REFINACION ELECTROLITICA

REFINACION ELECTROLITICADE COBRE

QUE ES REFINACION ELECTROLITICA?Proceso mediante el cualcobrees purificado mediante una reaccin electroqumica, que permite separar este metal de sus impurezas. Para esto se introducen planchas de cobre en una solucin conductora (electrolito) y se hace pasar una gran corriente, lo que produce que lostomosde cobre se depositen sobrectodosde cobre y las impurezas queden alrededor del nodo.

3El cobre de nodos se refina electrolticamente para producir el cobre de alta pureza que requiere la industria elctrica y para recuperar los metales preciosos que contiene, as como los dems subproductos metlicosPROCESOSDE REFINACION ELECTROLITICAel Cobre es electroqumicamente disuelto del nodo en el electrlito, produciendo cationes de cobre y electrones

Los electrones producidos por la Reaccin (1) son transmitidos hacia el ctodo a travs del circuito externo y el suministro de fuerza.Los cationes Cu2+ en el electrlito emigran para el ctodo por la conveccin y la difusin.Los electrones y los iones Cu 2+ se recombinan en la superficie del ctodo formar metal de cobre (Sin las impurezas del nodo):

En conjunto, el electrororefinado de cobre es la suma de Reacciones (1) y (2):

LA QUMICA DE ELECTROREFINACION Y EL COMPORTAMIENTO DE IMPUREZAS DEL NODOLas impurezas principales en nodos de cobre son Ag, Au, Bi, Co, Fe, Ni, Pb, S, Sb, Se, y Te Deben imposibilitarse entrar en el cobre del ctodo. Su comportamiento es gobernado por su posicin en la serie electroqumica En el nodo, los elementos con menos potenciales positivos de reduccin que Cu se disuelven bajo el potencial aplicado, mientras elementos con ms potenciales positivos de reduccin qudese en la forma slida. En el ctodo, los elementos con ms potenciales positivos de reduccin se depositan preferentemente, mientras los elementos con potenciales ms negativos se quedan en la solucin.

El EQUIPOLa electrorefinacion industrial usa grandes (40 a 50 mm), los nodos delgados de cobre (1 a 10 mm) y los ctodos delgados (el Higo (~ 1 m 1 m) interpaginaron aproximadamente 50 mm aparte en una celda llenado con electrlito.). Los nodos en la celda estn todos en el mismo potencial: Los ctodos estn todos en otro, potencial. El poder de corriente directa es provisto por un rectificador. Los nodos y los ctodos son uniformemente espaciados a lo largo de la celda para asegurar una distribucin constante de corriente para todos los electrodos

El proceso es continuo cuando los electrodos estn cargados o descargados de las celdas. El electrlito conteniendo a continuamente entra en el extremo inferior de cada celda. Deja las celdas (ligeramente menos puro) por continuamente derramndose el otro extremo de la celda en un sistema de la coleccin de electrlito. Los nodos continuamente se disuelven y cobre puro continuamente se captura en los ctodos.

Un electrorefinado moderno de cobre en China. Note la gra area destinada para mover nodos y ctodos hacia y desde las celdas. En el trasfondo, el plstico cubre con una sbana cubrir una cierta cantidad de las celdas minimizan prdidas de evaporacin y de calor, por consiguiente minimizando consumo de energa.LOS ANODOSLos nodos impuros de cobre son lanzados a un horno de fundicin o la refinera misma. Son tpicamente 4 a 5 cm gruesos, con una masa de 300 a 400 kg. Las masas que empieza de los nodos deberan ser muy similares a fin de que todos ellos se disuelven en la misma tasa. Los nodos lentamente se ponen ms delgados como el cobre se deshaga en el electrlito. Una vez que alcanzan 15 a 20 % de su masa original (despus de un tiempo tpico del electrorefinacion de 21 das), son removidos de la celda antes de que se rompan en trocitos y caigan en la celda. Esta pequea cantidad del nodo es lavada gratuitamente de cienos, secados, refundida, y hecha una fundicin en nodos nuevos.

