การสกัดโลหะด้วยคลื่นเสียงและไฟฟ้าสำหรับอุตสาหกรรม

เนื่องจากความต้องการทั่วโลกสำหรับทองแดง, นิกเกิล, โคบอลต์, สังกะสี, เงิน, ทองคำ, โลหะหายาก, และวัสดุที่เกี่ยวข้องกับแบตเตอรี่ยังคงเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ผู้ผลิตโลหะกำลังเผชิญกับแรงกดดันให้สามารถดึงคุณค่าเพิ่มเติมจากแร่, ของเหลวเข้มข้น, ของเสียจากกระบวนการผลิต, กระแสวัสดุรีไซเคิล, และวัตถุดิบคุณภาพต่ำได้มากขึ้น ในกระบวนการไฮโดรเมทัลลูรจี้ หนึ่งในวิธีการที่มั่นคงที่สุดสำหรับการสกัดโลหะคือการสกัดด้วยไฟฟ้า หรือที่รู้จักกันในชื่อการสกัดด้วยไฟฟ้า: ไอออนของโลหะที่ละลายอยู่ในสารละลายจะถูกสกัดออกมาโดยการผ่านกระแสไฟฟ้า ซึ่งจะทำให้ไอออนเกิดการลดและตกตะกอนเป็นโลหะบนขั้วไฟฟ้าแคโทด

การสกัดด้วยคลื่นเสียงและไฟฟ้าเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการสกัดโลหะด้วยวิธีไฮโดรมิทัลลูจิก

การสกัดด้วยคลื่นเสียงและไฟฟ้า (Sono-electrowinning) พัฒนาหลักการนี้โดยการผสมผสานการสกัดด้วยไฟฟ้าเข้ากับคลื่นเสียงความเข้มสูง ผลลัพธ์คือกระบวนการทางเคมีไฟฟ้าแบบคลื่นเสียง (sonoelectrochemical process) ซึ่งเกิดการเกิดโพรงเสียงในของเหลว (acoustic cavitation) การไหลของของเหลวในระดับจุลภาค (microstreaming) และการลดทางเคมีไฟฟ้า (electrochemical reduction) ที่ทำงานร่วมกัน แทนที่จะพึ่งพาเพียงศักย์ไฟฟ้าและการหมุนเวียนของอิเล็กโทรไลต์แบบดั้งเดิม วิธีการสกัดด้วยคลื่นเสียงและไฟฟ้า (sono-electrowinning) ได้แนะนำการผสมอย่างเข้มข้นในบริเวณเฉพาะที่โดยตรงที่หรือใกล้กับพื้นผิวของขั้วไฟฟ้า ซึ่งเป็นจุดที่เกิดการสะสมของโลหะจริง ๆ คลื่นเสียงได้รับการรายงานอย่างกว้างขวางว่าช่วยเพิ่มการขนส่งมวล สลายชั้นการแพร่กระจาย ทำความสะอาดพื้นผิวของขั้วไฟฟ้า กำจัดฟองอากาศ และสนับสนุนอัตราการเกิดปฏิกิริยาทางเคมีไฟฟ้าที่สูงขึ้น

โซโน-อิเล็กโทร-โพรบ: ตัวแปลงสัญญาณอัลตราโซนิก 2 ตัวกระตุ้นแอโนดและแคโทดตามลำดับ โซโน-อิเล็กโทรดหรือโซโน-อิเล็กโทร-โพรบทำหน้าที่เป็นทั้งอิเล็กโทรดและโพรบอัลตราโซนิกพร้อมกันเพื่อปรับปรุงการสกัดด้วยไฟฟ้า

