電気分解のプロセスを使用して、金属 (主に銅) を精錬する場合、プロセス全体を電解精錬と呼びます。プロセスのメカニズムについて言えば、電気分解中、不純な金属の巨大なスラブが陽極として使用され、純粋な金属の薄いストリップが陰極で使用されます。
冶金学では、不純な金属を精製することは精製を構成します。製錬や焼成などの他のプロセスとは区別できます。これらの 2 つは、原材料への化学変化の関与があり、精製では、元の材料と最終的な材料は化学的に同一です。乾式冶金および湿式冶金技術は、他の多くの種類のプロセスで使用されます。
鉛の電気精製
Cupellation、Pattinson プロセス、Parkes プロセスなど、多くのプロセスが関与します。
クペレーション
灰吹は、鉛から銀を抽出する古代のプロセスの 1 つです。骨が灰化された「テスト」または「キューペル」の表面に空気が吹き付けられ、鉛が溶けます。銀と金は酸化されないままですが、鉛は酸化されてリサージされ、他の卑金属も酸化されます。
反射炉を使用して、このプロセスは18世紀に行われました。それでも、ふいごやブローシリンダーから溶融鉛の表面に空気を吹き付ける通常のタイプとは異なります。
パティンソン法
1833 年、ヒュー リー パティンソンはこのプロセスを発明し、「鉛から銀を分離するための改良された方法」と説明しました。最初に、鉛である溶融物から凝固します。微量の銀 (Ag) を含む溶融鉛では、残った液体に銀が豊富に含まれています。
下から加熱される最大 13 個の鉄鍋の列が、パティンソンの装置を構成します。少量の銀を含む鉛を中央のポットに入れ、溶かします。その後、これを冷却します。鉛は固まり、穴あき鉄製の大きな柄杓で取り出し、別の方法で次の鍋に移します。残りの金属は銀が豊富になり、反対方向の次のポットに移されます.このプロセスは、1 つのポットから次のポットへと繰り返されます。銀が豊富な金属は鍋の一方の端に蓄積され、鉛は鍋のもう一方の端に集められます。
通常、プロセスは 600 ～ 700 オンス/トンあたりで停止し、可能な濃縮レベルは鉛と銀の共晶によって制限されるため、さらなる分離のために灰吹きが行われます。このプロセスは、1 トンあたり少なくとも 250 グラムの銀を含む鉛にとって経済的でした。
パークス プロセス
1850 年、パークスのプロセスは特許を取得し、溶融亜鉛を使用しました。 2 つの溶融金属が混合されると、亜鉛は鉛と混和せず、亜鉛は分離され、2% の鉛のみを運ぶ上部に浮かびます。銀は優先的に亜鉛に溶解するため、亜鉛は銀の大部分をキャリアの上部に浮遊させます。溶融物は、亜鉛が固化し、亜鉛クラストがすくい取られるまで結合されます。亜鉛を揮発させることにより、銀が回収されます。パティンソン法は、鉛の銀が不十分な場合を除いて、パークス法に置き換えられました。この場合、パティンソンのアプローチは、銀を 1 トンあたり約 40 ～ 60 オンスに濃縮する方法を提供し、この濃度で、パークス プロセスを使用して処理することができます。
銅の電解精製
電解精製は、純粋な銅 (Cu) の薄いシートであるアノード、不純な銅 (Cu) のスラブ、およびカソードを使用して行われる、最も純粋な形の銅を得るために使用されます。酸性硫酸銅 (CuSO4 + H2SO4) が電解質として使用されます。銅 (Cu) はカソードに堆積し、セルを通る電気の通過によってアノードから溶解します。不純物は溶液中に残るか、不溶性のスラッジとして集まります。発電機が発明されたとき、このプロセスが可能になり、1869 年に南ウェールズで初めて使用されました。
鉄の電気精製
錬鉄
銑鉄は溶鉱炉の製品で、4 ～ 5% の炭素と通常はいくらかのシリコンが含まれています。鍛造可能な製品を製造するには、さらにプロセスが必要でした。これは、一般に、精錬ではなく精錬と呼ばれます。パドリング (パドリング炉で) が 18 世紀末にこれに取って代わりました。ベッセマー法による軟鋼の製造により、パドリングは取って代わられました。
精製鉄
精製という用語を使用することは、より狭い文脈です。 Henry Cort のオリジナルのパドリング プロセスは、原材料が白い鋳鉄の場合に有効でした。精錬用鍛造品の一般的な原材料はねずみ銑です。シリコンを除去してねずみ銑を使用するには、精錬のための前工程が必要でした。銑鉄を流し出し炉で溶かし、谷に流し込みます。このプロセスを使用すると、シリコンが酸化されてスラグが形成され、これが鉄の上に浮かび、トラフの端にあるダムが下げられて浮いた鉄が除去されます。ホワイト メタルはこのプロセスの産物であり、より細かい金属または精錬された鉄として知られています。
結論
ミネラルには多くの不純物が含まれています。したがって、それらを精製するために使用される好ましい方法は、電解精製です。この方法には、電気分解の概念が含まれています。つまり、2 つの電極があり、電解質が存在します。アノードは不純な金属でできたスラブで、カソードは純粋な金属の薄いシートです。電解質は、金属の可溶性塩溶液です。
銅、鉄、銀、金など、多くの鉱物がこの技術を使用して精製されます。