Las refineras modernas usan espacios vacos acerados inoxidables como el ctodo de puesta en marcha. sta es una hoja de acero inoxidable soldado para cubrir de cobre soporte atranca . El cobre es electrodepositado encima de estos ctodos para 7 a 10 das. Los ctodos capturados en cobre son luego removidos de la celda y reemplazados con espacios vacos recientes de acero inoxidable.Los ctodos capturados en cobre son lavados con aspersiones de aguas calientes y los depsitos de cobre (50 a 80 kg en cada lado del espacio vaco) son desnudados en mquina del acero inoxidable. Estos estn apiados, fajados, y son enviado al mercado o para derretirse y fundicin LOS CATODOS

LAS CELDASCeldas que refinan industrial son tpicamente 3 a 6 m de largo. Son anchas y lo suficientemente profundas (~ 1.1 m 1.3 m) para acomodar los nodos y los ctodos con 0.1 a 0.2 m debajo. Las celdas modernas son diseadas con altura adecuada entre el fondo de los electrodos y la celda echan al suelo para minimizar contaminacin del ctodo de cienos que caen a la base de la celda. Cada celda tpicamente contiene que los pares 30 a 60 nodos ctodo conectados de adentro igualan. Las celdas modernas estn hechas de cemento armado vaciado de antemano de polmero de cemento armado de polmero son usualmente lanzadas con soportes estructurales incorporados, distribuidores de electrlito, tubos de desage, etc. Estos son ventajosos para acomodarlos dentro de la infraestructura del tanque .

LOS COMPONENTESELECTRICOSLas celdas estn conectadas elctricamente en la serie para formar secciones de celdas del 20 a 40. Cada seccin puede ser elctricamente espordica para insertar y quitar nodos y ctodos y para limpiar y el mantenimiento. El nmero de celdas en cada seccin est escogido para maximizar la eficiencia de estas operaciones.La conexin elctrica entre celdas se hace conectando los ctodos de una celda para los nodos de la celda adyacente etctera. La conexin se hace colocando fijamente en su lugar los ctodos de una celda y los nodos de la siguiente celda en una barra comn del distribuidor de cobre o una barra de distribucin

EL CICLO TPICO DE ACENDRAMIENTOEl electrorefinado de produccin empieza por introducir un grupo de nodos y ctodos en las celdas vacas de una seccin frescamente liberada de la refinera. Son precisamente espaciados en una percha y trados para cada celda por gra. Este proceso est a menudo completamente automatizado. Las celdas se llenan luego de electrlito y conectadas para el suministro de fuerza. El electrlito desagua continuamente y de las celdas. Los nodos comienzan a disolverse y el cobre puro comienza a capturar en los ctodos.Las celdas son inspeccionadas regularmente para localizar puso en cortocircuito pares del ctodo de nodo. La inspeccin se hace por escneres infrarrojos (cul localiza electrodos ' calientes'), metros de gauss, y sistemas de monitoreo de voltaje de la clula. Dos o tres ciclos que capturas ctodo se producen de un nodo solo. Cada ctodo de cobre tpicamente pesa a 50 a 100 kg. Este ciclo del enchapado del multictodo asegura que los ctodos no crecen tambin cerca de los nodos cubiertos en cieno y se contaminan. Los ctodos cargados en cobre son removidos de las celdas despus de los das del 7 a 10 de enchapado y una percha nueva de espacios vacos de acero inoxidable.