จากแร่สู่แคโทด: วิธีการทำงานของการเคลือบด้วยคลื่นเสียง

การสกัดด้วยไฟฟ้าในอุตสาหกรรมมักเริ่มต้นด้วยการชะล้าง ในขั้นตอนต้นน้ำนี้ โลหะเป้าหมายจะถูกทำให้ละลายออกจากแร่ ผลิตภัณฑ์เข้มข้น ของเหลือจากกระบวนการ โลหะที่ตกค้างในตะกรัน ก้อนโลหะสีดำ ของเสียอิเล็กทรอนิกส์ หรือวัตถุดิบทางโลหะวิทยาอื่นๆ ลงในสารละลายน้ำ ขึ้นอยู่กับเคมีของโลหะและแร่ สารชะละลายอาจเป็นกรด ด่าง มีคลอไรด์เป็นฐาน มีซัลเฟตเป็นฐาน มีไซยาไนด์เป็นฐาน มีแอมโมเนียเป็นฐาน มีกรดอินทรีย์เป็นฐาน หรือปรับแต่งทางเคมีอย่างอื่นเพื่อละลายเฟสของโลหะมีค่า
หลังจากการชะล้าง สารละลายโคลนหนอนที่ผ่านการตั้งครรภ์แล้วมักจะถูกทำให้ใสบริสุทธิ์ ปรับให้บริสุทธิ์ และปรับค่า pH, ค่าการนำไฟฟ้า, อุณหภูมิ, ความเข้มข้นของโลหะ, และโปรไฟล์ของสิ่งเจือปน ในเซลล์การสกัดด้วยไฟฟ้า สารละลายอิเล็กโทรไลต์ที่มีโลหะนี้จะไหลระหว่างขั้วแอโนดและขั้วแคโทด เมื่อกระแสไฟฟ้าที่ควบคุมถูกนำไปใช้ ไอออนของโลหะที่ละลายอยู่จะเคลื่อนที่และถูกทำให้เป็นโลหะที่ผิวของแคโทด ซึ่งพวกมันจะก่อตัวเป็นตะกอนโลหะแข็ง ในกระบวนการสกัดด้วยคลื่นเสียงและไฟฟ้า คลื่นเสียงจะถูกนำเข้าสู่สภาพแวดล้อมทางเคมีไฟฟ้านี้เพื่อให้พลังงานเสียงเพิ่มความเข้มของการเคลื่อนที่ของไอออนและการฟื้นฟูชั้นผิวของอิเล็กโทรด

ในแง่ที่ง่ายที่สุด ลำดับขั้นตอนคือดังนี้:

• การชะล้าง โลหะมีค่าถูกสกัดออกมาจากแร่หรือวัตถุดิบทุติยภูมิเข้าสู่สารละลาย
• การปรับสภาพสารละลาย: น้ำชะล้างจะถูกทำให้บริสุทธิ์หรือปรับให้เหมาะสมเพื่อปรับปรุงความจำเพาะและพฤติกรรมการตกตะกอน
• การสะสมด้วยวิธีโซโน-อิเล็กโทรเคมี อัลตราซาวด์และกระแสไฟฟ้าทำงานพร้อมกันในเซลล์การสกัดด้วยไฟฟ้า
• การกู้คืนแคโทด: การเก็บเกี่ยวโลหะจะอยู่ในรูปแบบแผ่น ผง ฟองน้ำ ฟอยล์ หรือรูปแบบอื่นๆ ขึ้นอยู่กับการออกแบบกระบวนการ
• การหมุนเวียนอิเล็กโทรไลต์ อิเล็กโทรไลต์ที่หมดสภาพสามารถฟื้นฟู รีไซเคิล หรือส่งกลับเข้าสู่กระบวนการไฮโดรเมทัลลูรจิกได้

