Electrowinning 101: Was ist Electrowinning?

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Von Alex Barshai, emewCorporation

Electrowinning ist eine weit verbreitete Technologie in modernen Metallrückgewinnungs-, Bergbau-, Raffinerie- und Abwasserbehandlungsanwendungen. Electrowinning ist eines der ältesten bekannten elektrolytischen Verfahren und wurde erstmals 1807 vom englischen Chemiker Humphry Davy eingeführt. Nach 66 langen Jahren übernahm die erste kommerzielle Raffinerie Balbach and Sons Refining and Smelting Company die Elektrogewinnungstechnologie und wurde kurz darauf das zweitgrößte Metallverarbeitungsunternehmen in den Vereinigten Staaten.

“Die moderne Technik schuldet der Ökologie eine Entschuldigung.”

– Wendell Berry

Aber bevor wir tiefer in das Verständnis des Elektrogewinnens eintauchen, lassen Sie uns allgemeiner betrachten, was ein elektrolytischer Prozess ist, da das Elektrogewinnen ein elektrolytischer Prozess ist.

Ein elektrolytisches Verfahren basiert auf den Prinzipien der Elektrolyse. Elektrisch leitfähige Lösung entsteht, wenn ein Elektrolyt in Wasser oder einem anderen polaren Lösungsmittel gelöst wird. Elektrolyte bestehen aus positiv und negativ geladenen Ionen (Kationen und Anionen). Wenn eine Gleichspannung an die Lösung angelegt wird, bewegen sich die positiv geladenen Ionen (Kationen) zur Kathode, während sich negativ geladene Ionen (Anionen) zur Anode bewegen. Prozesse wie diese werden elektrolytisch genannt und die Elektrogewinnung basiert auf diesem Prinzip.

Bei der Elektrogewinnung enthält der Elektrolyt gelöste Metalle, die zurückgewonnen werden müssen. Ein anderer ähnlicher Prozess ist electrorefining, das ausschließlich in den Raffinierungsanwendungen verwendet wird, um die Reinheit der Metalle zu verbessern. Beide Verfahren verwenden Galvanik und werden zur Reinigung von Nichteisenmetallen wie Kupfer und Silber verwendet.

Eine herkömmliche Elektrogewinnungseinheit besteht aus einem Tank, einem Gleichrichter und einer Pumpe. Kathoden und Anoden sind im Tank ausgerichtet. Die Pumpe füllt den Tank mit elektrolytischer Lösung. Elektrischer Strom wird durch Gleichrichter an Kathoden und Anoden in einer solchen Weise bereitgestellt, dass die Differenz des elektrischen Potentials eine Bewegung von Kationen in Richtung der Kathode erzeugt. Im Laufe der Zeit werden die positiv geladenen Ionen auf den Kathoden plattieren. Es ist wichtig zu beachten, dass bei Metallansammlungen an der Kathode die Ablagerung von Metall in Lösung abnimmt und die Beschichtung langsamer wird. Sobald die Metallabscheidung auf eine Geschwindigkeit abnimmt, die für die Galvanisierung nicht ausreicht, werden die Kathoden mit reinem abgeschiedenem Metall geerntet. Bei der Abwasserbehandlung wird die Lösung (Abwasser) von Nichteisenmetallen gereinigt oder deutlich gereinigt und kann durch chemische Fällung weiterbehandelt oder im industriellen Prozess wiederverwendet werden.

Die Elektrogewinnung war bis vor 20 Jahren mit dem Aufkommen fortschrittlicher Elektrogewinnungstechnologien, die zylindrische Zellen mit hoher Durchflussrate verwenden, um die Stoffübertragungsrate zu verbessern, Probleme im Zusammenhang mit Verarmungszonen zu überwinden und die Produktion von hochreinen Metallen auch in Gegenwart von Verunreinigungen zu ermöglichen, weitgehend unverändert. Electrometals war der erste, der die erste zylindrische Elektrogewinnungszelle entwickelte und vermarktete, bekannt als emew®, was für Electrometals electrowinning steht. Das Aufkommen von zylindrischen Elektrogewinnungszellen hat die Anwendbarkeit von Elektrogewinnungszellen über die reine Metallraffination hinaus auf Recycling, Abfall- und Abwasserbehandlung und sogar auf High-Tech-Industrien wie Halbleiter ausgeweitet.

Während die Elektrogewinnung hauptsächlich zur Rückgewinnung von Nichteisenmetallen wie Kupfer, Nickel, Zinn, Cadmium oder Edelmetallen wie Gold, Silber und Platin verwendet wird, wird sie auch in Branchen eingesetzt, die eine Abwasserbehandlung erfordern. Eine Elektrogewinnungsanlage kann 24 Stunden am Tag, 7 Tage die Woche betrieben werden und bietet einige große Vorteile:

  • Reduzierung des Abfall- und Wasserverbrauchs
  • Verbesserte Prozesskontrolle
  • Einhaltung von Umweltgenehmigungen
  • Rückgewonnene Metalle mit Gewinn verkauft
  • Stabile Produktionstechnologie

Angesichts all dessen bleibt die Elektrogewinnungstechnologie ein Kernprozess in der Bergbau-, Raffinerie- und Metallveredelungsindustrie , großen finanziellen und Umweltnutzen zur Verfügung stellend.

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