Electrlitos que refinan cobre tpicamente contienen a 40 a 50 g / L Cu, 170 a 200 g / L 10 a 20 g / L Ni, hasta 20 g / L Tan, y las impurezas diversas .La naturaleza y la concentracin de las impurezas puede disentir muy ampliamente, dependiendo del composicin del nodo, cul, a su vez, depende del cieno para el horno de fundicin La conductividad elctrica del electrlito aumenta con aumentar traccin pero disminuciones con aumentar a concentraciones (Cu y Ni)La conductividad mejorar rendimiento de batidoras, pero las concentraciones cidas superiores tambin aumentan corrosin en el tanque. Una concentracin Cu demasiado alta puede conducir a la pasivacin de los nodos y puede aumentar la viscosidad del electrlito. Esto, a su vez, puede aumentar los slidos en la suspensin y consecuentemente puede reducir pureza del ctodo debido a la incorporacin de partculas de la impureza en el ctodo.EL ELECTROLITOLa Temperatura de ElectrlitoEl electrlito es calentado en vapor para ~ 65 C (usar titanio o Tefln se enrolla). Esta calefaccin es cara pero sus efectos beneficiosos incluyan:Aumentando la solubilidad de CuSO4 y 5H2O, impidindolo de cristalizar en el nodo ;Decreciendo densidad de electrlito y viscosidad cul reduce la migracin de cienos en la celda;Aumentando la tasa de las reacciones electroqumicas La Filtracin de ElectrlitoEl presente bien fundado insoluble de partculas en el electrlito puede causar problemas en electrorefinado. Los slidos pueden originarse de falla de los nodos, de nodo enfanga, o del recubrimiento del molde usado al lanzar los nodos En la viscosidad alta, las partculas insolubles son suspendidas en el electrlito. Cuando los slidos heredan conctese con el cristal creciente superficie sirven de subtratado para la nucleacin. Esto realiza el grano y tasa de crecimiento local poniendo speros principios. Esto puede iniciar el crecimiento de dendritas. La filtracin adecuada del electrlito re circulante es crtica.La remocin de Impurezas del ElectrlitoLas impurezas solubles del nodo se deshacen continuamente en el electrlito . Para impedir estos de acumularse en el electrlito, son continuamente removidos de uno purga corriente. Como, Bi, Co, Fe, Ni, y Sb son las impurezas principales quitadas as. Tambin, El % 1 a 2 del Cu que se disuelve de los nodos no est chapado en los ctodos. Este Cu adicional es tambin removido del electrlito purga corriente. Aproximadamente 0.1 a 0.2 m de electrlito es desangrado y purificado por tonelada de cobre del producto. Las impurezas y Cu estn removidos en pasos de tres caeras maestras de secuencial MAXIMIZANDO PUREZA DEL CTODO DE COBREEl objetivo tcnico principal de la refinera es producir cobre del ctodo de pureza alta. Otros objetivos importantes son producir este cobre puro rpidamente y con un consumo mnimo de energa y la fuerza de trabajo. El resto de este captulo discute estas metas y cmo son logrados.Los factores principales influenciando la pureza de cobre del ctodo son:El acomodamiento fsico de los nodos y los ctodos en las celdas electrolticas.el Producto Qumico acondiciona, en particular composicin de electrlito, claridad, las concentraciones del agente de nivelacin y que refina grano, la temperatura, y la tasa de circulacin.Electroltico acondiciona, en particular densidad actual.Tubera lavndose de ctodos despus de electrorefinado y su remocin de las celdas.El consumo elctrico total de energa de un electrorefinado es kilowatt-hora del 300 a 400 por tonelada de cobre producido. Es minimizado maximizando eficiencia actual y manteniendo buenas conexiones elctricas a todo lo largo de la refinera.El combustible de hidrocarburo es tambin usado en el electro refinera, principalmente para electrlito calentador y nodo fundente rien. La energa de calefaccin de electrlito es minimizada aislando celdas, tanques, y toca el caramillo, y cubriendo las celdas electrolticas con lencera de sbanas de lona o de plstico La energa de derretimiento de la pequea cantidad del nodo es minimizada minimizando produccin de la pequea cantidad, i.e., Lanzando nodos gruesos, iguales y masivos, y por corriente igualadora entre todos los nodos y los ctodos. Es tambin minimizado derritiendo la pequea cantidad en un horno de cuba eficiente en la energa MINIMIZANDO CONSUMO DE ENERGA las condiciones operativas de siete electrorefinerias modernos (Robinson Et Al., 2010). Estas refineras han sido seleccionadas para demostrar la diversidad de manejar condiciones, de uno de mientras ms grande en el mundo (Chuquicamata, 666 000 t / 1) para una de refineras ms viejas en el mundo que todava maneja (la refinera de Japn en Saganoseki, comisionado en 1916). Una refinera relativamente nueva es Gresik en Indonesia (comisionada en 1999), mientras la refinera Boliden en Suecia recibi un programa mejorado principal en 2007. La informacin ms detallada acerca de estos y otras refineras principales.ELECTROREFINERIA INDUSTRIAL

