전해제련 및 정련

◆ 전해조전압

(1) 옴저항(ohmic resistance)

R = r L / A
r : 전해질의 비저항, A : 단면적 , L : 전도체의 길이

(2) 분극

분극전위는 전극부분과 전해액 간의 농도차로부터 발생한다. 전극들 주위에서 발생하는 농도구배는 전위차를 야기시키며 이를 상쇄시키기 위하여 외부전압은 증가되어야 한다. 그리고 농도전지의 기전력은 이온활량이 a1 인 용액으로부터 a2인 용액까지 이온이 이동하므로 일어난다. 더욱이 기전력은 전극표면의 이온의 활동도에만 의존하며 이온활량의 절대값에는 무관하다.

(3) 과전압(over voltage)

일반적으로 가스과전압에 기인하는 전압강하의 영향을 정확히 계산할 수는 없으나 과전압은 전극의 가스방출에 필요한 전위와 관계가 있다. 전류밀도가 증가할 때 증가하며 반면에 온도가 증가함에 따라 감소된다. 과전압은 또한 전극성질에도 좌우된다.
● 용융염 전해
산화전위가 높은 금속들을 높은 온도에서 건식제련법으로 용융제련할 때 불순물과 반응하여 순수한 금속을 얻을 수 없는 경우가 많다. 이들 금속들을 채취하는 방법으로는 금속의 염을 만들어 정제한 다음 그 염을 전기 분해하여 금속원소를 채취하는 것이다.
용융염 전해는 환원된 금속을 모으는 용기가 필요하고 금속의 염을 분해시키기 위한 전기를 전달할 전극들이 필요하고, 전해조에는 직류를 사용하며, 전해조는 순수한 금속의 염일 수도 있고, 또 목적하는 금속을 함유하는 화합물이 용해되는 금속의 염일 수도 있다.
◆ 알루미늄
(1) Hall 법칙
알루미늄 환원조의 단면은 아래 그림 8과 같다.
그림 8. 과거식 알루미늄 전해장치
내부에는 수 인치 두께의 흑연 라이닝을 하여 음극으로 사용하고 양극으로는 탄소봉…
(2) 전해조전위