ทำไมการสั่นสะเทือนด้วยคลื่นเสียงจึงช่วยปรับปรุงการสกัดด้วยไฟฟ้า

คอขวดหลักในระบบสกัดด้วยไฟฟ้าหลายระบบไม่ได้เป็นเพียงปฏิกิริยาทางไฟฟ้าเท่านั้น แต่ยังรวมถึงการจ่ายไอออนโลหะสดไปยังพื้นผิวแคโทด การกำจัดผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยาและฟองก๊าซ และการรักษาพื้นผิวขั้วไฟฟ้าให้มีความสะอาด บริสุทธิ์ และสม่ำเสมออย่างต่อเนื่อง ซึ่งอัลตราซาวด์สามารถแก้ไขข้อจำกัดเหล่านี้ได้โดยตรง
เมื่อคลื่นเสียงความถี่สูงผ่านเข้าไปในสารละลายอิเล็กโทรไลต์ จะเกิดปรากฏการณ์อะคูสติกคาวิเตชัน: ฟองอากาศขนาดเล็กมากจะก่อตัวขึ้น สั่นสะเทือน และยุบตัวลง การยุบตัวของฟองอากาศเหล่านี้ก่อให้เกิดกระแสไมโครเจ็ต คลื่นกระแทก และแรงเฉือนเฉพาะจุดอย่างรุนแรง ในการแปรสภาพในสถานะของเหลว กระบวนการนี้สามารถทำให้เกิดการผสมเฉพาะจุด การผสมในระดับจุลภาค การกระจายตัว การแยกกลุ่มก้อน และการเร่งการเคลื่อนที่บริเวณรอยต่อระหว่างเฟส
เทคโนโลยีอัลตราโซนิกและโซโน-อิเล็กโทร-เทคโนโลยีของ Hielscher ถูกวางตำแหน่งรอบการควบคุมการเกิดโพรงอากาศในของเหลวสำหรับการประมวลผลของเหลว ซึ่งคลื่นอัลตราโซนิกสร้างสนามโพรงอากาศที่ก่อให้เกิดแรงเฉือน คลื่นกระแทก ไมโครเจ็ต และการถ่ายโอนพลังงานที่สามารถทำซ้ำได้เข้าสู่ของเหลว สารแขวนลอย และสารละลายข้น
ในการสกัดด้วยไฟฟ้า ผลกระทบเหล่านี้มีคุณค่าอย่างยิ่งเนื่องจากปฏิกิริยาเคมีไฟฟ้าเกิดขึ้นที่พื้นผิว อัลตราซาวด์สามารถลดความเข้มข้นของไอออนบริเวณใกล้ขั้วไฟฟ้า บีบอัดหรือรบกวนชั้นการแพร่ และนำไอออนโลหะสดใหม่ไปยังขั้วไฟฟ้าอย่างต่อเนื่อง งานวิจัยล่าสุดเกี่ยวกับการขนส่งมวลทางเคมีไฟฟ้าที่เสริมด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงอธิบายถึงการเพิ่มกระแสไฟฟ้าผ่านการบีบอัดชั้นการแพร่ที่ขับเคลื่อนโดยการไหลของคลื่นเสียง ในขณะที่งานวิจัยเกี่ยวกับการเคลือบผิวด้วยไฟฟ้าที่เสริมด้วยคลื่นเสียงรายงานถึงการปรับปรุงการขนส่งไอออนผ่านผลกระทบจากการเกิดโพรงอากาศ การไหลของของไหลขนาดเล็ก และแรงดันเสียง

การประสานพลัง: การสั่นด้วยคลื่นเสียงร่วมกับเคมีไฟฟ้า

ข้อดีของการสกัดด้วยคลื่นเสียงและไฟฟ้าไม่ใช่เพียงแค่ว่าคลื่นเสียง “คน” โซลูชัน Hielscher Sono-Electro-Probes รวมหัววัดอัลตราโซนิกและอิเล็กโทรดที่แนะนำคลื่นอัลตราซาวด์ความเข้มสูงและกระแสไฟฟ้าเข้าสู่ระบบอิเล็กโทรเคมีพร้อมกัน ด้วยเหตุนี้ กุญแจสำคัญคือการประสานพลังร่วมกันของสองสนามพลังงาน: พลังงานไฟฟ้าขับเคลื่อนปฏิกิริยาการลดไอออนของโลหะ ในขณะที่พลังงานเสียงช่วยปรับปรุงสภาพทางกายภาพและสภาพผิวหน้าซึ่งปฏิกิริยานั้นเกิดขึ้น
การประสานงานนี้สามารถสร้างประโยชน์ที่เกี่ยวข้องทางอุตสาหกรรมได้หลายประการ:

• การถ่ายโอนมวลที่สูงขึ้น: การโซนิเคชันช่วยเพิ่มการจ่ายไอออนโลหะที่ละลายแล้วไปยังผิวหน้าของแคโทด ลดการลดลงในท้องถิ่น
• พื้นผิวอิเล็กโทรดที่สะอาดขึ้น: การเกิดโพรงอากาศและการไหลของเสียงช่วยกำจัดฟิล์มที่เกิดการเฉื่อย อนุภาคที่เกาะไม่แน่น ฟองอากาศ และผลิตภัณฑ์จากปฏิกิริยา
• ศักยภาพในการเพิ่มประสิทธิภาพการใช้กระแสไฟฟ้า: อินเตอร์เฟซของอิเล็กโทรดที่มีความกระตือรือร้นมากขึ้นสามารถลดการสูญเสียที่เกี่ยวข้องกับการโพลาไรเซชันของความเข้มข้นและการอุดตันของผิวหน้าได้ อย่างไรก็ตาม ประสิทธิภาพสุดท้ายขึ้นอยู่กับเคมีของสารละลายไฟฟ้าและพารามิเตอร์การดำเนินงาน
• การสะสมตัวที่สม่ำเสมอมากขึ้น: การเคลือบด้วยไฟฟ้าแบบช่วยด้วยอัลตราซาวด์มีความสัมพันธ์กับการเคลือบที่เรียบเนียนกว่า มีความหนาแน่นมากกว่า มีความสม่ำเสมอมากกว่า และมีโครงสร้างเม็ดที่ละเอียดกว่า
• การเคลื่อนที่ของอิเล็กโทรดีโปสิชันที่เร็วขึ้น: การถ่ายโอนมวลที่เพิ่มขึ้นและการกระตุ้นพื้นผิวสามารถทำให้อัตราการสะสมสูงขึ้นภายใต้สภาวะที่เหมาะสม
• ข้อจำกัดการแพร่กระจายลดลง: โดยการรบกวนชั้นขอบเขตที่อิเล็กโทรด อัลตราซาวด์สามารถช่วยให้การสะสมตัวมีความสม่ำเสมอมากขึ้นได้แม้เมื่อความเข้มข้นของโลหะอยู่ในระดับที่ค่อนข้างต่ำ
• การจัดการอิเล็กโทรไลต์ที่ซับซ้อนได้ดีขึ้น: การกวนด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงสามารถช่วยสนับสนุนการประมวลผลของสารแขวนลอย อนุภาคขนาดเล็ก และของเหลวที่สกัดยาก โดยการปรับปรุงการกระจายตัวและลดการหยุดนิ่งในบริเวณเฉพาะ

สิ่งนี้ทำให้การสกัดด้วยคลื่นเสียงและไฟฟ้า (sono-electrowinning) มีความน่าสนใจเป็นพิเศษสำหรับกระบวนการไฮโดรเมทัลลูรจิกที่มีข้อจำกัดในการใช้การสกัดด้วยไฟฟ้าแบบดั้งเดิม เนื่องจากปฏิกิริยาเคมีที่ช้า รูปร่างของตะกอนที่ไม่ดี การแยกตัวของความเข้มข้น การปนเปื้อนของขั้วไฟฟ้า การปกคลุมของฟองก๊าซ หรือความเข้มข้นของไอออนโลหะต่ำ

อัตราการละลายของขั้วไฟฟ้า Pt แบบดั้งเดิมเทียบกับแบบโซโนอิเล็กโทรเคมี
การศึกษาและกราฟ: ©Vasile และคณะ, 2021

ประโยชน์ทางอุตสาหกรรมสำหรับการสกัดโลหะ

สำหรับการสกัดโลหะในอุตสาหกรรม คุณค่าของการสกัดด้วยคลื่นเสียงและไฟฟ้าอยู่ที่การเพิ่มความเข้มข้นของกระบวนการ สามารถสกัดโลหะได้มากขึ้นในระยะเวลาที่สั้นลง พร้อมกับการปรับปรุงรูปร่างของตะกอนและการทำงานของเซลล์ที่เสถียรมากขึ้น ทั้งนี้ต้องมีการปรับให้เหมาะสมระหว่างกำลังการสั่นสะเทือน รูปทรงของขั้วไฟฟ้า องค์ประกอบของสารละลายอิเล็กโทรไลต์ และความหนาแน่นของกระแสไฟฟ้า

