Hielscher Ultrasonics
Θα χαρούμε να συζητήσουμε τη διεργασία σας.
Καλέστε μας: +49 3328 437-420
Γράψτε μας: [email protected]

Ηλεκτρολυτική ανάκτηση με υπερήχους για τη βιομηχανική εξαγωγή μετάλλων

Καθώς η παγκόσμια ζήτηση για χαλκό, νικέλιο, κοβάλτιο, ψευδάργυρο, άργυρο, χρυσό, σπάνια μέταλλα και υλικά που σχετίζονται με τις μπαταρίες συνεχίζει να αυξάνεται, οι παραγωγοί μετάλλων βρίσκονται υπό πίεση να ανακτήσουν μεγαλύτερη αξία από μεταλλεύματα, συμπυκνώματα, τέλματα, ρεύματα ανακυκλωμένων υλικών και πρώτες ύλες χαμηλής περιεκτικότητας. Στην υδρομεταλλουργία, μία από τις πλέον καθιερωμένες μεθόδους ανάκτησης μετάλλων είναι η ηλεκτρολυτική ανάκτηση, γνωστή και ως ηλεκτροεξαγωγή: τα διαλυμένα μεταλλικά ιόντα ανακτώνται από ένα διάλυμα έκπλυσης με την εφαρμογή ηλεκτρικού ρεύματος, το οποίο ανάγει τα ιόντα και αποθέτει το μέταλλο σε μια κάθοδο.

Ηλεκτρολυτική ανάκτηση με υπερήχους για βελτιωμένη υδρομεταλλουργική ανάκτηση μετάλλων

Η ηλεκτρολυτική ανάκτηση με υπερήχους εξελίσσει αυτή την αρχή συνδυάζοντας την ηλεκτρολυτική ανάκτηση με υπερήχους υψηλής έντασης. Το αποτέλεσμα είναι μια ηχοηλεκτροχημική διεργασία στην οποία η ακουστική σπηλαίωση, οι μικροροές και η ηλεκτροχημική αναγωγή δρουν από κοινού. Αντί να βασίζεται μόνο στο ηλεκτρικό δυναμικό και στη συμβατική κυκλοφορία του ηλεκτρολύτη, η ηλεκτρολυτική ανάκτηση με υπερήχους εισάγει έντονη τοπική ανάμειξη απευθείας στη διεπιφάνεια του ηλεκτροδίου ή κοντά σε αυτήν, εκεί όπου πραγματοποιείται η απόθεση του μετάλλου. Έχει αναφερθεί ευρέως ότι οι υπέρηχοι ενισχύουν τη μεταφορά μάζας, διαταράσσουν τη στιβάδα διάχυσης, καθαρίζουν τις επιφάνειες των ηλεκτροδίων, απομακρύνουν τις φυσαλίδες αερίου και υποστηρίζουν υψηλότερους ρυθμούς ηλεκτροχημικών αντιδράσεων.

Αίτημα πληροφοριών



Αυτή η ηχοηλεκτροχημική διάταξη επιτρέπει την εφαρμογή ηλεκτρικού ρεύματος απευθείας στο ηχοτρόδιο της συσκευής υπερήχων. Έτσι το ηχοτρόδιο λειτουργεί ως ηλεκτρόδιο – κάθοδος ή άνοδος.

Ηλεκτροχημική κατεργασία με υπερήχους με χρήση του ηχοτροδίου και του τοιχώματος του αντιδραστήρα ως ηλεκτροδίων.

Ηχοηλεκτροχημικοί καθετήρες: 2 μετατροπείς υπερήχων αναδεύουν την άνοδο και την κάθοδο, αντίστοιχα. Τα ηχοηλεκτρόδια ή οι ηχοηλεκτροχημικοί καθετήρες λειτουργούν ταυτόχρονα ως ηλεκτρόδια και καθετήρες υπερήχων για βελτιωμένη ηλεκτρολυτική ανάκτηση μετάλλων.

Ηχοηλεκτροχημικές κεφαλές: 2 μετατροπείς υπερήχων διεγείρουν μηχανικά την άνοδο και την κάθοδο, αντίστοιχα. Τα ηχοηλεκτρόδια ή οι ηχοηλεκτροχημικές κεφαλές λειτουργούν ταυτόχρονα ως ηλεκτρόδια και ως κεφαλές υπερήχων για βελτιωμένη ηλεκτρολυτική ανάκτηση.

