 떠나 흐르는 전해질에 용해된다. 전기 정제의 주요 목적은 음극 구리를 고품질로 만드는 것입니다.
이것의 주요 요구 사항은-간격이 있고 평평한 수직 양극 및 음극이며, 모든 음극면에 걸쳐있어 따뜻하고 높은 cu²+ 전해질의 일정하고 부드럽게 흐르는 공급과 곡물 반복 제제 및 레벨링의 연속적이고 제어되는 공급.
결론
따라서 전해질 정제는 전기 분해를 사용하여 금속 정제에 중요한 역할을합니다. 전기 정제에서, 불순한 금속은 양극이 만들어지고 순수한 금속은 음극으로 만들어집니다. 양극은 산화가 발생하거나 전자 손실이 발생하는 장소 또는 전극이며, 음극은 전자의 감소 또는 이득이 발생하는 장소 또는 전극입니다.
화학적 변화는 산화 및 감소에 의해 이루어집니다. 전해질은 동일한 물질의 가용성 염으로 만든 용액입니다.
이 과정은 순수한 상태에서 금속을 얻는 데 매우 중요합니다. 구리 및 금과 같은이 과정에 의해 많은 금속이 정제됩니다.
