La electroobtención , también llamada electroextracción , es la electrodeposición de metales a partir de sus minerales que se han puesto en solución mediante un proceso comúnmente conocido como lixiviación. La electrorrefinación utiliza un proceso similar para eliminar las impurezas de un metal. Ambos procesos utilizan la galvanoplastia a gran escala y son técnicas importantes para la purificación económica y sencilla de metales no ferrosos . Los metales resultantes se denominan electroobtención .
En la electroobtención, se pasa una corriente eléctrica desde un ánodo inerte a través de una solución de lixiviación que contiene los iones metálicos disueltos de modo que el metal se recupera a medida que se reduce y se deposita en un proceso de galvanoplastia sobre el cátodo . En la electrorrefinación, el ánodo consiste en el metal impuro (por ejemplo, cobre ) que se va a refinar. El ánodo metálico impuro se oxida y el metal se disuelve en la solución. Los iones metálicos migran a través del electrolito hacia el cátodo donde se deposita el metal puro. [1] Las impurezas sólidas insolubles que 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 .
La electrorrefinación del cobre fue demostrada experimentalmente por primera vez por Maximiliano, duque de Leuchtenberg, 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 cierto carácter noble, que permite que sus formas catiónicas solubles se reduzcan a su forma metálica pura a potenciales suaves aplicados 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 lo tanto, el objetivo de la mayoría de las operaciones metalúrgicas es reducirlos químicamente a su forma metálica pura. La pregunta es cómo convertir minerales metálicos altamente impuros en metales a granel purificados. Se ha desarrollado una amplia gama de operaciones para lograr 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 en el cátodo . En un sentido práctico, este proceso idealizado es complicado por algunas o todas las siguientes consideraciones: el contenido de metal es bajo (un pequeño porcentaje es típico), otros metales se depositan competitivamente con el deseado, el mineral no se disuelve fácil o eficientemente. Por estas razones, la electroobtención generalmente solo se usa en soluciones purificadas de un metal deseado, por ejemplo, extractos de cianuro de minerales de oro. [5]
Debido a que las tasas de deposición de metales están relacionadas con el área superficial disponible, es importante mantener los cátodos funcionando adecuadamente. Existen dos tipos de cátodos, los cátodos de placa plana y los cátodos reticulados, cada uno con sus propias ventajas y desventajas. Los cátodos de placa plana se pueden limpiar y reutilizar, y los metales revestidos 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 licue y se separe del cátodo, que permanece sólido). Los cátodos reticulados tienen una tasa de deposición mucho más alta en comparación con los cátodos de placa plana debido a su mayor área superficial. Sin embargo, los cátodos reticulados no son reutilizables y deben enviarse a reciclar. Alternativamente, se pueden utilizar cátodos de arranque de metales prerrefinados, que se convierten en una parte integral del metal terminado listo para laminar o procesar más. [1]
Una de las primeras investigaciones sobre este tema fue realizada por Maximiliano, duque de Leuchtenberg, en el año 1847.Reproducido por Read Books (2008)