Από το μετάλλευμα στην κάθοδο: Πώς λειτουργεί η ηλεκτροαπόθεση με υπερήχους

Η βιομηχανική ηλεκτρολυτική ανάκτηση συνήθως ξεκινά με έκπλυση. Σε αυτό το προηγούμενο στάδιο της διεργασίας, το μέταλλο-στόχος διαλύεται από μετάλλευμα, συμπύκνωμα, υπόλειμμα διεργασίας, σκωρία, μαύρη μάζα, ηλεκτρονικά απόβλητα ή άλλη μεταλλουργική πρώτη ύλη σε υδατικό διάλυμα. Ανάλογα με τη χημεία του μετάλλου και του μεταλλεύματος, το μέσο έκπλυσης μπορεί να είναι όξινο, αλκαλικό, με βάση χλωριούχα, θειικά ή κυανιούχα άλατα, αμμωνιακό, με βάση οργανικά οξέα ή χημικά προσαρμοσμένο με άλλον τρόπο ώστε να διαλύει την πολύτιμη μεταλλική φάση.
Μετά την έκπλυση, το εμπλουτισμένο διάλυμα έκπλυσης συνήθως διαυγάζεται, καθαρίζεται και ρυθμίζεται ως προς το pH, την αγωγιμότητα, τη θερμοκρασία, τη συγκέντρωση μετάλλου και το προφίλ προσμίξεων. Στο κελί ηλεκτρολυτικής ανάκτησης, αυτός ο ηλεκτρολύτης που περιέχει μέταλλο ρέει μεταξύ μιας ανόδου και μιας καθόδου. Όταν εφαρμόζεται ελεγχόμενο ρεύμα, τα διαλυμένα μεταλλικά ιόντα μεταναστεύουν και ανάγονται στην επιφάνεια της καθόδου, όπου σχηματίζουν στερεή μεταλλική απόθεση. Στην ηλεκτρολυτική ανάκτηση με υπερήχους, οι υπέρηχοι εισάγονται σε αυτό το ηλεκτροχημικό περιβάλλον, ώστε η ακουστική ενέργεια να εντείνει τη μεταφορά ιόντων και την ανανέωση της οριακής στιβάδας του ηλεκτροδίου.

Με απλά λόγια, η ακολουθία της διεργασίας είναι η εξής:

  • Έκπλυση: Τα πολύτιμα μέταλλα διαλύονται από το μετάλλευμα ή τη δευτερογενή πρώτη ύλη και μεταφέρονται στο διάλυμα.
  • Ρύθμιση του διαλύματος: Το υγρό έκπλυσης καθαρίζεται ή ρυθμίζεται ώστε να βελτιωθούν η εκλεκτικότητα και η συμπεριφορά απόθεσης.
  • Ηχοηλεκτροχημική απόθεση: Οι υπέρηχοι και το ηλεκτρικό ρεύμα δρουν ταυτόχρονα στο κελί ηλεκτρολυτικής ανάκτησης.
  • Ανάκτηση από την κάθοδο: Οι μεταλλικές αποθέσεις συλλέγονται ως ελάσματα, σκόνη, σπόγγος, φύλλα ή άλλες μορφές απόθεσης, ανάλογα με τον σχεδιασμό της διεργασίας.
  • Ανακυκλοφορία ηλεκτρολύτη: Ο εξαντλημένος ηλεκτρολύτης μπορεί να αναγεννηθεί, να ανακυκλωθεί ή να επιστραφεί στο υδρομεταλλουργικό κύκλωμα.

 

Ηχοηλεκτροχημεία – Παρουσίαση της επίδρασης των υπερήχων στην ηλεκτρόλυση κατά παρτίδεςΑυτό το βίντεο παρουσιάζει τη θετική επίδραση της άμεσης εφαρμογής υπερήχων στο ηλεκτρόδιο στο ηλεκτρικό ρεύμα. Χρησιμοποιείται ένας ομογενοποιητής υπερήχων UP100H της Hielscher (100 βατ, 30kHz) με αναβάθμιση για ηλεκτροχημικές εφαρμογές και ηλεκτρόδιο/ηχοτρόδιο τιτανίου. Η ηλεκτρόλυση αραιού θειικού οξέος παράγει αέριο υδρογόνο και αέριο οξυγόνο. Η εφαρμογή υπερήχων μειώνει το πάχος του στρώματος διάχυσης στην επιφάνεια του ηλεκτροδίου και βελτιώνει τη μεταφορά μάζας κατά την ηλεκτρόλυση. Η εφαρμογή υπερήχων μπορεί να αυξήσει σημαντικά τον ρυθμό παραγωγής αέριου υδρογόνου στην ηλεκτρολυτική κυψελίδα.
Αυτό το βίντεο παρουσιάζει τη θετική επίδραση της άμεσης εφαρμογής υπερήχων στο ηλεκτρόδιο στο ηλεκτρικό ρεύμα. Χρησιμοποιείται ένας ομογενοποιητής υπερήχων UP100H της Hielscher (100 βατ, 30kHz) με αναβάθμιση για ηλεκτροχημικές εφαρμογές και ηλεκτρόδιο/ηχοτρόδιο τιτανίου. Η ηλεκτρόλυση αραιού θειικού οξέος παράγει αέριο υδρογόνο και αέριο οξυγόνο. Η εφαρμογή υπερήχων μειώνει το πάχος του στρώματος διάχυσης στην επιφάνεια του ηλεκτροδίου και βελτιώνει τη μεταφορά μάζας κατά την ηλεκτρόλυση. Η εφαρμογή υπερήχων μπορεί να αυξήσει σημαντικά τον ρυθμό παραγωγής αέριου υδρογόνου στην ηλεκτρολυτική κυψελίδα.

