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affinage électrolytique
affinage électrolytique de déchets nucléaires pour la récupération de carburant.

en électrochimie, le terme affinage électrolytique (ou électroraffinage) Fait référence au processus de électrophorétique de métaux afin d'éliminer les impuretés[1] présent en eux.

Au cours de ce processus, le métal impur agit comme anode; sous l'action d'un différence de potentiel fourni de l'extérieur, le métal passe dans une solution électrolytique sous la forme d'ions, et des ions métalliques sont déposés à cathode, tandis que les impuretés précipitent sous la forme de « boue d'anode » (dans le cas où ils ont une plus grande noblesse de métal pour le raffinage) ou restent en solution (dans le cas où ils ont une petite noblesse du métal à affiner). Par exemple, lors du raffinage électrolytique cuivre est la formation de boues riches anodique or et argent (Qui sont en cuivre plus noble), tandis que les métaux moins nobles restent en solution.[2]

histoire

Il doit être Maximilien de Leuchtenberg la première expérience dans le raffinage électrolytique de laboratoire cuivre, en 1847.[3] Le procédé industriel de cuivre de raffinage a ensuite été breveté en 1865 par James Elkington.[4] En 1870, il a ouvert le premier de raffinage électrolytique du cuivre en usine de Pembrey (en Pays de Galles).[4]

applications

raffinage électrolytique de cuivre

affinage électrolytique
Schéma de fonctionnement d'une cellule pour l'affinage électrolytique du cuivre (à gauche: l'anode en cuivre pour le raffinage et la boue d'anode, à droite: la cathode de cuivre pur).

Le raffinage électrolytique du cuivre est effectuée dans une cellule électrolytique dans laquelle l'anode est constituée par du cuivre à purifier tandis que la cathode est initialement constituée par une feuille mince de la plaque de cuivre pur, sur lequel vous allez déposer du cuivre pur au cours de l'autre processus en provenance « anode. Les électrodes sont immergées dans un une solution d'électrolyte aqueuse contenant acide sulfurique (H2SO4) et sulfate de cuivre (CuSO4).

A l'anode se produit la dissolution de cuivre métallique (Cu(S)) Dans ions cuivriques (Cu2+(Aq)), Tandis qu'à la cathode a lieu dans la réduction des ions cuivriques de cuivre métallique pur (Cu °(S)). Ainsi, dans la cellule se suit demi-réactions:

tous les 'anodeCu(S) → Cu2+(Aq) + second-
au cathodeCu2+(Aq) + second- → Cu °(S)

Au cours de la dissolution du cuivre, les impuretés consistant en métaux moins nobles (y compris arsenic, bismuth et nickel)[5] rester en solution, alors que ceux constitués de métaux nobles plus (y compris or, argent et platine[5]) Précipiter à anode de correspondance formant le soi-disant « boue d'anode ».

Pour le fonctionnement de la cellule est nécessaire différence de potentiel électrique quelques dixièmes de volt (Environ 0,25 V);[6] que cette faible valeur est due au fait que le potentiel d'électrode standard des deux électrodes est à peu près égal, les deux étant constituée principalement de cuivre; alors la différence de potentiel nécessaire ne sert qu'à gagner la surtension concentration (en raison de la différence de concentration de l'espèce électroactive dans les deux demi-cellules) et chutes ohmiques (associé à résistance électrique de la solution).[6] Il a en particulier une consommation de énergie électrique environ 0,25 kWh pour kilogramme de cuivre produit.[6]

Les cathodes obtenues sont fabriqués à partir de cuivre ayant une pureté supérieure à 99,99%,[5] typiquement dans des plaques de 96 x 95 x 1 cm, pesant environ 100 kg. Le cuivre électrolytique ainsi obtenu est pas encore prêt à être traité directement; en fait, il doit être refondu pour faire billettes, plaques ou tige de fil, à partir de laquelle sont obtenus en traitant les différents produits semi-finis en matière plastique (tels que des fils, des tubes, des tiges, des bandes ou des feuilles).

D'autres applications

En plus de la purification de cuivre, le procédé de raffinage électrolytique est utilisé pour extraire uranium de déchets radioactifs (Contenant des impuretés de plutonium, césium et strontium) Ou pour éliminer les métaux toxiques ou précieux à partir de courant d'origine des déchets industriels.

notes

  1. ^ Le terme « impureté » dans ce contexte fait référence à des substances qui polluent le produit, quelle que soit leur concentration plus ou moins élevé.
  2. ^ http://www.itipacinotti.it/pag_formazione/progetto_27/tecnologia/f__rame_e_sue_leghe.pdf
  3. ^ watt, p. 395
  4. ^ à b boulanger, p. 101
  5. ^ à b c McGraw-Hill Concise Encyclopedia of Science et technologie
  6. ^ à b c Le raffinage électrolytique

bibliographie

Articles connexes

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liens externes

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