La electroobtención , también llamada electroextracción , es la electrodeposición de metales a partir de sus minerales que han sido puestos en solución mediante un proceso comúnmente conocido como lixiviación. La electrorefinación utiliza un proceso similar para eliminar las impurezas de un metal. Ambos procesos utilizan galvanoplastia a gran escala y son técnicas importantes para la purificación económica y sencilla de metales no ferrosos . Se dice que los metales resultantes se obtienen mediante obtención eléctrica .
En la electroobtención, se hace pasar una corriente eléctrica desde un ánodo inerte a través de una solución de lixiviación que contiene los iones metálicos disueltos para que el metal se recupere a medida que se reduce y se deposita en un proceso de galvanoplastia sobre el cátodo . En el electrorefinado, el ánodo está formado por el metal impuro (p. ej., cobre ) que se va a refinar. El ánodo metálico impuro se oxida y el metal se disuelve en solución. Los iones metálicos migran a través del electrolito hacia el cátodo donde se deposita el metal puro. [1] Las impurezas sólidas insolubles que se sedimentan debajo del ánodo a menudo contienen elementos raros valiosos como oro , plata y selenio .
La electroobtención es el proceso electrolítico industrial más antiguo . El químico inglés Humphry Davy obtuvo sodio metálico en forma elemental por primera vez en 1807 mediante la electrólisis de hidróxido de sodio fundido .
Maximiliano, duque de Leuchtenberg, demostró por primera vez experimentalmente la electrorefinación del cobre en 1847. [2]
James Elkington patentó el proceso comercial en 1865 y abrió la primera planta exitosa en Pembrey , Gales en 1870. [3] La primera planta comercial en los Estados Unidos fue Balbach and Sons Refining and Smelting Company en Newark, Nueva Jersey en 1883.
El níquel y el cobre se obtienen a menudo mediante electroobtención. [4] Estos metales tienen un carácter noble, lo que permite que sus formas catiónicas solubles se reduzcan a su forma metálica pura con potenciales aplicados suaves entre el cátodo y el ánodo.
La mayoría de los minerales metálicos contienen metales de interés (por ejemplo , oro , cobre , níquel ) en algunos estados oxidados y, por tanto, el objetivo de la mayoría de las operaciones metalúrgicas es reducirlos químicamente a su forma metálica pura. La cuestión es cómo convertir minerales metálicos muy impuros en metales a granel purificados. Se ha desarrollado una amplia gama de operaciones para realizar esas tareas, una de las cuales es la electroobtención. En un caso ideal, el mineral se extrae en una solución que luego se somete a electrólisis . El metal se deposita sobre el cátodo . En un sentido práctico, este proceso idealizado se complica por algunas o todas las siguientes consideraciones: el contenido de metal es bajo (un pequeño porcentaje es típico), otros metales se depositan de manera competitiva con el deseado, el mineral no se disuelve fácil o eficientemente. Por estas razones, la electroobtención normalmente sólo se utiliza en soluciones purificadas del metal deseado, por ejemplo, extractos de minerales de oro con cianuro. [5]
Debido a que las tasas de deposición de metal están relacionadas con el área de superficie disponible, es importante mantener los cátodos que funcionen correctamente. Existen dos tipos de cátodos, de placa plana y reticulados, cada uno con sus propias ventajas y desventajas. Los cátodos de placa plana se pueden limpiar y reutilizar, y los metales chapados se pueden recuperar raspando mecánicamente el cátodo (o, si el metal electrolizado tiene un punto de fusión más bajo que el cátodo, calentando el cátodo hasta el punto de fusión del metal electrolizado, lo que hace que el metal electrolizado se licuar y separar del cátodo, que permanece sólido). Los cátodos reticulados tienen una tasa de deposición mucho mayor en comparación con los cátodos de placa plana debido a su mayor superficie. Sin embargo, los cátodos reticulados no son reutilizables y deben enviarse para reciclaje. Alternativamente, se pueden usar cátodos iniciales de metales previamente refinados, que se convierten en parte integral del metal terminado, listo para laminar o procesar más. [1]
Maximillian, duque de Leuchtenberg, realizó una investigación temprana sobre este tema en el año 1847., Reproducido por Read Books (2008)