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Anode electrolysis of sulfides

电解 阳极 硫化物 熔盐 硫黄 无机化学 电化学 阴极 化学 冶金 材料科学 冶炼 电极 电解质 物理化学
作者
Jiakang Qu,Xiang Chen,Hongwei Xie,Shuaibo Gao,Dihua Wang,Huayi Yin
出处
期刊:Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America [Proceedings of the National Academy of Sciences]
卷期号:119 (31) 被引量:22
标识
DOI:10.1073/pnas.2202884119
摘要

Traditional sulfide metallurgy produces harmful sulfur dioxide and is energy intensive. To this end, we develop an anode electrolysis approach in molten salt by which sulfide is electrochemically split into sulfur gas at a graphite inert anode while releasing metal ions that diffuse toward and are deposited at the cathode. The anodic splitting dictates the "sulfide-to-metal ion and sulfur gas" conversion that makes the reaction recur continuously. Using this approach, Cu2S is converted to sulfur gas and Cu in molten LiCl-KCl at 500 °C with a current efficiency of 99% and energy consumption of 0.420 kWh/kg-Cu (only considering the electricity for electrolysis). Besides Cu2S, the anode electrolysis can extract Cu from Cu matte that is an intermediate product from the traditional sulfide smelting process. More broadly, Fe, Ni, Pb, and Sb are extracted from FeS, CuFeS2, NiS, PbS, and Sb2S3, providing a general electrochemical method for sulfide metallurgy.
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