Elektrometallurgie ist ein Begriff für Prozesse, die Metalle mit Strom veredeln oder reinigen. Es kann auch ein allgemeiner Begriff für elektrische Prozesse sein, die verwendet werden, um ein Metall zu dekorativen Zwecken oder zum Zwecke der Korrosionsbeständigkeit mit einem anderen zu plattieren. Die Metallverarbeitung mit Strom ist im Allgemeinen nicht der erste Schritt bei der Metallreinigung, sondern ein späterer oder letzter Schritt, um hochreine Metalle für andere industrielle Prozesse zu erzeugen.
Aus dem Boden gefördertes Roherz kann ein wertvolles Metall wie Gold, Kupfer oder Aluminium mit vielen Verunreinigungen enthalten. Eine gewisse Verarbeitung kann durch Schmelzen der Erze bei hohen Temperaturen und Trennen der gewünschten Metalle erfolgen. Diese Verfahren liefern Metalle, die noch einen unerwünschten Anteil an Mineralien oder anderen Metallen enthalten können. Die Elektrometallurgie kann auf verschiedene Weise verwendet werden, um die verbleibenden Produkte zu reinigen oder zu trennen.
Die Elektrogewinnung ist ein Verfahren, bei dem elektrischer Strom durch ein Bad auf Wasserbasis, eine sogenannte Zelle, geleitet wird, um die Metallmoleküle oder Ionen zu einem Stab oder einer Platte zu trennen. Ein elektrischer Stromkreis besteht aus einer positiven und einer negativen Ladung und einer Möglichkeit für den Stromfluss zwischen ihnen. Wenn zwei geladene Elektroden, Kathode und Anode genannt, in die Zelle eingebracht werden, sammeln sich die Metallionen an einer der Elektroden. Eine sorgfältige Kontrolle des Spannungs- und Stromflusses kann zu sehr reinen Metallablagerungen führen. Dies ist ein übliches Verfahren zur Reinigung von Kupfer aus weniger reinen Kupfermischungen.
Ein weiteres elektrometallurgisches Verfahren ist die Elektroraffination, bei der größere elektrische Ströme zum Erhitzen und Schmelzen von teilweise raffinierten Erzen verwendet werden, um Metalle zu extrahieren. Dies ist ein übliches Verfahren zum Raffinieren von Aluminium und wird als Hall-Verfahren bezeichnet. Bei diesem Verfahren wird zunächst teilraffiniertes Aluminiumoxid aus Aluminiumerz namens Bauxit hergestellt. Das Aluminiumoxid wird dann mit Kryolith vermischt, einem Mineral aus Natrium, Aluminium und Fluor, das bei einer viel niedrigeren Temperatur als Aluminiumoxid schmilzt. Wenn das Gemisch hohen elektrischen Strömen ausgesetzt wird, schmilzt es und es entsteht reines Aluminiummetall.
Galvanisieren ist eine elektrometallurgische Technik, bei der ein elektrischer Strom durch ein Wasser-Säure-Bad geleitet wird, das eine gelöste Mischung aus Metall und anderen Mineralien enthält. Ein Gegenstand, der in dieses Bad gelegt und mit einer elektrischen Ladung versehen wird, kann die Metallionen an seine Oberfläche ziehen, die sich dann als dünne Schicht über dem Gegenstand abscheiden oder ablagern. Dies ist ein üblicher Prozess, um plattierte Gegenstände wie Chromteile für Autos, Motorräder und Haushaltsgeräte herzustellen. Galvanisierte Metalle haben nicht nur einen glänzenden dekorativen Reiz, sondern die Verchromung wirkt als korrosionsbeständiger Überzug, um die Lebensdauer des Teils zu verlängern.
Ein weiteres Verfahren in der Elektrometallurgie ist die physikalische Gasphasenabscheidung. Dies ist ähnlich wie beim Galvanisieren, da ein Metall auf einer anderen Oberfläche abgeschieden wird. Das Metall wird elektrisch verdampft, um ihm eine elektrische Ladung zu geben, und die zu beschichtende Oberfläche erhält die entgegengesetzte Ladung, wodurch eine sehr feine Metallschicht abgeschieden wird. Eine Vakuumkammer, in der die Luft entfernt wird, wird typischerweise verwendet, um Sauerstoff zu entfernen, der das Produkt verunreinigen kann. Die Aufdampfung wird dort eingesetzt, wo wassersäurehaltige Lösungen die Teile beschädigen könnten, wie z. B. in einigen elektrischen Schaltkreisen. Es hat auch die Fähigkeit, sehr dünne Schichten zu bilden, die in der Elektronik und einigen industriellen Prozessen nützlich sein können.