ในทางปฏิบัติ การสกัดด้วยคลื่นเสียงและไฟฟ้าช่วยสนับสนุน:

• การฟื้นฟูจากน้ำชะระดับต่ำ: การถ่ายเทมวลที่ดีขึ้นสามารถช่วยรักษาการตกตะกอนได้เมื่อความเข้มข้นของโลหะที่ละลายอยู่ในระดับที่ไม่เหมาะสม
• คุณภาพแคโทดที่ดีขึ้น: การสะสมที่เรียบเนียนและสม่ำเสมอมากขึ้นสามารถทำให้การลอก การหลอม การกลั่น หรือการจัดการผงในขั้นตอนต่อไปง่ายขึ้น
• แนวโน้มการเกิดคราบสกปรกน้อยลง: การฟื้นฟูพื้นผิวอย่างต่อเนื่องสามารถลดผลกระทบของการทำให้เป็นสารเฉื่อยและฟิล์มผิวที่ไม่ต้องการได้
• การออกแบบกระบวนการที่กะทัดรัดมากขึ้น: การเคลื่อนที่ที่เร็วขึ้นอาจทำให้เซลล์มีขนาดเล็กกว่าหรือมีปริมาณการผลิตต่อหน่วยเวลาสูงขึ้น ขึ้นอยู่กับเคมีของกระบวนการ
• การเพิ่มประสิทธิภาพการฟื้นฟูจากทรัพยากรทุติยภูมิ แบตเตอรี่ดำมวล, ขยะอิเล็กทรอนิกส์, ตัวเร่งปฏิกิริยา, ตะกรัน, และของเสียอุตสาหกรรมมักสร้างสารละลายการชะล้างที่ซับซ้อนซึ่งการถ่ายโอนมวลที่เข้มข้นมีคุณค่า
• การควบคุมกระบวนการที่ดีขึ้น: ระบบอัลตราโซนิกสมัยใหม่สามารถผสานเข้ากับการตั้งค่าแบบชุดหรือแบบต่อเนื่องในสายการผลิตได้ และสามารถปรับแต่งได้ผ่านแอมพลิจูด, เวลาการอยู่, อัตราการไหล, อุณหภูมิ, และการป้อนพลังงาน

ระบบโซโน-อิเล็กโทรของ Hielscher มีความโดดเด่นไม่เหมือนใคร: โซโน-อิเล็กโทรดทำหน้าที่เป็นทั้งโพรบอัลตราโซนิกและอิเล็กโทรดในเวลาเดียวกัน การตั้งค่าโซโน-อิเล็กโทรได้รับการออกแบบให้รองรับการประมวลผลของเหลวที่สามารถปรับขนาดได้ ตั้งแต่การทดสอบในห้องปฏิบัติการไปจนถึงการดำเนินการในขั้นทดลองและการผลิตในสายการผลิตอุตสาหกรรม อัลตราซาวนด์กำลังสูง ความสามารถในการทำงานต่อเนื่องตลอด 24/7 ความทนทานระดับอุตสาหกรรม และการบำรุงรักษาต่ำ ทำให้ระบบโซโน-อิเล็กโทรของ Hielscher เป็นตัวเลือกที่เหมาะสมสำหรับการสกัดด้วยโซโน-อิเล็กโทรในอุตสาหกรรม
การเพิ่มขนาดแบบเชิงเส้นผ่านพารามิเตอร์ที่ควบคุมได้ เช่น แอมพลิจูด, พลังงานที่ป้อนเข้า, อัตราการไหล, อุณหภูมิ, และเวลาที่อยู่ในระบบ ช่วยให้การเพิ่มกำลังการผลิตเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ

การสกัดด้วยคลื่นเสียงและไฟฟ้าในกระบวนการชะล้าง-สกัดด้วยไฟฟ้า

ในโรงงานไฮโดรเมทัลลูรจิกแบบดั้งเดิม การแยกด้วยไฟฟ้า (electrowinning) มักถูกจัดให้อยู่ในขั้นตอนหลังจากการชะล้าง การแยกของแข็งออกจากของเหลว การทำให้บริสุทธิ์ และบางครั้งการสกัดด้วยตัวทำละลายหรือการแลกเปลี่ยนไอออน การสกัดด้วยไฟฟ้าด้วยคลื่นเสียง (Sono-electrowinning) สามารถรวมเข้ากับขั้นตอนการสกัดคืนในปลายน้ำนี้เพื่อเพิ่มความเข้มข้นของการเปลี่ยนไอออนโลหะที่ละลายอยู่ในของเหลวให้กลายเป็นโลหะแข็ง

กระบวนการทั่วไปอาจมีลักษณะดังนี้:

1. แร่บด, แร่เข้มข้น, หินทิ้ง, หรือวัตถุดิบทุติยภูมิจะถูกชะล้างเพื่อละลายโลหะเป้าหมาย
2. แร่ที่ไม่ละลาย, ของแข็งตกค้าง, และเฟสที่ไม่ต้องการจะถูกกำจัดหรือลดลง
3. สารละลายพยาธิตัวตืดที่ตั้งครรภ์ถูกปรับค่าทางเคมีสำหรับการสกัดด้วยไฟฟ้าแบบเลือกสรร
4. อิเล็กโทรไลต์ถูกป้อนเข้าสู่เซลล์การสกัดด้วยไฟฟ้าซึ่งติดตั้งโซโนอิเล็กโทรดและการหมุนเวียน
5. การโซนิเคชันช่วยปรับปรุงการขนส่งไอออนและการฟื้นฟูผิวหน้าของอิเล็กโทรดในขณะที่กระแสไฟฟ้าที่นำมาใช้ทำให้โลหะเกาะติดกับแคโทด
6. ผลิตภัณฑ์โลหะถูกเก็บเกี่ยว และสารละลายอิเล็กโทรไลต์ถูกนำกลับมาใช้ใหม่หรือส่งไปบำบัดเพิ่มเติม

การผสมผสานนี้มีความน่าสนใจเป็นพิเศษเมื่ออุตสาหกรรมการสกัดโลหะจำเป็นต้องแปรรูปทรัพยากรที่มีความท้าทายมากขึ้น วัตถุดิบหลายชนิดในอนาคตมีเกรดโลหะต่ำกว่า มีสิ่งเจือปนมากขึ้น มีอนุภาคที่ละเอียดกว่า มีเคมีผสม หรือมีองค์ประกอบที่แปรผัน การสกัดด้วยคลื่นเสียงและไฟฟ้า (Sono-electrowinning) เสนอแนวทางในการทำให้ขั้นตอนการฟื้นฟูด้วยไฟฟ้าเคมีมีความทนทานมากขึ้นโดยการปรับปรุงปฏิสัมพันธ์ระหว่างสารละลายอิเล็กโทรไลต์กับพื้นผิวของอิเล็กโทรด

การกู้คืนโลหะด้วยวิธีโซโน-อิเล็กโทรเคมิคอล: ผลผลิตสูงขึ้นด้วยต้นทุนกระบวนการที่ต่ำลง

