فرایند الکترووینینگ برای بازیابی فلزات

مراحل کلی فرایند الکترووینینگ:

1. تهیه محلول حاوی فلز:

   • پس از فرآیند لیچینگ، محلولی حاوی یون‌های فلزی (مانند Cu²⁺، Au³⁺، Zn²⁺) به دست می‌آید.

   • این محلول ممکن است حاوی ناخالصی‌هایی باشد که قبل از الکترووینینگ تصفیه می‌شوند.

2. انتقال محلول به سلول الکترووینینگ:

   • محلول به سلول الکترولیتی منتقل می‌شود که شامل دو الکترود است:

     • کاتد (الکترود منفی): معمولاً از جنس فولاد ضد زنگ، تیتانیوم یا فلزات دیگر ساخته می‌شود.

     • آند (الکترود مثبت): معمولاً از جنس سرب، گرافیت یا مواد مقاوم در برابر خوردگی ساخته می‌شود.

3. اعمال جریان الکتریکی:

   • با اعمال جریان مستقیم (DC)، یون‌های فلزی در محلول به سمت کاتد حرکت می‌کنند.

   • در کاتد، یون‌های فلزی الکترون می‌گیرند و به صورت فلز خالص روی سطح کاتد رسوب می‌کنند.

4. واکنش‌های الکتروشیمیایی:

   • در کاتد: یون‌های فلزی کاهش می‌یابند و به فلز خالص تبدیل می‌شوند.

     $${\text{M}}^{n+}+n{e}^{-}\to \text{M}$$

     (به عنوان مثال، برای مس: ${\text{Cu}}^{2+}+2e^{-}\to \text{Cu}$)

   • در آند: آب اکسید شده و اکسیژن و پروتون تولید می‌شود (در صورت استفاده از آندهای غیرقابل مصرف).

     $$2{\text{H}}_2\text{O}\to {\text{O}}_2+4{\text{H}}^{+}+4e^{-}$$

5. جمع‌آوری فلز:

   • فلز رسوب کرده روی کاتد به صورت صفحات، پودر یا اشکال دیگر جمع‌آوری می‌شود.

   • فلز به دست آمده معمولاً خلوص بالایی دارد (بالای ۹۹٫۹٪).

فلزات رایج بازیابی شده با الکترووینینگ:

1. مس (Cu): از محلول‌های سولفات مس.

2. طلا (Au): از محلول‌های سیانید طلا.

3. نقره (Ag): از محلول‌های سیانید نقره.

4. روی (Zn): از محلول‌های سولفات روی.

5. نیکل (Ni): از محلول‌های سولفات نیکل.

6. کبالت (Co): از محلول‌های سولفات کبالت.

مزایای الکترووینینگ:

• امکان بازیابی فلزات با خلوص بالا.

• سازگاری با محلول‌های کم عیار.

• کاهش هزینه‌های انرژی در مقایسه با روش‌های سنتی مانند ذوب.

• قابلیت استفاده در بازیافت فلزات از ضایعات الکترونیکی و صنعتی.

کاربردهای الکترووینینگ:

• صنایع معدنی: استخراج فلزات از سنگ معدن.

• بازیافت: بازیابی فلزات از ضایعات الکترونیکی، باتری‌ها و کاتالیست‌ها.

• تصفیه فلزات: تولید فلزات با خلوص بالا برای مصارف صنعتی.

الکترووینینگ یک روش پایدار و مؤثر برای بازیابی فلزات است و نقش مهمی در اقتصاد چرخه‌ای (Circular Economy) ایفا می‌کند.