الکترو وینینگ (Electro winning)، که به آن استخراج الکتریکی نیز گفته می شود، عبارت است از عملیات رسوب گذاری الکتریکی فلزات از سنگ معدن آن ها در یک حلال که به طور معمول این فرایند لیچینگ (leaching) به معنی تصفیه به وسیله ی شستشو معروف است. پالایش الکتریکی از روش مشابهی برای بیرون کشیدن نا خالصی های موجود از فلزات استفاده می نماید. در هر دو فرایند از آب کاری الکتریکی در مقیاس های بزرگ استفاده می شود و این کار از تکنیک های مهم از نظر اقتصادی و سادگی در انجام فرآیند برای خالص سازی فلزات غیر آهنی می باشد. به فلزات تهیه شده از این روش الکترو ون (electrowon) گفته می شود. در الکتروینینگ، یک جریان از آند خنثی که در محلول آبشویی حاوی فلز قرار دارد، عبور می کند و در نتیجه بر اساس فرایند آبکاری الکتریکی فلز روی کاتد رسوب می کند. در پالایش الکتریکی آند از فلز نا خالص تشکیل شده، و زمانی که جریان از مایع الکترولیک اسیدی عبور میکند، آند دچار خوردگی شده و در الکترولیت حل می شود. و بر اساس فرایند آبکاری الکتریکی فلز خالص روی کاتد رسوب می کند.
الکترو وینینگ قدیمی ترین فرآیند الکترولیتی صنعتی می باشد. شیمیدان انگلیسی هامفری دیوی (Humphry Davy) برای اولین بار در سال ۱۸۰۷ توانست با الکترولیز سدیم هیدروکسید مذاب، عنصر فلز سدیم را به دست آورد. پالایش الکتریکی مس به صورت تجربی برای اولین بار توسط ماکسیمیلیان دوک لختنبرگ (Maximilian, Duke of Leuchtenberg) در سال ۱۸۸۳ انجام گرفت. جیمز الکینگتون (James Elkington) فرآیند تجاری سازی الکترو وینینگ را در سال ۱۸۶۵ ثبت نمود و اولین کارخانه موفق در این امر را در سال ۱۸۷۰ در پمبری (Pembrey) در ویلز (Wales) را تأسیس کرد. اولین کارخانه در مقیاس تجاری در این زمینه با نام شرکت ذوب و تصفیه بالباخ و پسران (Balbach and Sons Refining and Smelting Company) در سال ۱۸۸۳ در آمریکا در نیویورک، نیوجرسی تأسیس گردید.
کاربرد ها
فلزات معمول که این فرآیند روی آن ها انجام می پذیرد و آن ها را به عنوان الکترو ون می توان نام برد، عبارتند از : سرب، مس، طلا، نقره، روی، آلومینیم، کروم، کبالت، منگنز، عنصر های خاکی کمیاب و فلز های قلیایی. برای آلومینیم این روش تنها روش تولیدی مورد استفاده می باشد. بسیاری از فلزات واکنش پذیر مهم صنعتی (که با آب به شدت واکنش می دهند)، با الکترولیز نمک های مذاب آن ها به شکل صنعتی تولید می شوند. آزمایشات زیادی در زمینه ی پردازش سوخت هسته ای با استفاده از روش پالایش الکتریکی انجام شده است. پالایش الکتریکی توانایی جداسازی فلزات سنگین مانند پلوتونیم، سزیم و استرانسیم را از اورانیم که تاثیرات سمی کمتری دارا می باشد، را دارد. سیستم های استخراج الکتریکی فراوانی برای جداسازی فلزات سمی (و گاهی مواد ارزشمند) از فاضلاب های صنعتی وجود دارد.
فرآیند
بیشتر فلزات در طبیعت در حالت اکسید به صورت ماده معدنی وجود دارند و برای استفاده از آن ها باید آن ها را به حالت فلزی خود باز گرداند. سنگ معدن در یک فرآیند پیش نیاز در الکترولیت آبی یا نمک مذاب حل می شود و پس از آن عملیات الکترولیز روی آن صورت می پذیرد. فلز در کاتد رسوب می شود و معمولاً واکنش انجام گرفته در آند، واکنش ایجاد اکسیژن می باشد. بسیاری از فلزات نیز به صورت سولفات در طبیعت یافت می شوند. از جمله این فلزات می توان از فلز مس، سرب، مولیبدن، کادمیم، نیکل، نقره، کبالت و روی نام برد. علاوه بر این طلا و پلاتین نیز در طبیعت به صورت سنگ معدن با پایه ی سولفیدی یافت می شوند. بیشتر فلزات دارای پایه ی سولفاتی و نمک های آن ها رسانای جریان الکتریسیته هستند، که این امر باعث می شود بهترین روش برای تصفیه آن ها فرایند احیا الکتریکی محلول های آبی یا مذاب آن ها باشد. برخی از فلزات همچون نیکل در این فرآیند با الکترولیز شدن جدا نمی شوند و در محلول الکترولیت باقی می مانند. این مواد در مرحله بعد با روش شیمیایی از الکترولیت جدا می گردند و فلز را احیا می کنند. دیگر فلزاتی که طی فرایند الکترولیز فلز هدف احیا می شوند ولی روی کاتد رسوب نمی کنند، در کف ظرف ته نشین می شوند، که به آن ها لجن آند (anode sludge or anode slime) گفته می شود. این فلزات موجود در لجن به روش های معمول متالورژی قابل تصفیه می باشند. به دلیل اینکه سرعت رسوب به سطح کاتد بستگی مستقیم دارد، نگهداری و کارایی کاتد ها بسیار مهم می باشد. دو نوع کاتد وجود دارد : کاتد مسطح و کاتد مشبک، که هر کدام مزایای خاص خود را دارند. کاتد های مسطح به راحتی تمیز و دوباره مورد استفاده قرار می گیرند، و فلز مورد استفاده در آن ها قابلیت تعمیر دارند. در حالی که کاتد مشبک دارای نرخ رسوب بالاتری نسبت به کاتد مسطح می باشد، آن ها قابلیت استفاده مجدد نداشته و باید بازیافت گردند.