การสกัดด้วยไฟฟ้าเป็นรากฐานสำคัญของกระบวนการไฮโดรเมทัลลูรจียมานานแล้ว เนื่องจากสามารถแยกโลหะออกจากสารละลายในน้ำได้เป็นผลิตภัณฑ์ของแข็งที่มีมูลค่าสูง การสกัดด้วยไฟฟ้าด้วยเสียง (Sono-electrowinning) ช่วยปรับปรุงการสกัดด้วยไฟฟ้าแบบดั้งเดิมโดยเพิ่มประสิทธิภาพการแยกโลหะ ประสิทธิภาพการใช้กระแสไฟฟ้า และการใช้พลังงาน
ผลเสริมฤทธิ์กันของอัลตราซาวด์กำลังสูงและอิเล็กโทรวินนิ่งช่วยแก้ไขข้อจำกัดทางกายภาพของอินเตอร์เฟซทางเคมีไฟฟ้า และสนับสนุนการฟื้นฟูโลหะที่เข้มข้นขึ้น ควบคุมได้ และอาจมีประสิทธิภาพมากขึ้น สำหรับการขุดเหมือง การรีไซเคิล และการปฏิบัติการทางโลหะวิทยา เทคโนโลยีนี้ช่วยเชื่อมช่องว่างระหว่างวัตถุดิบที่ซับซ้อนมากขึ้นกับความต้องการในเส้นทางการสกัดที่สะอาดขึ้น เลือกได้มากขึ้น และมีปริมาณการผลิตสูงขึ้น

โซโน-อิเล็กโทรวินนิงเป็นเครื่องมือในการเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการ

อนาคตของการสกัดโลหะจะขึ้นอยู่กับการนำโลหะกลับมาใช้ใหม่จากแหล่งทรัพยากรที่ยากต่อการสกัดมากขึ้น แร่คุณภาพสูงกำลังลดลงในหลายภูมิภาค ในขณะที่ความต้องการทองแดง นิกเกิล โคบอลต์ โลหะที่เกี่ยวข้องกับลิเธียม โลหะมีค่า และธาตุหายากกำลังเพิ่มขึ้น ในขณะเดียวกัน อุตสาหกรรมกำลังขยายความสนใจจากแร่ปฐมภูมิไปสู่ทรัพยากรทุติยภูมิ เช่น แบตเตอรี่ใช้แล้ว ขยะอิเล็กทรอนิกส์ ตัวเร่งปฏิกิริยา ของเสียจากอุตสาหกรรม และน้ำที่ใช้ในกระบวนการผลิต
การสกัดด้วยคลื่นเสียงและไฟฟ้าเป็นกลยุทธ์ที่น่าสนใจในการเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการสำหรับภูมิทัศน์นี้ โดยการรวมความสามารถในการเลือกสรรของการกู้คืนโลหะทางเคมีไฟฟ้าเข้ากับพลังของฟองเสียงอัลตราโซนิกที่ผิวสัมผัส สามารถปรับปรุงการถ่ายโอนมวล, กิจกรรมของขั้วไฟฟ้า, รูปร่างของตะกอน, และความทนทานของกระบวนการได้ สำหรับผู้ประกอบการอุตสาหกรรม นี่หมายถึงเส้นทางที่แข็งแกร่งขึ้นจากการสกัดไอออนโลหะที่ละลายแล้วไปสู่ผลิตภัณฑ์โลหะที่สามารถกู้คืนได้
โดยสรุป การสกัดด้วยคลื่นเสียงและไฟฟ้าเปลี่ยนพื้นผิวของขั้วไฟฟ้าให้เป็นเขตปฏิกิริยาที่มีความเคลื่อนไหวมากขึ้น การสั่นด้วยคลื่นเสียงช่วยรักษาความกระตือรือร้นของอินเตอร์เฟซทางเคมีไฟฟ้า; เคมีไฟฟ้าเปลี่ยนไอออนที่ละลายเป็นโลหะ; และทั้งหมดนี้ร่วมกันสร้างแพลตฟอร์มที่ทรงพลังสำหรับการสกัดโลหะด้วยวิธีไฮโดรเมทัลลูรจิกสมัยใหม่

โพรบโซโน-อิเล็กโทร และโซโนอิเล็กโทรรีแอคเตอร์ประสิทธิภาพสูง

Hielscher Ultrasonics เป็นพันธมิตรที่มีประสบการณ์ยาวนานสําหรับระบบอัลตราโซนิกประสิทธิภาพสูง เราผลิตและจัดจําหน่ายโพรบอัลตราโซนิกและเครื่องปฏิกรณ์ที่ล้ําสมัย ซึ่งใช้ทั่วโลกสําหรับการใช้งานหนักในสภาพแวดล้อมที่มีความต้องการสูง สําหรับโซโนอิเล็กโทรเคมี Hielscher ได้พัฒนาโพรบอัลตราโซนิกพิเศษซึ่งสามารถทําหน้าที่เป็นแคโทดและ / หรือแอโนดรวมถึงเซลล์เครื่องปฏิกรณ์อัลตราโซนิกที่เหมาะสําหรับปฏิกิริยาไฟฟ้าเคมี อิเล็กโทรดอัลตราโซนิกและเซลล์สามารถใช้ได้สําหรับระบบกัลวานิก / โวลตาอิกและระบบอิเล็กโทรไลต์
 

ติดต่อเราตอนนี้และบอกเราเกี่ยวกับข้อกําหนดของกระบวนการไฟฟ้าเคมีของคุณ! เราจะแนะนําอิเล็กโทรดอัลตราโซนิกและการตั้งค่าเครื่องปฏิกรณ์ที่เหมาะสมที่สุด!
 

วรรณกรรม / อ้างอิง

• ยูเจนิอู วาซิลี, อาเดรียน ชิโอคาเนีย, วิโอเรล อิโอเนสคู, อิโออัน เลปาดาตู, คอร์เนเลีย ดิอัค, เซอร์บัน เอ็น. สตามาติน (2021): การทำให้โลหะมีค่ามีราคาถูก: วิธีการโซโนอิเล็กโทรเคมิคัล-ไฮโดรไดนามิกคาวิเทชันเพื่อรีไซเคิลโลหะกลุ่มแพลทินัมจากตัวเร่งปฏิกิริยาในรถยนต์ที่ใช้แล้ว อุลตราโซนิกส์ โซโนเคมี, เล่มที่ 72, 2021.
• Sherif S. Rashwan, Ibrahim Dincer, Atef Mohany, Bruno G. Pollet (2019): กระบวนการโซโน-ไฮโดร-เจน (การผลิตไฮโดรเจนโดยใช้คลื่นเสียงความถี่สูง): ความท้าทายและโอกาส วารสารนานาชาติด้านพลังงานไฮโดรเจน, เล่มที่ 44, ฉบับที่ 29, 2019, หน้า 14500-14526.
• ยูร์ดัล เค.; คาราฮาน อ.ฮ. (2017): การศึกษาโวลแทมเมทรีแบบวงรอบในการเคลือบฟิล์มโลหะผสม Cu-Zn ด้วยวิธีอิเล็กโทรดีเพรสชั่น: ผลกระทบของระยะเวลาการใช้อัลตราโซนิกActa Physica Polonica เล่ม 132, 2017. 1087-1090.
• เมสัน, ที.; ซาเอซ เบอร์นัล, วี. (2012): บทนำสู่โซโนอิเล็กโทรเคมี ใน: อัลตราซาวนด์พลังงานในอิเล็กโทรเคมี: จากเครื่องมือห้องปฏิบัติการอเนกประสงค์สู่การแก้ปัญหาทางวิศวกรรม, ฉบับพิมพ์ครั้งแรก. บรรณาธิการโดย Bruno G. Pollet. 2012 John Wiley & บริษัท ซันส์ จำกัด
• Haas, I.: ความคิด A. (2008): การสังเคราะห์อนุภาคนาโนเมทัลลิคแมกนีเซียมโดยโซโนอิเล็กโทรเคมี. Chemical Communications 15(15), 2008. 1795-1798.
• อาชาสซี-ซอร์คาบี, เอช.; บาเกรี, อาร์. (2014): การสังเคราะห์ฟิล์มโพลีไพร์โรลด้วยวิธีโซโนอิเล็กโทรเคมิคัลและอิเล็กโทรเคมิคัลบนเหล็กกล้า St-12 และการศึกษาการกัดกร่อนและลักษณะทางสัณฐานวิทยา ความก้าวหน้าในเทคโนโลยีพอลิเมอร์ เล่มที่ 33 ฉบับที่ 3; 2014.
• การสังเคราะห์ทางโซโน-เคมีไฟฟ้าช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการผลิตทางเคมี