Electroganancia

La electroobtención , también llamada electroextracción , es la electrodeposición de metales a partir de sus minerales , los cuales se han puesto en solución mediante un proceso comúnmente conocido como lixiviación. El electrorefinado utiliza un proceso similar para eliminar impurezas de un metal. Sin embargo, en el electrorefinado, el balance electrónico global es cero, mientras que la electroobtención muestra un consumo electrónico neto positivo en la reacción global. Ambos procesos utilizan la electrodeposición a gran escala y son técnicas importantes para la purificación económica y sencilla de metales no ferrosos . Los metales resultantes se denominan electroobtenidos .

En la electroobtención, se hace pasar una corriente eléctrica desde un ánodo inerte a través de una solución de lixiviación que contiene los iones metálicos disueltos, de modo que el metal se recupera a medida que se reduce y se deposita en un proceso de galvanoplastia sobre el cátodo . En la electrorefinación, el ánodo consiste en el metal impuro (por ejemplo, cobre ) que se va a refinar. El ánodo metálico impuro se oxida y el metal se disuelve en la solución. Los iones metálicos migran a través del electrolito hacia el cátodo donde se deposita el metal puro. ^{[ 1 ]} Las impurezas sólidas insolubles que sedimentan debajo del ánodo a menudo contienen valiosos elementos raros como oro , plata y selenio .

La electroobtención es el proceso electrolítico industrial más antiguo . El químico inglés Humphry Davy obtuvo sodio metálico en forma elemental por primera vez en 1807 mediante la electrólisis de hidróxido de sodio fundido .

La electrorefinación del cobre fue demostrada experimentalmente por primera vez por Maximiliano, duque de Leuchtenberg, en 1847. ^{[ 2 ]}

James Elkington patentó el proceso comercial en 1865 y abrió la primera planta exitosa en Pembrey , Gales, en 1870. ^{[ 3 ]} La primera planta comercial en los Estados Unidos fue la Balbach and Sons Refining and Smelting Company en Newark, Nueva Jersey, en 1883.

El níquel y el cobre se obtienen frecuentemente mediante electroobtención. ^{[ 4 ]} Estos metales poseen cierto carácter noble, lo que permite reducir sus formas catiónicas solubles a su forma metálica pura mediante potenciales aplicados moderados entre el cátodo y el ánodo. Estados Unidos utilizó ampliamente la electrorefinación —con electrolitos de sales fundidas— para producir plutonio de alta pureza para su uso en armas nucleares. ^{[ 5 ]}

La mayoría de los minerales metálicos contienen metales de interés (por ejemplo , oro , cobre , níquel ) en algún estado de oxidación, por lo que el objetivo de la mayoría de las operaciones metalúrgicas es reducirlos químicamente a su forma metálica pura. La cuestión es cómo convertir minerales metálicos altamente impuros en metales puros a granel. Se han desarrollado numerosas operaciones para lograrlo, una de las cuales es la electroobtención. En un caso ideal, el mineral se extrae en una solución que luego se somete a electrólisis . El metal se deposita en el cátodo . En la práctica, este proceso idealizado se complica por algunas o todas las siguientes consideraciones: el contenido de metal es bajo (un pequeño porcentaje es lo típico), otros metales se depositan compitiendo con el deseado, el mineral no se disuelve fácil ni eficientemente. Por estas razones, la electroobtención generalmente solo se utiliza en soluciones purificadas de un metal deseado, por ejemplo, extractos de cianuro de minerales de oro. ^{[ 6 ]}

Dado que las tasas de deposición de metal están relacionadas con el área superficial disponible, es importante mantener los cátodos en buen estado. Existen dos tipos de cátodos: de placa plana y reticulados , cada uno con sus propias ventajas y desventajas. Los cátodos de placa plana se pueden limpiar y reutilizar, y los metales depositados se pueden recuperar raspando mecánicamente el cátodo (o, si el metal electrolizado tiene un punto de fusión inferior al del cátodo, calentando este último hasta su punto de fusión, lo que provoca que el metal electrolizado se licúe y se separe del cátodo, que permanece sólido). Los cátodos reticulados tienen una tasa de deposición mucho mayor que los de placa plana debido a su mayor área superficial. Sin embargo, los cátodos reticulados no son reutilizables y deben enviarse a reciclar. Como alternativa, se pueden utilizar cátodos de iniciación de metales prerrefinados, que se integran al metal final listo para laminar o procesar posteriormente. ^{[ 1 ]}

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