1. Что такое электрохимическое извлечение?
Электрохимическое извлечение – это процесс выделения ионов металлов из электропроводящего раствора при пропускании через него постоянного электрического тока. При пропускании постоянного тока между погруженными в электропроводящий раствор анодом и катодом на катоде осаждается металл. Такой метод получения металлов и называется электрохимическим извлечением.
2. Что такое электропроводящий раствор?
Для получения электропроводящего раствора электролит надо растворить полярным растворителем, например, водой. При попадании электролита в полярный растворитель он распадается на отрицательно заряженные анионы и положительно заряженные катионы. При пропускании через раствор постоянного тока анионы притягиваются к положительно заряженному электроду (аноду), а катионы – к отрицательно заряженному (катоду). Название говорит само за себя: электропроводящие растворы – это растворы, которые проводят электрический ток, благодаря чему можно управлять движением ионов, образованных при растворении электролита.
3. Чем отличаются электрохимическое извлечение и электролитическая очистка?
Для электролитической очистки (аффинажа) используются аноды из металла с примесями. При пропускании через раствор электрического тока анод постепенно растворяется, а затем катионы металла осаждаются на катоде. При электрохимическом извлечении используются инертные аноды, а целевой металл изначально присутствует в растворе.
4. Для чего нам нужны процессы электрохимического извлечения и электролитической очистки?
Многие металлы, особенно цветные, практически не встречаются в природе в чистом виде. Обычно эти металлы находятся в минерализованном виде, поэтому для дальнейшего использования после добычи они должны быть восстановлены до металлического состояния. Электрохимическое извлечение – это и экономичный и энергоэффективный способ восстановления металлов, что объясняет его широкое применение при производстве и переработке металлов.
5. Для получения каких металлов наиболее часто используется электрохимическое извлечение?
Как правило электрохимическое извлечение используется для получения меди, золота, серебра, цинка, кобальта и никеля. Особо важную роль электрохимическое извлечение имеет в получении меди и серебра. При использовании продвинутой “вихревой” технологии электрохимического извлечения emew эффективность этого процесса еще выше – она обеспечивает чистоту получаемого металла в “пять девяток” (“Five Nines”, 99,999%) и способна значительно снизить концентрацию целевого металла в растворе (< 10 частей на миллион).
6. Где кроме добычи может использоваться электрохимическое извлечение?
Электрохимическое извлечение также может использоваться для очистки сточных вод и переработки в целом. Принцип тот же, любой материал с примесями может быть выщелачен в проводящий раствор, из которого при прикладывании постоянного напряжения может быть извлечен целевой металл (конечно, есть определенные ограничения, такие как концентрация металла, температура, уровень кислотности, химический состав и многие другие). При очистке сточных вод применение электрохимического извлечения – беспроигрышный вариант. Менее растворимые металлы отправляются на свалку, а извлеченные ценные металлы могут быть проданы для компенсации затрат на переработку.
7. Как и почему электрохимическое извлечение применяется при переработке?
Электрохимическое извлечение может быть технологическим этапом переработки цветных металлов. Цветные металлы могут бесконечно перерабатываться без потери своих свойств. Благодаря этому электрохимическое извлечение является идеальным процессом для восстановления чистых металлов из сложного сырья, содержащего смесь металлов. Во многих случаях переработка металлов дешевле добычи руды, ее переработки и получения металлов. И значение переработки в производственном цикле только возрастает по мере истощения существующих шахт и месторождений.
8. Какой процесс используется чаще – электрохимическое извлечение или электролитическая очистка?
Выбор того или иного процесса зависит от ситуации. Электролитическая очистка используется, когда анод отлит из металла с примесями. Электрохимическое извлечение используется, если металл уже растворен в электролите или гидрометаллургическое выщелачивание предпочтительнее отливки анодов из неочищенного металла. Также электрохимическое извлечение может использоваться при меньших объемах выпуска и для нишевых применений. Как электрохимическое извлечение, так и электролитическая очистка позволяют получить металл очень высокой степени чистоты, превышающей 99,99%.
9. В чем заключаются минусы традиционного электрохимического извлечения?
В большинстве случаев электрохимическое извлечение – достаточно простой и ясный процесс. В процессе электролиза целевой металл осаждается на катоде, а его концентрация в растворе снижается. По мере снижения концентрации рядом с катодом начинают образовываться так называемые обедненные зоны, концентрация целевого металла в которых ниже, чем в целом по раствору. Проблема заключается в том, что при наличии в растворе ионов других металлов они начнут осаждаться на электроде, снижая чистоту получаемого металла и эффективность использования тока.
10. Можно ли улучшить процесс электрохимического извлечения?
К счастью, продвинутые методы электрохимического извлечения позволяют избежать этих проблем. Вихревая технология электрохимического извлечения emew предлагает альтернативный подход, обеспечивающий значительно лучший результат по сравнению с традиционным электрохимическим извлечением. При электрохимическом извлечении по методу emew используются цилиндрические ячейки, электролит в которых интенсивно циркулирует вокруг электродов, что позволяет избежать проблем, связанных с обедненными зонами и позволяет продолжать работу при значительном снижении концентрации с сохранением максимально возможной чистоты металла на выходе. Кроме того, электролитические ячейки emew представляют собой закрытые системы, что полностью исключает образование кислотного тумана и выброса вредных газов, повышая таким образом безопасность труда.
Источники: