विद्युतधातुकर्म: Difference between revisions

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विद्युतधातुकर्म (इलेक्ट्रोमेटलर्जी) धातु विज्ञान में एक विधि है जो इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा धातुओं का उत्पादन करने के लिए विद्युत ऊर्जा का उपयोग करती है। यह आमतौर पर धातु के उत्पादन में अंतिम चरण होता है और इसलिए [[पाइरोमेटलर्जी]] या [[हाइड्रोमेटलर्जी]] संचालन से पहले होता है।<ref>{{Citation|title=Electrometallurgy|date=2016|url=https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/9781119078326.ch12|work=Physical Chemistry of Metallurgical Processes|pages=523–557|publisher=John Wiley & Sons, Ltd|language=en|doi=10.1002/9781119078326.ch12|isbn=978-1-119-07832-6|access-date=2020-09-24}}</ref> इलेक्ट्रोलिसिस एक पिघले हुए धातु ऑक्साइड (स्मेल्ट इलेक्ट्रोलिसिस) पर किया जा सकता है, जिसका उपयोग हॉल-हेरॉल्ट प्रक्रिया के माध्यम से एल्यूमीनियम ऑक्साइड से एल्यूमीनियम का उत्पादन करने के लिए किया जाता है। इलेक्ट्रोलिसिस एक पिघले हुए धातु ऑक्साइड (स्मेल्ट इलेक्ट्रोलिसिस) पर किया जा सकता है, जिसका उपयोग उदाहरण के लिए हॉल-हेरॉल्ट प्रक्रिया के माध्यम से एल्यूमीनियम ऑक्साइड से एल्यूमीनियम का उत्पादन करने के लिए किया जाता है। हॉल-हेरॉल्ट प्रक्रिया। इलेक्ट्रोलिसिस का उपयोग पाइरोमेटालर्जिकल धातु उत्पादन (इलेक्ट्रोरिफाइनिंग) में अंतिम शोधन चरण के रूप में किया जा सकता है और इसका उपयोग हाइड्रोमेटालर्जी (इलेक्ट्रोविनिंग) द्वारा उत्पादित जलीय धातु नमक समाधान से धातु को कम करने के लिए भी किया जाता है।
विद्युतधातुकर्म (इलेक्ट्रोमेटलर्जी) धातु विज्ञान में एक विधि है जो इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा धातुओं का उत्पादन करने के लिए विद्युत ऊर्जा का उपयोग करती है। यह आमतौर पर धातु के उत्पादन में अंतिम चरण होता है और इसलिए [[पाइरोमेटलर्जी]] या [[हाइड्रोमेटलर्जी]] संचालन से पहले होता है।<ref>{{Citation|title=Electrometallurgy|date=2016|url=https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/9781119078326.ch12|work=Physical Chemistry of Metallurgical Processes|pages=523–557|publisher=John Wiley & Sons, Ltd|language=en|doi=10.1002/9781119078326.ch12|isbn=978-1-119-07832-6|access-date=2020-09-24}}</ref> इलेक्ट्रोलिसिस एक पिघले हुए धातु ऑक्साइड (स्मेल्ट इलेक्ट्रोलिसिस) पर किया जा सकता है, जिसका उपयोग हॉल-हेरॉल्ट प्रक्रिया के माध्यम से एल्यूमीनियम ऑक्साइड से एल्यूमीनियम का उत्पादन करने के लिए किया जाता है। इलेक्ट्रोलिसिस का उपयोग पाइरोमेटालर्जिकल धातु उत्पादन (इलेक्ट्रोरिफाइनिंग) में अंतिम शोधन चरण के रूप में किया जा सकता है और इसका उपयोग हाइड्रोमेटालर्जी (इलेक्ट्रोविनिंग) द्वारा उत्पादित जलीय धातु नमक समाधान से धातु को कम करने के लिए भी किया जाता है।


== प्रक्रियाएं ==
== प्रक्रियाएं ==
इलेक्ट्रोमेटलर्जी धातु [[इलेक्ट्रोफोरेटिक बयान]] की प्रक्रियाओं से संबंधित क्षेत्र है। इन प्रक्रियाओं की चार श्रेणियां हैं:
इलेक्ट्रोमेटलर्जी मेटल इलेक्ट्रोडपोजिशन की प्रक्रियाओं से संबंधित क्षेत्र है। इन प्रक्रियाओं की चार श्रेणियां हैं:


*[[इलेक्ट्रोलीज़]]
*[[इलेक्ट्रोलीज़]]
*[[इलेक्ट्रोविनिंग]], अयस्कों से धातु की निकासी<ref name=":0">{{Cite book|last=Popov, K. I. (Konstantin Ivanovich)|url=https://www.worldcat.org/oclc/51893969|title=इलेक्ट्रोमेटालर्जी के मौलिक पहलू|date=2002|publisher=Kluwer Academic/Plenum Publishers|others=Djokić, Stojan S., Grgur, Branimir N., 1965-|isbn=0-306-47564-2|location=New York|oclc=51893969}}</ref>
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*विद्युत शोधन धातुओं का शुद्धिकरण है।<ref name=":0" /> इलेक्ट्रोडपोजिशन द्वारा धातु पाउडर का उत्पादन इस श्रेणी में शामिल है, या कभी-कभी इलेक्ट्रोविनिंग, या एक अलग श्रेणी आवेदन के आधार पर है। <ref name=":0" />
*नक़्क़ाशी, औद्योगिक रूप से विकिपीडिया को [[रासायनिक मिलिंग]] के रूप में जाना जाता है
*[[इलेक्ट्रोफॉर्मिंग]], इलेक्ट्रोप्लेटिंग के माध्यम से आमतौर पर पतले, धातु के पुर्जों का निर्माण<ref name=":0" />
*इलेक्ट्रोपॉलिशिंग, किसी धातु के वर्कपीस से सामग्री को हटाना
*एचिंग, औद्योगिक रूप से विकिपीडिया को [[रासायनिक मिलिंग]] के रूप में जाना जाता है


== अनुसंधान रुझान ==
== अनुसंधान रुझान ==


=== पिघला हुआ ऑक्साइड इलेक्ट्रोलिसिस ===
=== पिघला हुआ ऑक्साइड इलेक्ट्रोलिसिस ===
[[File:Molten Oxide Electrolysis.png|thumb|283x283पीएक्स|एमओई योजना <ref>{{Cite book |last=D.R. |first=George C. Marshall Space Flight Center Marshall Space Flight Center, AL 35812, National Aeronautics and Space Administration Washington, DC 20546-0001 Curreri, P.A. Ethridge, E.C. Hudson, S.B. Miller, T.Y. Grugel, R.N. Sen, S. Sadoway |url=http://worldcat.org/oclc/703646739 |title=Process Demonstration For Lunar In Situ Resource Utilization--Molten Oxide Electrolysis (MSFC Independent Research and Development Project No. 5-81) |oclc=703646739}}</ref>]]स्टीलमेकिंग में पिघला हुआ ऑक्साइड इलेक्ट्रोलिसिस पारंपरिक विस्फोट भट्टी के रूप में [[कोक (ईंधन)]] के बजाय कम करने वाले एजेंट के रूप में इलेक्ट्रॉनों का उपयोग कर रहा है। इस्पात उत्पादन के लिए, यह विधि एक अक्रिय एनोड (कार्बन, प्लेटिनम, इरिडियम या क्रोमियम-आधारित मिश्र धातु) का उपयोग करती है।<ref>{{Cite journal |last1=Allanore |first1=Antoine |last2=Yin |first2=Lan |last3=Sadoway |first3=Donald R. |date=May 2013 |title=पिघला हुआ ऑक्साइड इलेक्ट्रोलिसिस में ऑक्सीजन विकास के लिए एक नई एनोड सामग्री|url=https://www.nature.com/articles/nature12134 |journal=Nature |language=en |volume=497 |issue=7449 |pages=353–356 |doi=10.1038/nature12134 |pmid=23657254 |hdl=1721.1/82073 |s2cid=4379353 |issn=1476-4687|hdl-access=free }}</ref> और लौह अयस्क को कैथोड में रखता है। इस पिघले हुए ऑक्साइड सेल में विद्युत रासायनिक प्रतिक्रिया 1600 डिग्री सेल्सियस तक पहुंच सकती है, एक ऐसा तापमान जो लौह अयस्क और इलेक्ट्रोलाइट ऑक्साइड को पिघला देता है।<ref>{{Citation |last1=Allanore |first1=Antoine |title=Molten Oxide Electrolysis for Iron Production: Identification of Key Process Parameters for Largescale Development |date=2011-04-19 |url=https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/9781118061886.ch12 |work=Energy Technology 2011 |pages=121–129 |editor-last=Neelameggham |editor-first=Neale R. |place=Hoboken, NJ, USA |publisher=John Wiley & Sons, Inc. |language=en |doi=10.1002/9781118061886.ch12 |isbn=978-1-118-06188-6 |access-date=2022-11-22 |last2=Ortiz |first2=Luis A |last3=Sadoway |first3=Donald R |editor2-last=Belt |editor2-first=Cynthia K. |editor3-last=Jolly |editor3-first=Mark |editor4-last=Reddy |editor4-first=Ramana G.}}</ref> फिर इस प्रतिक्रिया के बाद पिघला हुआ लौह अयस्क विघटित हो जाता है।
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Revision as of 00:58, 6 April 2023

विद्युतधातुकर्म (इलेक्ट्रोमेटलर्जी) धातु विज्ञान में एक विधि है जो इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा धातुओं का उत्पादन करने के लिए विद्युत ऊर्जा का उपयोग करती है। यह आमतौर पर धातु के उत्पादन में अंतिम चरण होता है और इसलिए पाइरोमेटलर्जी या हाइड्रोमेटलर्जी संचालन से पहले होता है।[1] इलेक्ट्रोलिसिस एक पिघले हुए धातु ऑक्साइड (स्मेल्ट इलेक्ट्रोलिसिस) पर किया जा सकता है, जिसका उपयोग हॉल-हेरॉल्ट प्रक्रिया के माध्यम से एल्यूमीनियम ऑक्साइड से एल्यूमीनियम का उत्पादन करने के लिए किया जाता है। इलेक्ट्रोलिसिस का उपयोग पाइरोमेटालर्जिकल धातु उत्पादन (इलेक्ट्रोरिफाइनिंग) में अंतिम शोधन चरण के रूप में किया जा सकता है और इसका उपयोग हाइड्रोमेटालर्जी (इलेक्ट्रोविनिंग) द्वारा उत्पादित जलीय धातु नमक समाधान से धातु को कम करने के लिए भी किया जाता है।

प्रक्रियाएं

इलेक्ट्रोमेटलर्जी मेटल इलेक्ट्रोडपोजिशन की प्रक्रियाओं से संबंधित क्षेत्र है। इन प्रक्रियाओं की चार श्रेणियां हैं:

  • इलेक्ट्रोलीज़
  • इलेक्ट्रोविनिंग, अयस्क से धातु का निष्कर्षण[2]
  • विद्युत शोधन धातुओं का शुद्धिकरण है।[2] इलेक्ट्रोडपोजिशन द्वारा धातु पाउडर का उत्पादन इस श्रेणी में शामिल है, या कभी-कभी इलेक्ट्रोविनिंग, या एक अलग श्रेणी आवेदन के आधार पर है। [2]
  • इलेक्ट्रोफॉर्मिंग, इलेक्ट्रोप्लेटिंग के माध्यम से आमतौर पर पतले, धातु के पुर्जों का निर्माण[2]
  • इलेक्ट्रोपॉलिशिंग, किसी धातु के वर्कपीस से सामग्री को हटाना
  • एचिंग, औद्योगिक रूप से विकिपीडिया को रासायनिक मिलिंग के रूप में जाना जाता है

अनुसंधान रुझान

पिघला हुआ ऑक्साइड इलेक्ट्रोलिसिस

एमओई योजना [3]

स्टीलमेकिंग में पिघला हुआ ऑक्साइड इलेक्ट्रोलिसिस पारंपरिक विस्फोट भट्टी के रूप में कोक (ईंधन) के बजाय कम करने वाले एजेंट के रूप में इलेक्ट्रॉनों का उपयोग कर रहा है। इस्पात उत्पादन के लिए, यह विधि कैथोड पर एक अक्रिय एनोड (कार्बन, प्लेटिनम, इरिडियम या क्रोमियम-आधारित मिश्र धातु)[4] और लौह अयस्क का उपयोग करती है। इस्पात उत्पादन के लिए, यह विधि एक अक्रिय एनोड (कार्बन, प्लेटिनम, इरिडियम या क्रोमियम-आधारित मिश्र धातु) का उपयोग करती है। और लौह अयस्क को कैथोड में रखता है। इस पिघले हुए ऑक्साइड सेल में विद्युत रासायनिक प्रतिक्रिया 1600 डिग्री सेल्सियस तक पहुंच सकती है, एक ऐसा तापमान जो लौह अयस्क और इलेक्ट्रोलाइट ऑक्साइड को पिघला देता है।[5] फिर इस प्रतिक्रिया के बाद पिघला हुआ लौह अयस्क विघटित हो जाता है।

[6] इलेक्ट्रोलिसिस प्रतिक्रिया मुख्य उत्पाद के रूप में पिघला हुआ शुद्ध लोहा और उप-उत्पाद के रूप में ऑक्सीजन का उत्पादन करेगी। क्योंकि यह प्रक्रिया प्रक्रिया में कोक नहीं जोड़ती है, कोई सीओ नहीं2 गैस उत्पन्न होती है। तो कोई प्रत्यक्ष ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन नहीं। इसके अलावा, अगर ऐसी कोशिकाओं को चलाने के लिए बिजली नवीकरणीय स्रोतों से आती है, तो इस प्रक्रिया में शून्य उत्सर्जन हो सकता है। इस तकनीक को निकेल, क्रोमियम और फेरोक्रोमियम के उत्पादन के लिए भी लागू किया जा सकता है।

वर्तमान में मैसाचुसेट्स स्थित बोस्टन मेटल कंपनी इस तकनीक को औद्योगिक स्तर तक बढ़ाने की प्रक्रिया में है।[6]


डायरेक्ट डीकार्बराइजेशन इलेक्ट्रोरिफाइनिंग

फाइल:डायरेक्ट डीकार्बराइजेशन.वेबप|लेफ्ट|थंब|383x383पीएक्स|डायरेक्ट डीकार्बराइजेशन रिएक्शन[7]इस पद्धति का उद्देश्य स्टील से कार्बन सामग्री को कम करना है। यह प्रक्रिया द्वितीयक स्टील बनाने वाले उद्योग के लिए उपयुक्त है जो स्टील कतरन को रिसाइकिल करता है जिसमें उनके फीडस्टॉक में विभिन्न प्रकार की कार्बन सामग्री होती है।[7]इस पद्धति का उद्देश्य वर्तमान पारंपरिक विधि को बदलना है जो कार्बन के साथ प्रतिक्रिया करने और सीओ बनाने के लिए ऑक्सीजन को उड़ाकर लोहे की कार्बन सामग्री को कम करने के लिए बेसिक ऑक्सीजन स्टीलमेकिंग (बीओएफ) का उपयोग करती है।2.

इलेक्ट्रोरिफाइनिंग में, इलेक्ट्रोकेमिकल सेल में डीकार्बराइजेशन प्रक्रिया होती है जो निष्क्रिय इलेक्ट्रोड, लावा और स्टील से बना होती है। इस प्रक्रिया के दौरान सेल से करंट प्रवाहित हुआ और इससे बना लावा और स्टील पिघल गया। स्लैग से ऑक्सीजन आयन स्टील पर कार्बन को विघटित और ऑक्सीकरण करता है और CO बनाता है। डीकार्बराइजिंग प्रतिक्रिया तीन चरणों में होती है।[7](विज्ञापन) का अर्थ है अवशोषित मध्यवर्ती

  2. #

इस सेल की कुल प्रतिक्रिया इस योजना का अनुसरण कर रही है[7]

द सिओ2 धातुमल से आता है, उपरोक्त प्रतिक्रिया के आधार पर, सीओ गैस के उत्पादन के अलावा, यह विधि भी शुद्ध सिलिकॉन (लावा के आधार पर) का उत्पादन करती है। इस प्रत्यक्ष डीकार्बराइजेशन प्रक्रिया का लाभ यह है कि यह सीओ का उत्पादन नहीं करता है2 लेकिन CO जिसे ग्रीनहाउस गैस नहीं माना जाता है।

संदर्भ

  1. ↑ "Electrometallurgy", Physical Chemistry of Metallurgical Processes (in English), John Wiley & Sons, Ltd, pp. 523–557, 2016, doi:10.1002/9781119078326.ch12, ISBN 978-1-119-07832-6, retrieved 2020-09-24
  2. ↑ 2.0 2.1 2.2 2.3 Popov, K. I. (Konstantin Ivanovich) (2002). इलेक्ट्रोमेटालर्जी के मौलिक पहलू. Djokić, Stojan S., Grgur, Branimir N., 1965-. New York: Kluwer Academic/Plenum Publishers. ISBN 0-306-47564-2. OCLC 51893969.
  3. ↑ D.R., George C. Marshall Space Flight Center Marshall Space Flight Center, AL 35812, National Aeronautics and Space Administration Washington, DC 20546-0001 Curreri, P.A. Ethridge, E.C. Hudson, S.B. Miller, T.Y. Grugel, R.N. Sen, S. Sadoway. Process Demonstration For Lunar In Situ Resource Utilization--Molten Oxide Electrolysis (MSFC Independent Research and Development Project No. 5-81). OCLC 703646739.{{cite book}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link)
  4. ↑ Allanore, Antoine; Yin, Lan; Sadoway, Donald R. (May 2013). "पिघला हुआ ऑक्साइड इलेक्ट्रोलिसिस में ऑक्सीजन विकास के लिए एक नई एनोड सामग्री". Nature (in English). 497 (7449): 353–356. doi:10.1038/nature12134. hdl:1721.1/82073. ISSN 1476-4687. PMID 23657254. S2CID 4379353.
  5. ↑ Allanore, Antoine; Ortiz, Luis A; Sadoway, Donald R (2011-04-19), Neelameggham, Neale R.; Belt, Cynthia K.; Jolly, Mark; Reddy, Ramana G. (eds.), "Molten Oxide Electrolysis for Iron Production: Identification of Key Process Parameters for Largescale Development", Energy Technology 2011 (in English), Hoboken, NJ, USA: John Wiley & Sons, Inc., pp. 121–129, doi:10.1002/9781118061886.ch12, ISBN 978-1-118-06188-6, retrieved 2022-11-22
  6. ↑ 6.0 6.1 "डीकार्बोनाइजिंग स्टील उत्पादन". Boston Metal (in English). Retrieved 2022-11-22.
  7. ↑ 7.0 7.1 7.2 7.3 Judge, William D.; Paeng, Jaesuk; Azimi, Gisele (October 2022). "पिघले हुए लोहे के सीधे डीकार्बराइजेशन के लिए इलेक्ट्रोरिफाइनिंग". Nature Materials (in English). 21 (10): 1130–1136. doi:10.1038/s41563-021-01106-z. ISSN 1476-4660. PMID 34580434. S2CID 237947963.
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