ઔદ્યોગિક ધાતુ નિષ્કર્ષણ માટે સોનો-ઇલેક્ટ્રોવિનિંગ

તાંબું, નિકલ, કોબાલ્ટ, જસત, ચાંદી, સોનું, દુર્લભ ધાતુઓ અને બેટરીને લગતી સામગ્રીઓની વૈશ્વિક માંગ સતત વધી રહી હોવાથી, ધાતુ ઉત્પાદકો પર અયસ્કો, સાંદ્રિત અયસ્કો, ખનિજ પ્રક્રિયાના અવશેષો, પુનઃચક્રિત પદાર્થપ્રવાહો અને ઓછી ધાતુસામગ્રી ધરાવતા કાચા માલમાંથી વધુ મૂલ્ય પ્રાપ્ત કરવાનું દબાણ છે. જલધાતુકર્મમાં, ધાતુની પુનઃપ્રાપ્તિ માટેની સૌથી વધુ સ્થાપિત પદ્ધતિઓમાંની એક ઇલેક્ટ્રોવિનિંગ છે, જેને ઇલેક્ટ્રોએક્સ્ટ્રેક્શન પણ કહેવામાં આવે છે: લીચિંગથી મળેલા દ્રાવણમાં વિદ્યુતપ્રવાહ લાગુ કરીને ઓગળેલા ધાતુ આયનોની પુનઃપ્રાપ્તિ કરવામાં આવે છે; આ પ્રવાહ આયનોનું અપચય કરે છે અને ધાતુને કેથોડ પર જમા કરે છે.

જલધાતુકર્મ દ્વારા ધાતુની પુનઃપ્રાપ્તિ સુધારવા માટે સોનો-ઇલેક્ટ્રોવિનિંગ

સોનો-ઇલેક્ટ્રોવિનિંગમાં ઇલેક્ટ્રોવિનિંગને ઉચ્ચ તીવ્રતાવાળા અલ્ટ્રાસાઉન્ડ સાથે જોડીને આ સિદ્ધાંતને આગળ વધારવામાં આવે છે. તેના પરિણામે સોનોવિદ્યુતરાસાયણિક પ્રક્રિયા થાય છે, જેમાં ધ્વનિક કેવિટેશન, સૂક્ષ્મ પ્રવાહન અને વિદ્યુતરાસાયણિક અપચય એકસાથે કાર્ય કરે છે. માત્ર વિદ્યુત વિભવ અને પરંપરાગત વિદ્યુતવિભાજ્ય દ્રાવણના પરિભ્રમણ પર આધાર રાખવાને બદલે, સોનો-ઇલેક્ટ્રોવિનિંગ સીધું ઇલેક્ટ્રોડના આંતરપૃષ્ઠ પર અથવા તેની નજીક તીવ્ર સ્થાનિક મિશ્રણ ઉત્પન્ન કરે છે, જ્યાં વાસ્તવમાં ધાતુનું નિક્ષેપણ થાય છે. અલ્ટ્રાસાઉન્ડ દ્રવ્ય પરિવહન વધારે છે, વિસરણ સ્તરને ખલેલ પહોંચાડે છે, ઇલેક્ટ્રોડની સપાટીઓને સાફ કરે છે, વાયુના પરપોટા દૂર કરે છે અને વધુ ઊંચા વિદ્યુતરાસાયણિક દરોને સમર્થન આપે છે, એવું વ્યાપકપણે નોંધાયું છે.

સોનો-ઇલેક્ટ્રો-પ્રોબ્સ: 2 અલ્ટ્રાસોનિક ટ્રાન્સડ્યુસરો અનુક્રમે એનોડ અને કેથોડને આંદોલિત કરે છે. સુધારેલા ઇલેક્ટ્રોવિનિંગ માટે સોનો-ઇલેક્ટ્રોડ્સ અથવા સોનો-ઇલેક્ટ્રો-પ્રોબ્સ એકસાથે ઇલેક્ટ્રોડ અને અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોબ તરીકે કાર્ય કરે છે.