 

Ηχοηλεκτροχημικός αντιδραστήρας εν σειρά με καθετήρα υπερήχων UIP2000hdT για υψηλότερες αποδόσεις μετάλλων μέσω ηλεκτρολυτικής ανάκτησης με υπερήχους

Ηχοηλεκτροχημική διάταξη εν σειρά

Γιατί η κατεργασία με υπερήχους βελτιώνει την ηλεκτρολυτική ανάκτηση

UIP2000hdT, μια ισχυρή συσκευή υπερήχων 2000 watts που αναδεύει μια κάθοδο για βελτιωμένη ωμική θέρμανση. Η συνεργιστική προσέγγιση της ωμικής θέρμανσης με υπερήχους παρέχει υψηλότερες αποδόσεις στην εκχύλιση φυτικών υλών και στην επεξεργασία τροφίμων.Ο κύριος περιοριστικός παράγοντας σε πολλά συστήματα ηλεκτρολυτικής ανάκτησης δεν είναι μόνο η ίδια η ηλεκτρική αντίδραση. Είναι η παροχή νέων μεταλλικών ιόντων στην επιφάνεια της καθόδου, η απομάκρυνση των προϊόντων της αντίδρασης και των φυσαλίδων αερίου, καθώς και η διατήρηση μιας ενεργής, καθαρής και ομοιογενούς διεπιφάνειας του ηλεκτροδίου. Οι υπέρηχοι αντιμετωπίζουν άμεσα αυτούς τους περιορισμούς.
Όταν υπέρηχοι υψηλής ισχύος εισέρχονται στον ηλεκτρολύτη, δημιουργούν ακουστική σπηλαίωση: σχηματίζονται μικροσκοπικές φυσαλίδες, οι οποίες ταλαντώνονται και καταρρέουν. Αυτές οι καταρρεύσεις δημιουργούν μικροπίδακες, κρουστικά κύματα και έντονη τοπική διάτμηση. Κατά την επεξεργασία στην υγρή φάση, αυτό μπορεί να προκαλέσει τοπική ανάμειξη, μικροανάμειξη, διασπορά, διάσπαση συσσωματωμάτων και επιτάχυνση της μεταφοράς στη διεπιφάνεια.
Η τεχνολογία υπερήχων και η ηχοηλεκτρική τεχνολογία της Hielscher βασίζονται στην ελεγχόμενη ακουστική σπηλαίωση για την επεξεργασία υγρών, κατά την οποία τα υπερηχητικά κύματα δημιουργούν πεδία σπηλαίωσης που παράγουν διάτμηση, κρουστικά κύματα, μικροπίδακες και αναπαραγώγιμη μεταφορά ενέργειας σε ρευστά, αιωρήματα και πολφούς.
Στην ηλεκτρολυτική ανάκτηση, αυτές οι επιδράσεις είναι ιδιαίτερα πολύτιμες, επειδή η ηλεκτροχημική αντίδραση λαμβάνει χώρα σε μια επιφάνεια. Οι υπέρηχοι μπορούν να μειώσουν τις βαθμίδες συγκέντρωσης κοντά στο ηλεκτρόδιο, να συμπιέσουν ή να διαταράξουν το στρώμα διάχυσης και να μεταφέρουν συνεχώς νέα μεταλλικά ιόντα στην κάθοδο. Πρόσφατη εργασία σχετικά με την ενίσχυση της ηλεκτροχημικής μεταφοράς μάζας μέσω υπερήχων περιγράφει την αύξηση του ρεύματος μέσω συμπίεσης του στρώματος διάχυσης που προκαλείται από την ακουστική ροή, ενώ έρευνες σχετικά με την ηλεκτροαπόθεση υποβοηθούμενη από υπερήχους αναφέρουν βελτιωμένη μεταφορά ιόντων μέσω της σπηλαίωσης, της μικροροής και των επιδράσεων της ακουστικής πίεσης.

Η συνέργεια: Κατεργασία με υπερήχους και ηλεκτροχημεία

Το πλεονέκτημα της ηλεκτρολυτικής ανάκτησης με υπερήχους δεν έγκειται απλώς στο ότι οι υπέρηχοι «αναδεύουν» το διάλυμα. Τα Hielscher Sono-Electro-Probes συνδυάζουν ανιχνευτές υπερήχων και ηλεκτρόδια που εισάγουν ταυτόχρονα υπερήχους υψηλής έντασης και ηλεκτρικό ρεύμα σε ένα ηλεκτροχημικό σύστημα. Το κλειδί εδώ είναι η συνεργιστική σύζευξη δύο ενεργειακών πεδίων: η ηλεκτρική ενέργεια κινεί την αντίδραση αναγωγής των μεταλλικών ιόντων, ενώ η ακουστική ενέργεια βελτιώνει τις φυσικές συνθήκες και τις συνθήκες στη διεπιφάνεια υπό τις οποίες πραγματοποιείται αυτή η αντίδραση.
Αυτή η συνέργεια μπορεί να προσφέρει διάφορα οφέλη με βιομηχανική σημασία:

  • Αυξημένη μεταφορά μάζας: Η κατεργασία με υπερήχους βελτιώνει την παροχή διαλυμένων μεταλλικών ιόντων στην επιφάνεια της καθόδου, μειώνοντας την τοπική εξάντλησή τους.
  • Καθαρότερες επιφάνειες ηλεκτροδίων: Η σπηλαίωση και η ακουστική ροή βοηθούν στην απομάκρυνση των παθητικοποιητικών υμενίων, των χαλαρά προσκολλημένων σωματιδίων, των φυσαλίδων αερίου και των προϊόντων της αντίδρασης.
  • Δυνατότητα βελτίωσης της απόδοσης ρεύματος: Μια πιο ενεργή διεπιφάνεια του ηλεκτροδίου μπορεί να μειώσει τις απώλειες που συνδέονται με την πόλωση συγκέντρωσης και την παρεμπόδιση της επιφάνειας, αν και η τελική απόδοση εξαρτάται από τη χημική σύσταση του ηλεκτρολύτη και τις παραμέτρους λειτουργίας.
  • Πιο ομοιόμορφη απόθεση: Η ηλεκτροαπόθεση υποβοηθούμενη από υπερήχους έχει συσχετιστεί με πιο λείες, πυκνότερες και πιο ομοιόμορφες αποθέσεις και με δομές λεπτότερων κόκκων.
  • Ταχύτερη κινητική ηλεκτροαπόθεσης: Η ενισχυμένη μεταφορά μάζας και η ενεργοποίηση της επιφάνειας μπορούν να επιτρέψουν υψηλότερους ρυθμούς απόθεσης υπό βελτιστοποιημένες συνθήκες.
  • Μειωμένοι περιορισμοί λόγω διάχυσης: Διαταράσσοντας το οριακό στρώμα στο ηλεκτρόδιο, οι υπέρηχοι μπορούν να υποστηρίξουν μια πιο σταθερή διαδικασία απόθεσης, ακόμη και όταν οι συγκεντρώσεις μετάλλων είναι σχετικά χαμηλές.
  • Καλύτερος χειρισμός σύνθετων ηλεκτρολυτών: Η ανάδευση με υπερήχους μπορεί να υποστηρίξει την επεξεργασία αιωρημάτων, λεπτών σωματιδίων και δύσκολων στην επεξεργασία διαλυμάτων έκπλυσης, βελτιώνοντας τη διασπορά και μειώνοντας την τοπική στασιμότητα.

Αυτό καθιστά την ηλεκτρολυτική ανάκτηση με υπερήχους ιδιαίτερα ελκυστική για υδρομεταλλουργικά κυκλώματα όπου η συμβατική ηλεκτρολυτική ανάκτηση περιορίζεται από την αργή κινητική, την κακή μορφολογία της απόθεσης, την πόλωση συγκέντρωσης, την επικάθιση ρύπων στα ηλεκτρόδια, την κάλυψη από φυσαλίδες αερίου ή τη χαμηλή συγκέντρωση μεταλλικών ιόντων.

ΗχοηλεκτροχημείαΗ Hielscher κατασκευάζει συσκευές υπερήχων για χρήση ως ηλεκτρόδια σε διατάξεις ηχοηλεκτροχημικών διεργασιών. Χρησιμοποιήστε αυτή τη διάταξη για την ακαδημαϊκή σας έρευνα ή για την παραγωγή! Η επεξεργασία με υπερήχους αυξάνει το ηλεκτρικό ρεύμα, απομακρύνει τις στιβάδες παθητικοποίησης και βελτιώνει τη μεταφορά μάζας – αυξάνοντας έτσι τις ταχύτητες και τις αποδόσεις των αντιδράσεων.
Η ηχοηλεκτροχημική διαδικασία παρουσιάζει σταθερή αύξηση του ρυθμού διάλυσης. Είναι ευρέως γνωστό ότι οι υπέρηχοι αυξάνουν τη διάχυση των χημικών ειδών προς και από το ηλεκτρόδιο, γεγονός που μπορεί να εξηγήσει τη συνεχή αύξηση του ρυθμού διάλυσης

Σύγκριση συμβατικών και ηχοηλεκτροχημικών ρυθμών διάλυσης ηλεκτροδίων Pt.
Μελέτη και γραφήματα: ©Vasile et al., 2021

 

Βιομηχανικά οφέλη για την εξαγωγή μετάλλων

Για τη βιομηχανική εξαγωγή μετάλλων, η αξία της ηλεκτρολυτικής ανάκτησης με υπερήχους έγκειται στην εντατικοποίηση της διεργασίας. Είναι δυνητικά δυνατή η ανάκτηση περισσότερου μετάλλου σε συντομότερο χρόνο, με βελτιωμένη μορφολογία του αποθέματος και πιο σταθερή λειτουργία της κυψελίδας, υπό την προϋπόθεση ότι η ισχύς της κατεργασίας με υπερήχους, η γεωμετρία των ηλεκτροδίων, η σύνθεση του ηλεκτρολύτη και η πυκνότητα ρεύματος έχουν συνδυαστεί κατάλληλα.

Στην πράξη, η ηλεκτρολυτική ανάκτηση με υπερήχους υποστηρίζει:

  • Ανάκτηση από διαλύματα έκπλυσης χαμηλής περιεκτικότητας: Η καλύτερη μεταφορά μάζας μπορεί να συμβάλει στη διατήρηση της απόθεσης όταν οι συγκεντρώσεις των διαλυμένων μετάλλων δεν είναι ιδανικές.
  • Βελτιωμένη ποιότητα καθόδου: Τα πιο λεία και πιο ομοιόμορφα αποθέματα μπορούν να απλοποιήσουν τα επόμενα στάδια αποκόλλησης από την κάθοδο, τήξης, εξευγενισμού ή διαχείρισης της σκόνης.
  • Μικρότερη τάση ρύπανσης: Η συνεχής ανανέωση της επιφάνειας μπορεί να μειώσει την επίδραση της παθητικοποίησης και των ανεπιθύμητων επιφανειακών υμενίων.
  • Πιο συμπαγής σχεδιασμός της διεργασίας: Η ταχύτερη κινητική ενδέχεται να επιτρέψει τη χρήση μικρότερων κυψελίδων ή την αύξηση της δυναμικότητας επεξεργασίας, ανάλογα με τη χημεία της διεργασίας.
  • Ενισχυμένη ανάκτηση από δευτερογενείς πόρους: Η μαύρη μάζα μπαταριών, τα ηλεκτρονικά απόβλητα, οι καταλύτες, οι σκωρίες και τα βιομηχανικά κατάλοιπα συχνά παράγουν σύνθετα διαλύματα έκπλυσης, στα οποία η εντατικοποιημένη μεταφορά μάζας είναι πολύτιμη.
  • Καλύτερη δυνατότητα ελέγχου της διεργασίας: Τα σύγχρονα συστήματα υπερήχων μπορούν να ενσωματωθούν σε διατάξεις ασυνεχούς λειτουργίας ή συνεχούς λειτουργίας εν σειρά και να ρυθμιστούν μέσω του πλάτους ταλάντωσης, του χρόνου παραμονής, της παροχής, της θερμοκρασίας και της εισαγόμενης ενέργειας.

Τα ηχοηλεκτρικά συστήματα της Hielscher είναι μοναδικά: Το ηχοηλεκτρόδιο λειτουργεί ταυτόχρονα ως καθετήρας υπερήχων και ως ηλεκτρόδιο. Οι ηχοηλεκτρικές διατάξεις έχουν σχεδιαστεί για επεξεργασία υγρών με δυνατότητα κλιμάκωσης, από εργαστηριακές δοκιμές έως πιλοτική λειτουργία και βιομηχανική παραγωγή εν σειρά. Οι υπέρηχοι υψηλής ισχύος, η δυνατότητα συνεχούς λειτουργίας 24/7, η ανθεκτικότητα βιομηχανικών προδιαγραφών και οι χαμηλές απαιτήσεις συντήρησης καθιστούν τα ηχοηλεκτρικά συστήματα της Hielscher ιδανικά για βιομηχανική ηλεκτρολυτική ανάκτηση με υπερήχους.
Η γραμμική αύξηση της κλίμακας μέσω ελεγχόμενων παραμέτρων, όπως το πλάτος ταλάντωσης, η εισαγόμενη ενέργεια, η παροχή, η θερμοκρασία και ο χρόνος παραμονής, διευκολύνει σημαντικά την αύξηση της παραγωγικής δυναμικότητας.

 

Ηχοηλεκτροχημεία – Παρουσίαση της επίδρασης των υπερήχων στην ηλεκτρόλυση σε κυψελίδα τύπου HΑυτό το βίντεο παρουσιάζει τη θετική επίδραση της άμεσης εφαρμογής υπερήχων στο ηλεκτρόδιο στο ηλεκτρικό ρεύμα μιας διάταξης ηλεκτρόλυσης με κυψελίδα τύπου H. Χρησιμοποιείται ένας ομογενοποιητής υπερήχων UP100H της Hielscher (100 βατ, 30kHz) με αναβάθμιση για ηλεκτροχημικές εφαρμογές και ηλεκτρόδιο/ηχοτρόδιο τιτανίου. Η ηλεκτρόλυση αραιού θειικού οξέος παράγει αέριο υδρογόνο και αέριο οξυγόνο. Η εφαρμογή υπερήχων μειώνει το πάχος του στρώματος διάχυσης στην επιφάνεια του ηλεκτροδίου και βελτιώνει τη μεταφορά μάζας κατά την ηλεκτρόλυση. Η εφαρμογή υπερήχων μπορεί να αυξήσει σημαντικά τον ρυθμό παραγωγής αέριου υδρογόνου στην ηλεκτρολυτική κυψελίδα.
Αυτό το βίντεο παρουσιάζει τη θετική επίδραση της άμεσης εφαρμογής υπερήχων στο ηλεκτρόδιο στο ηλεκτρικό ρεύμα μιας διάταξης ηλεκτρόλυσης με κυψελίδα τύπου H. Χρησιμοποιείται ένας ομογενοποιητής υπερήχων UP100H της Hielscher (100 βατ, 30kHz) με αναβάθμιση για ηλεκτροχημικές εφαρμογές και ηλεκτρόδιο/ηχοτρόδιο τιτανίου. Η ηλεκτρόλυση αραιού θειικού οξέος παράγει αέριο υδρογόνο και αέριο οξυγόνο. Η εφαρμογή υπερήχων μειώνει το πάχος του στρώματος διάχυσης στην επιφάνεια του ηλεκτροδίου και βελτιώνει τη μεταφορά μάζας κατά την ηλεκτρόλυση. Η εφαρμογή υπερήχων μπορεί να αυξήσει σημαντικά τον ρυθμό παραγωγής αέριου υδρογόνου στην ηλεκτρολυτική κυψελίδα.

 

Η ηλεκτρολυτική ανάκτηση με υπερήχους στην αλυσίδα έκπλυσης–ηλεκτρολυτικής ανάκτησης

Σε μια συμβατική υδρομεταλλουργική μονάδα, η ηλεκτρολυτική ανάκτηση συχνά ακολουθεί την έκπλυση, τον διαχωρισμό στερεού–υγρού, τον καθαρισμό και, ορισμένες φορές, την εκχύλιση με διαλύτη ή την ιοντοανταλλαγή. Η ηλεκτρολυτική ανάκτηση με υπερήχους μπορεί να ενσωματωθεί σε αυτό το μεταγενέστερο στάδιο ανάκτησης για να εντατικοποιήσει τη μετατροπή των διαλυμένων μεταλλικών ιόντων σε στερεό μέταλλο.

Μια τυπική ακολουθία διεργασίας μπορεί να έχει ως εξής:

  1. Θραυσμένο μετάλλευμα, συμπύκνωμα, τέλματα ή δευτερογενής πρώτη ύλη υποβάλλονται σε έκπλυση για τη διάλυση του μετάλλου-στόχου.
  2. Τα αδιάλυτα στείρα ορυκτά, τα υπολειμματικά στερεά και οι ανεπιθύμητες φάσεις απομακρύνονται ή μειώνονται.
  3. Το εμπλουτισμένο διάλυμα έκπλυσης ρυθμίζεται χημικά για επιλεκτική ηλεκτρολυτική ανάκτηση.
  4. Ο ηλεκτρολύτης τροφοδοτείται σε μια κυψελίδα ηλεκτρολυτικής ανάκτησης εξοπλισμένη με ηχοηλεκτρόδια και σύστημα κυκλοφορίας.
  5. Η κατεργασία με υπερήχους βελτιώνει τη μεταφορά ιόντων και την ανανέωση της επιφάνειας των ηλεκτροδίων, ενώ το εφαρμοζόμενο ρεύμα αποθέτει το μέταλλο στην κάθοδο.
  6. Το μεταλλικό προϊόν συλλέγεται και ο ηλεκτρολύτης ανακυκλώνεται ή αποστέλλεται για περαιτέρω επεξεργασία.

Αυτός ο συνδυασμός παρουσιάζει ιδιαίτερο ενδιαφέρον στις περιπτώσεις όπου η βιομηχανία εξαγωγής μετάλλων χρειάζεται να επεξεργαστεί πιο απαιτητικούς πόρους. Πολλές μελλοντικές πρώτες ύλες έχουν χαμηλότερη περιεκτικότητα σε μέταλλα, περισσότερες προσμείξεις, λεπτότερα σωματίδια, μικτές χημικές συστάσεις ή μεταβλητή σύνθεση. Η ηλεκτρολυτική ανάκτηση με υπερήχους προσφέρει έναν τρόπο να καταστεί πιο εύρωστο το στάδιο της ηλεκτροχημικής ανάκτησης, βελτιώνοντας την αλληλεπίδραση μεταξύ του ηλεκτρολύτη και της επιφάνειας του ηλεκτροδίου.

Τα ηλεκτρόδια υπερήχων βελτιώνουν την αποδοτικότητα, την απόδοση και τον ρυθμό μετατροπής των ηλεκτροχημικών διεργασιών.

Ο καθετήρας υπερήχων λειτουργεί ως ηλεκτρόδιο. Τα υπερηχητικά κύματα προάγουν τις ηλεκτροχημικές αντιδράσεις, με αποτέλεσμα βελτιωμένη αποδοτικότητα, υψηλότερες αποδόσεις και ταχύτερους ρυθμούς μετατροπής.
Η ηχοηλεκτροχημεία βελτιώνει σημαντικά τις διεργασίες ηλεκτροαπόθεσης.

Αίτημα πληροφοριών



Ηχοηλεκτροχημική ανάκτηση μετάλλων: Υψηλότερες αποδόσεις με χαμηλότερο κόστος διεργασίας

Η ηλεκτρολυτική ανάκτηση μετάλλων αποτελεί ήδη ακρογωνιαίο λίθο της υδρομεταλλουργίας, επειδή μπορεί να ανακτά μέταλλα από υδατικά διαλύματα ως στερεά προϊόντα υψηλής αξίας. Η ηλεκτρολυτική ανάκτηση μετάλλων με υπερήχους βελτιώνει τη συμβατική ηλεκτροεξαγωγή, βελτιώνοντας την απόδοση ανάκτησης, την απόδοση ρεύματος και την κατανάλωση ενέργειας.
Οι συνεργιστικές επιδράσεις των υπερήχων ισχύος και της ηλεκτρολυτικής ανάκτησης μετάλλων αντιμετωπίζουν τους φυσικούς περιορισμούς της ηλεκτροχημικής διεπιφάνειας και υποστηρίζουν την εντατικότερη, ελεγχόμενη και δυνητικά αποδοτικότερη ανάκτηση μετάλλων. Για τις εργασίες εξόρυξης, ανακύκλωσης και μεταλλουργίας, η τεχνολογία συμβάλλει στη γεφύρωση του χάσματος μεταξύ των ολοένα πιο σύνθετων πρώτων υλών τροφοδοσίας και της ανάγκης για καθαρότερες, πιο εκλεκτικές μεθόδους εξαγωγής με υψηλότερη παραγωγική δυναμικότητα.

Η ηλεκτρολυτική ανάκτηση μετάλλων με υπερήχους ως εργαλείο εντατικοποίησης διεργασιών

Το μέλλον της εξαγωγής μετάλλων θα εξαρτηθεί από την ανάκτηση περισσότερου μετάλλου από πόρους που είναι δυσκολότερο να αξιοποιηθούν. Τα μεταλλεύματα υψηλής περιεκτικότητας μειώνονται σε πολλές περιοχές, ενώ η ζήτηση για χαλκό, νικέλιο, κοβάλτιο, μέταλλα που σχετίζονται με το λίθιο, πολύτιμα μέταλλα και σπάνια στοιχεία αυξάνεται. Ταυτόχρονα, η βιομηχανία διευρύνει το ενδιαφέρον της από τα πρωτογενή μεταλλεύματα σε δευτερογενείς πόρους, όπως χρησιμοποιημένες μπαταρίες, ηλεκτρονικά απορρίμματα, καταλύτες, βιομηχανικά υπολείμματα και νερά διεργασιών.
Η ηλεκτρολυτική ανάκτηση μετάλλων με υπερήχους προσφέρει μια ελκυστική στρατηγική εντατικοποίησης διεργασιών σε αυτό το περιβάλλον. Συνδυάζοντας την εκλεκτικότητα της ηλεκτροχημικής ανάκτησης μετάλλων με την ισχύ της σπηλαίωσης υπερήχων στις διεπιφάνειες, μπορεί να βελτιώσει τη μεταφορά μάζας, τη δραστικότητα των ηλεκτροδίων, τη μορφολογία των αποθέσεων και την ανθεκτικότητα της διεργασίας. Για τους φορείς λειτουργίας βιομηχανικών εγκαταστάσεων, αυτό σημαίνει μια πιο αποτελεσματική οδό από τα μεταλλικά ιόντα που προκύπτουν από την εκχύλιση έως το ανακτήσιμο μεταλλικό προϊόν.
Συνοπτικά, η ηλεκτρολυτική ανάκτηση μετάλλων με υπερήχους μετατρέπει την επιφάνεια της καθόδου σε μια πιο δυναμική ζώνη αντίδρασης. Η κατεργασία με υπερήχους διατηρεί ενεργή την ηλεκτροχημική διεπιφάνεια· η ηλεκτροχημεία μετατρέπει τα διαλυμένα ιόντα σε μέταλλο· και μαζί δημιουργούν μια ισχυρή πλατφόρμα για τη σύγχρονη υδρομεταλλουργική εξαγωγή.

Sono-Electro-Probes και SonoElectroReactors υψηλών επιδόσεων

Η Hielscher Ultrasonics είναι ο συνεργάτης σας με πολυετή εμπειρία στα συστήματα υπερήχων υψηλών επιδόσεων. Κατασκευάζουμε και διαθέτουμε κεφαλές και αντιδραστήρες υπερήχων τελευταίας τεχνολογίας, που χρησιμοποιούνται παγκοσμίως για εφαρμογές βαρέος τύπου σε απαιτητικά περιβάλλοντα. Για την ηχοηλεκτροχημεία, η Hielscher έχει αναπτύξει ειδικές κεφαλές υπερήχων, οι οποίες μπορούν να λειτουργούν ως κάθοδος ή/και άνοδος, καθώς και κυψελίδες αντιδραστήρων υπερήχων κατάλληλες για ηλεκτροχημικές αντιδράσεις. Διατίθενται ηλεκτρόδια και κυψελίδες υπερήχων τόσο για γαλβανικά / βολταϊκά όσο και για ηλεκτρολυτικά συστήματα.
 

Επικοινωνήστε μαζί μας τώρα και ενημερώστε μας για τις απαιτήσεις της ηλεκτροχημικής σας διεργασίας! Θα σας προτείνουμε τα καταλληλότερα ηλεκτρόδια υπερήχων και την καταλληλότερη διάταξη αντιδραστήρα!
 

Επικοινωνήστε μαζί μας! / Ρωτήστε μας!

Ζητήστε περισσότερες πληροφορίες

Χρησιμοποιήστε την παρακάτω φόρμα για να ζητήσετε πρόσθετες πληροφορίες σχετικά με ηλεκτρόδια υπερήχων για ηλεκτρολυτική ανάκτηση μετάλλων με υπερήχους, τεχνικές λεπτομέρειες και τιμές. Θα χαρούμε να συζητήσουμε μαζί σας τη διεργασία ηλεκτρολυτικής ανάκτησης μετάλλων σας και να σας προσφέρουμε το καλύτερο ηχοηλεκτροχημικό σύστημα για την εκχύλιση των μετάλλων σας!





Οι ομογενοποιητές υπερήχων υψηλής διάτμησης χρησιμοποιούνται σε εργαστηριακές, επιτραπέζιες, πιλοτικές και βιομηχανικές διεργασίες επεξεργασίας.

Η Hielscher Ultrasonics κατασκευάζει ομογενοποιητές υπερήχων υψηλών επιδόσεων για εφαρμογές ανάμειξης, διασποράς, γαλακτωματοποίησης και εκχύλισης σε εργαστηριακή, πιλοτική και βιομηχανική κλίμακα.


Συχνές ερωτήσεις

Τι είναι η ηλεκτρολυτική ανάκτηση μετάλλων;

Η ηλεκτρολυτική ανάκτηση μετάλλων είναι μια ηλεκτροχημική διεργασία ανάκτησης μετάλλων, κατά την οποία διαλυμένα μεταλλικά ιόντα ανάγονται από έναν υδατικό ηλεκτρολύτη και αποτίθενται ως στερεό μέταλλο σε μια κάθοδο. Το διάλυμα που περιέχει μέταλλα παράγεται συνήθως με εκχύλιση μεταλλευμάτων, συμπυκνωμάτων, υπολειμμάτων ή ανακυκλωμένων υλικών, και στη συνέχεια ένα εφαρμοζόμενο ηλεκτρικό ρεύμα οδηγεί στην εκλεκτική ανάκτηση του επιθυμητού μετάλλου.

Τι είναι το Sono-Electro-Probe;

Το Sono-Electro-Probe είναι ένας συνδυασμός κεφαλής υπερήχων και ηλεκτροδίου που εισάγει ταυτόχρονα υπερήχους υψηλής έντασης και ηλεκτρικό ρεύμα σε ένα ηλεκτροχημικό σύστημα. Ως ηλεκτρόδιο υπερήχων, δημιουργεί ακουστική σπηλαίωση και μικρορροές στην επιφάνεια του ηλεκτροδίου ή κοντά σε αυτήν, βελτιώνοντας τη μεταφορά μάζας, διαταράσσοντας τις στιβάδες διάχυσης, απομακρύνοντας φυσαλίδες αερίου ή υμένια παθητικοποίησης και εντατικοποιώντας έτσι ηλεκτροχημικές αντιδράσεις όπως η ηλεκτροαπόθεση, η ηλεκτρολυτική ανάκτηση μετάλλων, η ηλεκτροοξείδωση και η ηλεκτροαναγωγή.

Ποιες είναι οι εφαρμογές της ηχοηλεκτροχημείας;

Η ηχοηλεκτροχημεία μπορεί να εφαρμοστεί σε διάφορες διεργασίες και σε διαφορετικούς βιομηχανικούς κλάδους. Πολύ συνηθισμένες εφαρμογές της ηχοηλεκτροχημείας περιλαμβάνουν τις ακόλουθες:

Βιβλιογραφία / Αναφορές


Συσκευή υπερήχων UIP2000hdT (2000 watts, 20kHz) ως κάθοδος ή/και άνοδος σε δεξαμενή

Συσκευή υπερήχων UIP2000hdT (2000 watts, 20kHz) ως κάθοδος ή/και άνοδος σε δεξαμενή

Θα χαρούμε να συζητήσουμε τη διεργασία σας.

✕