電解採取

電解採取は電解抽出とも呼ばれ、一般に浸出と呼ばれるプロセスを経て溶液に浸出された鉱石から金属を電気めっきするものです。電解精錬は金属から不純物を取り除くのに同様のプロセスを使用します。どちらのプロセスも電気めっきを大規模に使用しており、非鉄金属を経済的かつ簡単に精製するための重要な技術です。結果として得られる金属は電解採取された金属と呼ばれます。

電解採取では、不活性陽極から溶解した金属イオンを含む浸出液に電流を流し、還元されて電気めっきプロセスで陰極に堆積するにつれて金属が回収されます。電解精製では、陽極は精製される不純な金属（銅など）で構成されます。不純な金属陽極は酸化され、金属は溶液に溶解します。金属イオンは電解質を通って陰極に向かって移動し、そこで純粋な金属が堆積します。 ^{[1]陽極の下に沈殿する不溶性の固体不純物には、}金、銀、セレンなどの貴重な希少元素が含まれていることがよくあります。

歴史

電解採取は最も古い工業用電解プロセスです。イギリスの化学者ハンフリー・デービーは、 1807 年に溶融水酸化ナトリウムの電気分解によって初めて元素の形で金属ナトリウムを得ました。

銅の電気精錬は1847年にロイヒテンベルク公爵マクシミリアンによって初めて実験的に実証されました。^[2]

ジェームズ・エルキントンは1865年に商業プロセスの特許を取得し、1870年にウェールズのペンブリーに最初の成功した工場を開設しました。 ^[3]米国で最初の商業工場は、1883年にニュージャージー州ニューアークに設立されたバルバッハ・アンド・サンズ精錬・製錬会社でした。

アプリケーション

ニッケルと銅は、多くの場合、電解採取によって得られます。^[4] これらの金属は、陰極と陽極の間に印加された弱い電位で、可溶性のカチオン形態を純粋な金属形態に還元できる貴金属特性を持っています。

プロセス

ほとんどの金属鉱石には、酸化状態の対象となる金属（金、銅、ニッケルなど）が含まれているため、ほとんどの冶金操作の目標は、それらを化学的に還元して純粋な金属の形にすることです。問題は、非常に不純な金属鉱石を精製されたバルク金属に変換する方法です。これらのタスクを達成するために、さまざまな操作が開発されており、その 1 つが電解採取です。理想的なケースでは、鉱石は溶液に抽出され、その後電気分解されます。金属は陰極に析出します。実際には、この理想的なプロセスは、次の考慮事項の一部またはすべてによって複雑になります。金属含有量が低い（通常は数パーセント）、他の金属が目的の金属と競合して析出する、鉱石が簡単にまたは効率的に溶解しない。これらの理由から、電解採取は通常、目的の金属の精製溶液、たとえば金鉱石のシアン化物抽出物にのみ使用されます。^[5]

金属の析出速度は利用可能な表面積に関係するため、適切に機能するカソードを維持することが重要である。カソードには平板型と網状型の 2 種類があり、それぞれに長所と短所がある。平板型カソードは洗浄して再利用でき、めっきされた金属は機械的に削り取るか (または、電解された金属の融点がカソードより低い場合は、電解された金属の融点までカソードを加熱して電解された金属を液化させ、固体のままのカソードから分離させる) することで回収できる。網状カソードは表面積が大きいため、平板型カソードに比べて析出速度がはるかに速い。しかし、網状カソードは再利用できず、リサイクルに出す必要がある。あるいは、精製前の金属のスターターカソードを使用することもできる。これは、圧延またはさらなる処理の準備が整った完成金属の不可欠な部分となる。^[1]

参照

電気化学工学

参考文献

^ ab 米国議会技術評価局 (1988)。銅、技術、競争力。DIANE Publishing。pp. 142–143。ISBN 9781428922457。
^ ワット、アレクサンダー (1886)。「XXIX. 電気冶金学」。電気めっき。金、銀、銅、ニッケル、その他の金属および合金の電気分解に関する実用的な論文。ロンドン: クロスビーロックウッドアンドサン。395 ページ。OCLC 3398104。この主題に関する初期の調査は、1847 年にロイヒテンベルク公爵マクシミリアンによって行われました。、Read Books (2008) より転載
^ ジョン・ベイカー・カニントン・カーショウ『Electro-Metallurgy』BiblioBazaar, LLC, 2008年。ISBN 9780559681899
^ カーフット、デレク GE (2005)。 "ニッケル"。ウルマンの工業化学百科事典。ワインハイム: ワイリー-VCH。土井：10.1002/14356007.a17_157。ISBN 978-3527306732。
^ レナー、ヘルマン;シュランプ、ギュンター。ホールマン、ディーター。リュショー、ハンス・マルティン。テューズ、ピーター。ロトハウト、ヨーゼフ。ダーマン、クラウス。ノードラー、アルフォンス。ヘクト、クリスチャン。シュロット、マーティン。ラルフ・ドリーゼルマン。ピーター、カトリン。シーレ、ライナー (2000)。「金、金合金、金化合物」。ウルマンの工業化学百科事典。土井：10.1002/14356007.a12_499。ISBN 3527306730。

外部リンク

乾式再処理におけるウランの高スループット電解精製
イオン液体によるアルミニウム電解採取と電解精錬
湿式冶金法とSX/EWプロセスが銅を「グリーン」な金属にした経緯
銅の電解採取

[copper-1] 米国議会技術評価局 (1988)。銅、技術、競争力。DIANE Publishing。pp. 142–143。ISBN 9781428922457。

[2] ワット、アレクサンダー (1886)。「XXIX. 電気冶金学」。電気めっき。金、銀、銅、ニッケル、その他の金属および合金の電気分解に関する実用的な論文。ロンドン: クロスビーロックウッドアンドサン。395 ページ。OCLC 3398104。この主題に関する初期の調査は、1847 年にロイヒテンベルク公爵マクシミリアンによって行われました。、Read Books (2008) より転載

[3] ジョン・ベイカー・カニントン・カーショウ『Electro-Metallurgy』BiblioBazaar, LLC, 2008年。ISBN 9780559681899

[ullmann-1-4] カーフット、デレク GE (2005)。 "ニッケル"。ウルマンの工業化学百科事典。ワインハイム: ワイリー-VCH。土井：10.1002/14356007.a17_157。ISBN 978-3527306732。

[UllmannAu-5] レナー、ヘルマン;シュランプ、ギュンター。ホールマン、ディーター。リュショー、ハンス・マルティン。テューズ、ピーター。ロトハウト、ヨーゼフ。ダーマン、クラウス。ノードラー、アルフォンス。ヘクト、クリスチャン。シュロット、マーティン。ラルフ・ドリーゼルマン。ピーター、カトリン。シーレ、ライナー (2000)。「金、金合金、金化合物」。ウルマンの工業化学百科事典。土井：10.1002/14356007.a12_499。ISBN 3527306730。