અયસ્કથી કેથોડ સુધી: સોનો-ઇલેક્ટ્રોડિપોઝિશન કેવી રીતે કાર્ય કરે છે

ઔદ્યોગિક ઇલેક્ટ્રોવિનિંગ સામાન્ય રીતે લીચિંગથી શરૂ થાય છે. આ પૂર્વવર્તી તબક્કામાં, અયસ્ક, સાંદ્રિત અયસ્ક, પ્રક્રિયાના અવશેષ, સ્લેગ, બ્લેક માસ, ઇલેક્ટ્રોનિક કચરો અથવા અન્ય ધાતુકર્મીય કાચા માલમાંથી લક્ષિત ધાતુને જલીય દ્રાવણમાં ઓગાળવામાં આવે છે. ધાતુ અને અયસ્કના રસાયણશાસ્ત્રને આધારે, મૂલ્યવાન ધાતુ પ્રાવસ્થાને ઓગાળવા માટે લીચિંગ કરતું દ્રાવક અમ્લીય, ક્ષારીય, ક્લોરાઇડ આધારિત, સલ્ફેટ આધારિત, સાયનાઇડ આધારિત, એમોનિયાયુક્ત, કાર્બનિક અમ્લ આધારિત અથવા અન્ય રીતે રાસાયણિક રીતે અનુરૂપ બનાવેલું હોઈ શકે છે.
લીચિંગ પછી, ધાતુસમૃદ્ધ લીચ દ્રાવણને સામાન્ય રીતે નિતારવામાં અને શુદ્ધ કરવામાં આવે છે તથા તેનું pH, વાહકતા, તાપમાન, ધાતુની સાંદ્રતા અને અશુદ્ધિઓની રૂપરેખા સમાયોજિત કરવામાં આવે છે. ઇલેક્ટ્રોવિનિંગ કોષમાં, આ ધાતુયુક્ત વિદ્યુતવિભાજ્ય દ્રાવણ એનોડ અને કેથોડની વચ્ચે વહે છે. નિયંત્રિત વિદ્યુતપ્રવાહ લાગુ કરવામાં આવે ત્યારે, ઓગળેલા ધાતુ આયનો સ્થળાંતર કરે છે અને કેથોડની સપાટી પર તેમનું અપચય થાય છે, જ્યાં તેઓ ઘન ધાતુનો નિક્ષેપ બનાવે છે. સોનો-ઇલેક્ટ્રોવિનિંગમાં, આ વિદ્યુતરાસાયણિક વાતાવરણમાં અલ્ટ્રાસાઉન્ડ લાગુ કરવામાં આવે છે, જેથી ધ્વનિક ઊર્જા આયનોના પરિવહન અને ઇલેક્ટ્રોડના સીમા સ્તરના નવીનીકરણને તીવ્ર બનાવે છે.

સરળ શબ્દોમાં, પ્રક્રિયાનો ક્રમ નીચે મુજબ છે:

• લીચિંગ: અયસ્ક અથવા ગૌણ કાચા માલમાંથી મૂલ્યવાન ધાતુઓને દ્રાવણમાં ઓગાળવામાં આવે છે.
• દ્રાવણનું અનુકૂલન: પસંદગીક્ષમતા અને નિક્ષેપણની વર્તણૂક સુધારવા માટે લીચ દ્રાવણને શુદ્ધ અથવા સમાયોજિત કરવામાં આવે છે.
• સોનોવિદ્યુતરાસાયણિક નિક્ષેપણ: ઇલેક્ટ્રોવિનિંગ કોષમાં અલ્ટ્રાસાઉન્ડ અને વિદ્યુતપ્રવાહ એકસાથે કાર્ય કરે છે.
• કેથોડ પરથી પુનઃપ્રાપ્તિ: પ્રક્રિયાની રચનાને આધારે, ધાતુના નિક્ષેપોને પતરાં, પાઉડર, સ્પોન્જ, વરખ અથવા અન્ય નિક્ષેપ સ્વરૂપોમાં એકત્ર કરવામાં આવે છે.
• વિદ્યુતવિભાજ્ય દ્રાવણનું પુનઃપરિભ્રમણ: ધાતુની માત્રા ઘટી ગયેલા વિદ્યુતવિભાજ્ય દ્રાવણને પુનર્જીવિત કરી શકાય છે, પુનઃચક્રિત કરી શકાય છે અથવા જલધાતુકર્મીય પરિપથમાં પાછું મોકલી શકાય છે.

સોનિકેશન ઇલેક્ટ્રોવિનિંગને શા માટે સુધારે છે

ઘણી ઇલેક્ટ્રોવિનિંગ પ્રણાલીઓમાં મુખ્ય અવરોધ માત્ર વિદ્યુત પ્રતિક્રિયા પોતે જ નથી. કેથોડની સપાટી સુધી નવા ધાતુ આયનોનો પુરવઠો પહોંચાડવો, પ્રતિક્રિયાના ઉત્પાદનો અને વાયુના પરપોટા દૂર કરવા તથા સક્રિય, સ્વચ્છ અને સમાન ઇલેક્ટ્રોડ આંતરપૃષ્ઠ જાળવવું પણ મુખ્ય અવરોધો છે. અલ્ટ્રાસાઉન્ડ આ મર્યાદાઓને સીધી રીતે દૂર કરવામાં મદદ કરે છે.
જ્યારે ઉચ્ચ શક્તિવાળું અલ્ટ્રાસાઉન્ડ ઇલેક્ટ્રોલાઇટમાં પ્રવેશે છે, ત્યારે તે ધ્વનિક કેવિટેશન સર્જે છે: સૂક્ષ્મ પરપોટા બને છે, દોલન કરે છે અને તૂટી પડે છે. આ પરપોટાઓના તૂટી પડવાથી સૂક્ષ્મ જેટ, આઘાત તરંગો અને તીવ્ર સ્થાનિક કાતર બળ ઉત્પન્ન થાય છે. પ્રવાહી અવસ્થાની પ્રક્રિયામાં, આના કારણે સ્થાનિક મિશ્રણ, સૂક્ષ્મ મિશ્રણ, વિક્ષેપન, કણસમૂહોનું વિઘટન અને આંતરપૃષ્ઠીય પરિવહનમાં વેગ ઉત્પન્ન થઈ શકે છે.
પ્રવાહી પ્રક્રિયા માટેની Hielscher અલ્ટ્રાસોનિક અને સોનો-ઇલેક્ટ્રો ટેક્નોલોજી નિયંત્રિત ધ્વનિક કેવિટેશન પર કેન્દ્રિત છે, જેમાં અલ્ટ્રાસોનિક તરંગો કેવિટેશન ક્ષેત્રો ઉત્પન્ન કરે છે. આ ક્ષેત્રો કાતર બળ, આઘાત તરંગો, સૂક્ષ્મ જેટ તથા પ્રવાહીઓ, નિલંબનો અને સ્લરીઓમાં પુનરુત્પાદનક્ષમ ઊર્જા સ્થાનાંતરણ ઉત્પન્ન કરે છે.
ઇલેક્ટ્રોવિનિંગમાં આ અસરો ખાસ મૂલ્યવાન છે, કારણ કે વિદ્યુતરાસાયણિક પ્રતિક્રિયા સપાટી પર થાય છે. અલ્ટ્રાસાઉન્ડ ઇલેક્ટ્રોડની નજીકના સાંદ્રતા ઢાળ ઘટાડી શકે છે, પ્રસરણ સ્તરને સંકોચી શકે છે અથવા ખલેલ પહોંચાડી શકે છે અને કેથોડ સુધી સતત નવા ધાતુ આયનો પહોંચાડી શકે છે. અલ્ટ્રાસાઉન્ડ દ્વારા વધારવામાં આવેલા વિદ્યુતરાસાયણિક દ્રવ્ય પરિવહન અંગેનું તાજેતરનું કાર્ય ધ્વનિક પ્રવાહથી પ્રેરિત પ્રસરણ સ્તરના સંકોચન દ્વારા વિદ્યુતપ્રવાહમાં થતા વધારાનું વર્ણન કરે છે, જ્યારે અલ્ટ્રાસાઉન્ડ-સહાયિત ઇલેક્ટ્રોડિપોઝિશન અંગેનું સંશોધન કેવિટેશન, સૂક્ષ્મ પ્રવાહ અને ધ્વનિક દબાણની અસરો દ્વારા આયન પરિવહનમાં સુધારો થતો હોવાનું જણાવે છે.

સહક્રિયા: સોનિકેશન સાથે વિદ્યુતરાસાયણશાસ્ત્ર

સોનો-ઇલેક્ટ્રોવિનિંગનો લાભ માત્ર એટલો જ નથી કે અલ્ટ્રાસાઉન્ડ દ્રાવણને “હલાવે” છે. Hielscher Sono-Electro-Probes અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોબ અને ઇલેક્ટ્રોડને સંયોજિત કરે છે, જે વિદ્યુતરાસાયણિક પ્રણાલીમાં એકસાથે ઉચ્ચ તીવ્રતાવાળું અલ્ટ્રાસાઉન્ડ અને વિદ્યુતપ્રવાહ પહોંચાડે છે. અહીં મુખ્ય બાબત બે ઊર્જા ક્ષેત્રોનું સહક્રિયાત્મક યુગ્મન છે: વિદ્યુત ઊર્જા ધાતુ આયનોની અપચય પ્રતિક્રિયાને ચલાવે છે, જ્યારે ધ્વનિક ઊર્જા તે પ્રતિક્રિયા જે ભૌતિક અને આંતરપૃષ્ઠીય પરિસ્થિતિઓમાં થાય છે તેમાં સુધારો કરે છે.
આ સહક્રિયાથી ઔદ્યોગિક દૃષ્ટિએ ઉપયોગી અનેક લાભો મળી શકે છે:

• વધુ દ્રવ્ય સ્થાનાંતરણ: સોનિકેશન કેથોડની સપાટી સુધી દ્રાવિત ધાતુ આયનોનો પુરવઠો સુધારે છે, જેથી તેમની સ્થાનિક ઘટ ઘટે છે.
• વધુ સ્વચ્છ ઇલેક્ટ્રોડ સપાટીઓ: કેવિટેશન અને ધ્વનિક પ્રવાહ નિષ્ક્રિય બનાવતાં પડ, ઢીલી રીતે ચોંટેલા કણો, વાયુના પરપોટા અને પ્રતિક્રિયાના ઉત્પાદનો દૂર કરવામાં મદદ કરે છે.
• વિદ્યુતપ્રવાહની કાર્યક્ષમતામાં સુધારાની વધુ સંભાવના: વધુ સક્રિય ઇલેક્ટ્રોડ આંતરપૃષ્ઠ સાંદ્રતા ધ્રુવીકરણ અને સપાટીના અવરોધ સાથે સંકળાયેલાં નુકસાનો ઘટાડી શકે છે, જોકે અંતિમ કાર્યક્ષમતા ઇલેક્ટ્રોલાઇટના રસાયણ અને સંચાલન પરિમાણો પર આધાર રાખે છે.
• વધુ સમાન નિક્ષેપણ: અલ્ટ્રાસાઉન્ડ-સહાયિત ઇલેક્ટ્રોડિપોઝિશન વધુ લીસા, વધુ ઘન અને વધુ સમાન નિક્ષેપો તથા વધુ સૂક્ષ્મ કણરચનાઓ સાથે સંકળાયેલું હોવાનું જોવા મળ્યું છે.
• ઇલેક્ટ્રોડિપોઝિશનની વધુ ઝડપી ગતિકી: વધેલું દ્રવ્ય સ્થાનાંતરણ અને સપાટીનું સક્રિયકરણ ઇષ્ટતમ પરિસ્થિતિઓમાં વધુ ઊંચા નિક્ષેપણ દર શક્ય બનાવી શકે છે.
• પ્રસરણની ઘટેલી મર્યાદાઓ: ઇલેક્ટ્રોડ પરના સીમા સ્તરને ખલેલ પહોંચાડીને, અલ્ટ્રાસાઉન્ડ ધાતુની સાંદ્રતા પ્રમાણમાં ઓછી હોય ત્યારે પણ વધુ સાતત્યપૂર્ણ નિક્ષેપણને ટેકો આપી શકે છે.
• જટિલ ઇલેક્ટ્રોલાઇટનું વધુ સારું સંચાલન: અલ્ટ્રાસોનિક હલનચલન વિક્ષેપન સુધારીને અને સ્થાનિક સ્થિરતા ઘટાડીને નિલંબનો, સૂક્ષ્મ કણો અને પ્રક્રિયા કરવા મુશ્કેલ લીચ દ્રાવણોની પ્રક્રિયાને ટેકો આપી શકે છે.

આથી સોનો-ઇલેક્ટ્રોવિનિંગ એવા હાઇડ્રોમેટલર્જિકલ પરિપથો માટે ખાસ આકર્ષક બને છે, જ્યાં પરંપરાગત ઇલેક્ટ્રોવિનિંગ ધીમી ગતિકી, નિક્ષેપની નબળી આકારરચના, સાંદ્રતા ધ્રુવીકરણ, ઇલેક્ટ્રોડ પર મેલ જમવો, વાયુના પરપોટાથી સપાટી ઢંકાઈ જવી અથવા ધાતુ આયનોની ઓછી સાંદ્રતાને કારણે મર્યાદિત હોય છે.

Pt ઇલેક્ટ્રોડના પરંપરાગત અને સોનોવિદ્યુતરાસાયણિક દ્રાવણ દરોની તુલના.
અભ્યાસ અને આલેખો: ©Vasile et al., 2021

ધાતુ નિષ્કર્ષણ માટેના ઔદ્યોગિક લાભો

ધાતુઓના ઔદ્યોગિક નિષ્કર્ષણ માટે સોનો-ઇલેક્ટ્રોવિનિંગનું મૂલ્ય પ્રક્રિયાના તીવ્રીકરણમાં રહેલું છે. જો સોનિકેશનની શક્તિ, ઇલેક્ટ્રોડની ભૂમિતિ, ઇલેક્ટ્રોલાઇટની સંરચના અને વિદ્યુતપ્રવાહ ઘનતાનો યોગ્ય મેળ બેસાડવામાં આવે, તો જમાવની સુધારેલી આકારરચના અને સેલના વધુ સ્થિર સંચાલન સાથે ઓછા સમયમાં વધુ ધાતુની પુનઃપ્રાપ્તિ સંભવિત રીતે થઈ શકે છે.

વ્યવહારિક દૃષ્ટિએ, સોનો-ઇલેક્ટ્રોવિનિંગ નીચેની બાબતોમાં મદદ કરે છે:

• ઓછી ધાતુ-સાંદ્રતા ધરાવતા લીચ દ્રાવણોમાંથી પુનઃપ્રાપ્તિ: જ્યારે ઓગળેલી ધાતુઓની સાંદ્રતા આદર્શ ન હોય, ત્યારે વધુ સારું દ્રવ્ય સ્થાનાંતરણ નિક્ષેપણ જાળવી રાખવામાં મદદ કરી શકે છે.
• કેથોડની સુધારેલી ગુણવત્તા: વધુ લીસા અને વધુ સમાન જમાવ અનુવર્તી તબક્કાઓમાં કેથોડ પરથી જમા થયેલી ધાતુને છૂટી પાડવાની, ગાળવાની, શુદ્ધ કરવાની અથવા પાઉડરને સંભાળવાની કામગીરીને સરળ બનાવી શકે છે.
• અનિચ્છનીય પડ જમા થવાની ઓછી વૃત્તિ: સપાટીનું સતત નવીનીકરણ નિષ્ક્રિયકરણ અને અનિચ્છનીય સપાટી-પડની અસર ઘટાડી શકે છે.
• પ્રક્રિયાની વધુ સુઘડ અને ઓછી જગ્યા લેતી રચના: પ્રક્રિયાના રસાયણશાસ્ત્રના આધારે, વધુ ઝડપી ગતિકી નાના સેલનો ઉપયોગ અથવા એકમ સમયમાં વધુ સામગ્રીનું સંસાધન શક્ય બનાવી શકે છે.
• ગૌણ સંસાધનોમાંથી વધેલી પુનઃપ્રાપ્તિ: બેટરી બ્લેક માસ, ઇલેક્ટ્રોનિક કચરો, ઉત્પ્રેરકો, સ્લેગ અને ઔદ્યોગિક અવશેષોમાંથી ઘણી વાર જટિલ લીચ દ્રાવણો ઉત્પન્ન થાય છે, જેમાં તીવ્ર બનાવેલું દ્રવ્ય સ્થાનાંતરણ મૂલ્યવાન હોય છે.
• પ્રક્રિયાને નિયંત્રિત કરવાની વધુ સારી ક્ષમતા: આધુનિક અલ્ટ્રાસોનિક સિસ્ટમોને બેચ અથવા સતત ઇનલાઇન વ્યવસ્થાઓમાં સંકલિત કરી શકાય છે અને કંપવિસ્તાર, નિવાસ સમય, પ્રવાહ દર, તાપમાન અને ઊર્જા ઇનપુટ દ્વારા સમાયોજિત કરી શકાય છે.

Hielscher સોનો-ઇલેક્ટ્રો-સિસ્ટમો અનન્ય છે: સોનો-ઇલેક્ટ્રોડ એકસાથે અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોબ અને ઇલેક્ટ્રોડ તરીકે કાર્ય કરે છે. સોનો-ઇલેક્ટ્રો-વ્યવસ્થાઓ પ્રયોગશાળાના પરીક્ષણથી લઈને પાયલોટ સંચાલન અને ઔદ્યોગિક ઇનલાઇન ઉત્પાદન સુધી વિસ્તારી શકાય તેવા પ્રવાહી સંસાધનને ધ્યાનમાં રાખીને રચવામાં આવી છે. ઉચ્ચ શક્તિના અલ્ટ્રાસાઉન્ડ, 24/7 સતત સંચાલનની ક્ષમતા, ઔદ્યોગિક સ્તરની મજબૂતાઈ અને ઓછી જાળવણીની જરૂરિયાત Hielscher સોનો-ઇલેક્ટ્રો-સિસ્ટમોને ઔદ્યોગિક સોનો-ઇલેક્ટ્રોવિનિંગ માટે આદર્શ બનાવે છે.
કંપવિસ્તાર, ઊર્જા ઇનપુટ, પ્રવાહ દર, તાપમાન અને નિવાસ સમય જેવા નિયંત્રિત પરિમાણો દ્વારા રેખીય રીતે કદ વધારવાથી ઉત્પાદન ક્ષમતાઓ વધારવામાં નોંધપાત્ર સરળતા થાય છે.

લીચિંગ–ઇલેક્ટ્રોવિનિંગ શૃંખલામાં સોનો-ઇલેક્ટ્રોવિનિંગ

પરંપરાગત જલધાતુકર્મ પ્લાન્ટમાં ઇલેક્ટ્રોવિનિંગ ઘણી વાર લીચિંગ, ઘન-પ્રવાહી વિભાજન, શુદ્ધીકરણ અને ક્યારેક દ્રાવક નિષ્કર્ષણ અથવા આયન વિનિમય પછી કરવામાં આવે છે. ઓગળેલા ધાતુ આયનોનું ઘન ધાતુમાં રૂપાંતરણ તીવ્ર બનાવવા માટે સોનો-ઇલેક્ટ્રોવિનિંગને આ અનુવર્તી પુનઃપ્રાપ્તિ તબક્કામાં સંકલિત કરી શકાય છે.

એક સામાન્ય પ્રક્રિયાક્રમ આ પ્રમાણે હોઈ શકે છે:

1. લક્ષિત ધાતુને ઓગાળવા માટે કચડેલા અયસ્ક, સાંદ્રિત અયસ્ક, અયસ્ક સંસાધનના અવશેષો અથવા ગૌણ કાચા માલનું લીચિંગ કરવામાં આવે છે.
2. અદ્રાવ્ય ગેંગ ખનિજો, અવશેષ ઘન પદાર્થો અને અનિચ્છનીય પ્રાવસ્થાઓને દૂર કરવામાં આવે છે અથવા તેમનું પ્રમાણ ઘટાડવામાં આવે છે.
3. પસંદગીયુક્ત ઇલેક્ટ્રોવિનિંગ માટે ધાતુથી સમૃદ્ધ લીચ દ્રાવણને રાસાયણિક રીતે સમાયોજિત કરવામાં આવે છે.
4. સોનો-ઇલેક્ટ્રોડ અને પરિભ્રમણની વ્યવસ્થાથી સજ્જ ઇલેક્ટ્રોવિનિંગ સેલમાં ઇલેક્ટ્રોલાઇટ દાખલ કરવામાં આવે છે.
5. સોનિકેશન આયન પરિવહન અને ઇલેક્ટ્રોડની સપાટીના નવીનીકરણમાં સુધારો કરે છે, જ્યારે લાગુ કરાયેલ વિદ્યુતપ્રવાહ કેથોડ પર ધાતુનો જમાવ કરે છે.
6. ધાતુના ઉત્પાદનને એકત્ર કરવામાં આવે છે અને ઇલેક્ટ્રોલાઇટને પુનઃચક્રિત કરવામાં આવે છે અથવા વધુ ઉપચાર માટે મોકલવામાં આવે છે.

જ્યાં ધાતુ નિષ્કર્ષણ ઉદ્યોગને વધુ પડકારજનક સંસાધનોનું સંસાધન કરવાની જરૂર હોય, ત્યાં આ સંયોજન ખાસ રસપ્રદ છે. ભવિષ્યમાં ઉપયોગમાં આવનારી ઘણી ફીડ સામગ્રીઓમાં ધાતુનું ઓછું પ્રમાણ, વધુ અશુદ્ધિઓ, વધુ સૂક્ષ્મ કણો, મિશ્ર રાસાયણિક પ્રણાલીઓ અથવા બદલાતી સંરચના હોય છે. ઇલેક્ટ્રોલાઇટ અને ઇલેક્ટ્રોડની સપાટી વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયામાં સુધારો કરીને સોનો-ઇલેક્ટ્રોવિનિંગ વિદ્યુતરાસાયણિક પુનઃપ્રાપ્તિના તબક્કાને વધુ સુદૃઢ બનાવવાનો માર્ગ પૂરો પાડે છે.

સોનો-વિદ્યુતરાસાયણિક ધાતુ પુનઃપ્રાપ્તિ: પ્રક્રિયાના ઓછા ખર્ચે વધુ ઉપજ

ઇલેક્ટ્રોવિનિંગ પહેલેથી જ જલધાતુકર્મનો પાયાનો આધાર છે, કારણ કે તે જલીય દ્રાવણોમાંથી ઉચ્ચ મૂલ્ય ધરાવતા ઘન ઉત્પાદનો તરીકે ધાતુઓ પુનઃપ્રાપ્ત કરી શકે છે. સોનો-ઇલેક્ટ્રોવિનિંગ પુનઃપ્રાપ્તિ કાર્યક્ષમતા, વિદ્યુતપ્રવાહ કાર્યક્ષમતા અને ઊર્જા વપરાશમાં સુધારો કરીને પરંપરાગત વિદ્યુત નિષ્કર્ષણને સુધારે છે.
ઉચ્ચ શક્તિવાળા અલ્ટ્રાસાઉન્ડ અને ઇલેક્ટ્રોવિનિંગની સહક્રિયાત્મક અસરો વિદ્યુતરાસાયણિક આંતરપૃષ્ઠની ભૌતિક મર્યાદાઓને દૂર કરવામાં મદદ કરે છે અને વધુ સઘન, નિયંત્રિત તથા સંભવિત રીતે વધુ કાર્યક્ષમ ધાતુ પુનઃપ્રાપ્તિને ટેકો આપે છે. ખનન, પુનઃચક્રણ અને ધાતુકર્મની કામગીરી માટે, આ ટેક્નોલોજી વધુ ને વધુ જટિલ બનતી કાચી સામગ્રી અને વધુ સ્વચ્છ, વધુ પસંદગીયુક્ત તથા વધુ પ્રક્રિયા ક્ષમતા ધરાવતી નિષ્કર્ષણ પદ્ધતિઓની જરૂરિયાત વચ્ચેનું અંતર ઘટાડવામાં મદદ કરે છે.

પ્રક્રિયાને તીવ્ર બનાવવાના સાધન તરીકે સોનો-ઇલેક્ટ્રોવિનિંગ

ધાતુ નિષ્કર્ષણનું ભવિષ્ય વધુ મુશ્કેલ સંસાધનોમાંથી વધુ ધાતુ પુનઃપ્રાપ્ત કરવા પર નિર્ભર રહેશે. ઘણા પ્રદેશોમાં ઉચ્ચ ગુણવત્તાનાં અયસ્ક ઘટી રહ્યાં છે, જ્યારે તાંબું, નિકલ, કોબાલ્ટ, લિથિયમ સંબંધિત ધાતુઓ, કિંમતી ધાતુઓ અને દુર્લભ તત્ત્વોની માંગ વધી રહી છે. તે જ સમયે, ઉદ્યોગ પ્રાથમિક અયસ્કથી આગળ વધીને વપરાઈ ચૂકેલી બેટરીઓ, ઇલેક્ટ્રોનિક ભંગાર, ઉત્પ્રેરકો, ઔદ્યોગિક અવશેષો અને પ્રક્રિયામાં વપરાતા પાણી જેવાં ગૌણ સંસાધનો પર પણ ધ્યાન કેન્દ્રિત કરી રહ્યો છે.
આ પરિસ્થિતિમાં સોનો-ઇલેક્ટ્રોવિનિંગ પ્રક્રિયાને તીવ્ર બનાવવાની એક આકર્ષક વ્યૂહરચના પૂરી પાડે છે. વિદ્યુતરાસાયણિક ધાતુ પુનઃપ્રાપ્તિની પસંદગીક્ષમતાને અલ્ટ્રાસોનિક કેવિટેશનની આંતરપૃષ્ઠીય શક્તિ સાથે જોડીને, તે દ્રવ્ય સ્થાનાંતરણ, ઇલેક્ટ્રોડની સક્રિયતા, જમાવની આકારરચના અને પ્રક્રિયાની સુદૃઢતામાં સુધારો કરી શકે છે. ઔદ્યોગિક સંચાલકો માટે, આનો અર્થ નિક્ષાલનથી મેળવેલા ધાતુ આયનોમાંથી પુનઃપ્રાપ્ત કરી શકાય તેવા ધાતુ ઉત્પાદન સુધી પહોંચવાનો વધુ સક્ષમ માર્ગ થાય છે.
ટૂંકમાં, સોનો-ઇલેક્ટ્રોવિનિંગ કેથોડની સપાટીને વધુ ગતિશીલ પ્રતિક્રિયા ક્ષેત્રમાં ફેરવે છે. સોનિકેશન વિદ્યુતરાસાયણિક આંતરપૃષ્ઠને સક્રિય રાખે છે; વિદ્યુતરસાયણશાસ્ત્ર દ્રાવિત આયનોને ધાતુમાં રૂપાંતરિત કરે છે; અને બંને સાથે મળીને આધુનિક જલધાતુકર્મીય નિષ્કર્ષણ માટે એક શક્તિશાળી મંચ બનાવે છે.

ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતાવાળા Sono-Electro-Probes અને SonoElectroReactors

ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતાવાળી અલ્ટ્રાસોનિક પ્રણાલીઓ માટે Hielscher Ultrasonics તમારા લાંબા સમયના અનુભવી ભાગીદાર છે. અમે અદ્યતન અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોબ અને રિએક્ટરનું ઉત્પાદન અને વિતરણ કરીએ છીએ, જેનો ઉપયોગ વિશ્વભરમાં પડકારજનક પરિસ્થિતિઓમાં ભારે કામની જરૂરિયાત ધરાવતા ઉપયોગો માટે થાય છે. સોનો-વિદ્યુતરસાયણશાસ્ત્ર માટે, Hielscher એ ખાસ અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોબ વિકસાવ્યા છે, જે કેથોડ અને/અથવા એનોડ તરીકે કાર્ય કરી શકે છે, તેમજ વિદ્યુતરાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓ માટે યોગ્ય અલ્ટ્રાસોનિક રિએક્ટર કોષો પણ વિકસાવ્યા છે. અલ્ટ્રાસોનિક ઇલેક્ટ્રોડ અને કોષો ગેલ્વેનિક / વોલ્ટેઇક તેમજ વિદ્યુતવિભાજકીય પ્રણાલીઓ માટે ઉપલબ્ધ છે.
 

હમણાં જ અમારો સંપર્ક કરો અને તમારી વિદ્યુતરાસાયણિક પ્રક્રિયાની જરૂરિયાતો વિશે અમને જણાવો! અમે તમને સૌથી યોગ્ય અલ્ટ્રાસોનિક ઇલેક્ટ્રોડ અને રિએક્ટર ગોઠવણીની ભલામણ કરીશું!
 

સાહિત્ય / સંદર્ભો

• Eugeniu Vasile, Adrian Ciocanea, Viorel Ionescu, Ioan Lepadatu, Cornelia Diac, Serban N. Stamatin (2021): Making precious metals cheap: A sonoelectrochemical – Hydrodynamic cavitation method to recycle platinum group metals from spent automotive catalysts. Ultrasonics Sonochemistry, Volume 72, 2021.
• Sherif S. Rashwan, Ibrahim Dincer, Atef Mohany, Bruno G. Pollet (2019): The Sono-Hydro-Gen process (Ultrasound induced hydrogen production): Challenges and opportunities. International Journal of Hydrogen Energy, Volume 44, Issue 29, 2019, 14500-14526.
• Yurdal K.; Karahan İ.H. (2017): A Cyclic Voltammetry Study on Electrodeposition of Cu-Zn Alloy Films: Effect of Ultrasonication Time. Acta Physica Polonica Vol 132, 2017. 1087-1090.
• Mason, T.; Sáez Bernal, V. (2012): An Introduction to Sonoelectrochemistry In: Power Ultrasound in Electrochemistry: From Versatile Laboratory Tool to Engineering Solution, First Edition. Edited by Bruno G. Pollet. 2012 John Wiley & Sons, Ltd.
• Haas, I.: Gedanken A. (2008): Synthesis of metallic magnesium nanoparticles by sonoelectrochemistry. Chemical Communications 15(15), 2008. 1795-1798.
• Ashassi-Sorkhabi, H.; Bagheri R. (2014): Sonoelectrochemical and Electrochemical Synthesis of Polypyrrole Films on St-12 Steel and Their Corrosion and Morphological Studies. Advances in Polymer Technology Vol. 33, Issue 3; 2014.
• Sono-Electrochemical Synthesis Improves Efficiency in Chemical Manufacturing