La mayor parte de las tendencias y desarrollos actuales en electrorefinacion se tratan de maximizar produccin, seguridad, y pureza del producto mejorando de existir infraestructura y equipamiento, mientras minimizar consumo de energa y asegurar sustentabilidad de la empresa. Una cierta cantidad de los desarrollos ms notables incluyen (Foso Defensivo et al., 2007; Robinson et al., 2010):La adopcin (a) Continuada de celdas de cemento armado de polmero;La adopcin (b) Continuada de sistemas permanentes (especialmente en pases donde los costos de personal son altos) del ctodo; La mecanizacin de la casa de tanque, la automatizacin, y el uso de sistemas de robtica en la (Aslin, Eriksson, Heferen, y Sue Yek, 2010 (c) gra tankhouses, inclusiva manejando sistemas, mquinas de preparacin del nodo, y el ctodo maniobrando mquinas; Djurov, 2010); La adopcin (d) Aumentada de tecnologas adelantadas de control de proceso; Los sistemas (e) Nuevos de contacto del electrodo para mejorar distribucin actual y eficiencia actual por ah minimizar corrientes desviadas; El equipo elctrico (f) Mejorado y los componentes para consentir operacin en progresivamente LOS DESARROLLOS RECIENTES Y LAS TENDENCIAS EMERGENTES QUE ADENTRO CUBREN DE COBRE A LA ELECTROREFINACION

El RESUMENEste captulo ha demostrado que el acendramiento electroltico es el mtodo principal de produciendo en masa cobre de pureza alta. El otro es electroganado. Cubra de cobre de electrorefinacion, despus de derretirse y la fundicin, contiene menos de 20 impurezas ppm, y el oxgeno que se controla en % 0.018e0.025.Electrorefinacion conlleva electroqumicamente disolviendo cobre de nodos impuros de cobre en un electrlito conteniendo a sulfato de cobre y cido sulfurico y luego el electroqumicamente depositando cobre puro del electrlito encima de ctodos de acero inoxidable o de cobre. El proceso es continuo.El objetivo crtico de electrorefinacion es producir cobre del ctodo de pureza alta. Es logrado usando:los nodos Precisamente espaciados, planos, verticales, y los ctodosUn suministro constante, amablemente afluente de electrlito caliente, alto Cu2 a travs de todas las caras del ctodo;la Provisin de un suministro constante, controlado de agentes de nivelacin y que refina grano.Las tendencias modernas importantes son tratarse nodos con suites de la impureza ms complicadas en corriente especfica ms alta, al maximizar seguridad del ctodo de pureza, de productividad, de operador lgico y minimizar consumo de poder, desaprovechan produccin, y dao medioambiental. La adopcin de celdas vaciadas de antemano de cemento armado de polmero e inoxidables ctodos acerados en ambos tankhouses nuevos y reconstruidos con partes nuevas contina. La automatizacin, la robtica, y el proceso adelantado controlan de todos los aspectos de electrorefinacion se est volviendo estndar en la industria.GRACIAS