Электрометаллургия — это термин, используемый для процессов, которые рафинируют или очищают металлы с использованием электричества. Это также может быть общий термин для электрических процессов, используемых для покрытия одного металла другим в декоративных целях или в целях коррозионной стойкости. Обработка металлов с использованием электричества, как правило, не является первым шагом в очистке металлов, а является более поздним или последним этапом, используемым для создания очень чистых металлов для других промышленных процессов.
Необработанная руда, добытая из-под земли, может содержать ценный металл, такой как золото, медь или алюминий с большим количеством примесей. Некоторую переработку можно осуществить, плавя руды при высоких температурах и отделяя нужные металлы. Эти процессы дают металлы, которые по-прежнему могут содержать нежелательный процент минералов или других металлов. Электрометаллургия может использоваться несколькими способами для очистки или разделения оставшихся продуктов.
Электровыделение — это процесс, в котором электрический ток проходит через ванну на водной основе, называемую ячейкой, для разделения молекул металла или ионов на стержень или пластину. Электрическая цепь состоит из положительного и отрицательного заряда и пути прохождения электрического тока между ними. Когда два заряженных электрода, называемые катод и анод помещаются в ячейку , ионы металла будут собираться на одном из электродов. Тщательный контроль напряжения и силы тока может привести к образованию очень чистых металлических отложений. Это обычный процесс очистки меди от менее чистых медных смесей.
Еще одним электрометаллургическим процессом является электрорафинирование, при котором для нагрева и плавления частично очищенных руд с целью извлечения металлов используются более высокие электрические токи. Это обычный процесс рафинирования алюминия, который называется процессом Холла. В этом процессе частично очищенный оксид алюминия сначала производится из алюминиевой руды, называемой бокситом. Затем оксид алюминия смешивают с криолитом, минералом, состоящим из натрия, алюминия и фтора, который плавится при гораздо более низкая температура, чем оксид алюминия. Когда смесь подвергается воздействию высоких электрических токов, она плавится и производит чистый металлический алюминий.
Гальванопокрытие — это метод электрометаллургии, при котором электрический ток пропускают через водно-кислотную ванну, содержащую растворенную смесь металла и других минералов. Объект, помещенный в эту ванну и получивший электрический заряд, может притягивать ионы металла к своей поверхности, которые затем осаждаются в виде тонкого слоя на объекте. Это обычный процесс для создания изделий с покрытием, таких как хромированные детали, используемые для автомобилей, мотоциклов и бытовой техники. Металлы с гальваническим покрытием имеют не только блестящую декоративную привлекательность, но и хромирование выступает в качестве антикоррозионного покрытия, продлевающего срок службы детали.
Другим процессом, используемым в электрометаллургии, является физическое осаждение из паровой фазы. Это похоже на гальванику, потому что металл наносится на другую поверхность. Металл электрически испаряется, чтобы придать ему электрический заряд, а покрываемая поверхность получает противоположный заряд, что приводит к осаждению очень тонкого слоя металла. Вакуумная камера, в которой удаляется воздух, обычно используется для удаления кислорода, который может загрязнить продукт. Осаждение паров используется там, где водно-кислотные растворы могут повредить детали, например, в некоторых электрических цепях. Он также обладает способностью образовывать очень тонкие слои, которые могут быть полезны в электронике и некоторых промышленных процессах.
