Instituto Tecnológico de la Laguna “Electro obtención (EW” Electrometalurgia Profa.: Kenia Cris!n "arc!a "abriela Cobos C#$%e& '')*+ , -emestre -ecc.: “” /ctubre 0)'1
Electro obtención (EW2 del Plomo Celda Fuente de
+
PbO2
Acero
Ánod
Cátod
ELECTROLITO H2O,H2Si F6,
CELDA
3eacciones 4ue se lle%an a cabo Anódica: Catódica: Global:
H2O
2H + 1/2O2 + 2e-
PbSiF6+2H+2e-
PbSiF6 + H2O
Pb+ H2SiF6
H2SiF6 + Pb +1/2O2
3esultados del roceso Cantidad depositada en el cátodo: 98 de !etal Pb" #$%/ton de c& ' 8$/ton de (i Cantidad depositada en el ánodo: Sb 1)1*2" *#)*6 As" *,)*-C&" *1)*2 (i ' *1)*6 A$ Cantidad no depositada: 6)-$%/lto de Pb ' 8)1 $%/lto H2SiF6
Cantidad de reacti%os 5 roductos necesarios ara roducir una tonelada de metal deositado 1ton de Pb . ,826*2 !ol 0iciencia del 98
PbSiF6 + H2O
H2SiF6 + Pb +1/2 O2
,92,*-,,8!o ,92,*-,,8!o ,92,*-,,8!o !ol !ol limentado l l l s ,826*2!ol ,826*2!ol ,826*2!ol ,826*2!o 2,1#*1!o consumidos l l 98*,9,8!ol 98*,9,8!ol 9-*99,8!o ,826*2!o 2,1#*1!o roducidos l l l Se %e&e%i%3an: 1*-198 ton de PbSiF6" *886 ton de H2O pa%a p%od&ci% 1*,,# ton de H2SiF6 ' *#86 ton de O2
Electrolito H2SiF6: 24$ po% ton de elect%olito P(SiF6: 6)1 $% Pb ' -)12 $% de SiF6 #) $% de o%$ánicos ine%tes po% ton de elect%olito 5e!pe%at&%a #),2 C
6ensidad de corriente alicada # A eiciencia 8)9 1)2, A/!2 en el ánodo 1#)22 A/!2 en el cátodo
7ateriales 7nodo: PbO2 %ec&bie%to de titanio ace%o inoidable Cátodo: Ace%o inoidable
Tiemo de residencia 2 HOAS
Cantidad de metal deositado or cara 1*21)# ton po% celda 1) ton po% ca%a
8olta9e total de la celda *#)* olts
Calculo de CEE 8 celdas ;atts. # A <, = de todo el banco>.12 ?atts. 12 @? <2%>. 2, @?* CEE =
240 kw.h 1000 kg
=0.240 kw.h / kg
3eferencias: ttps://boo4s*$oo$le*co!*!/boo4sB id.Dc%&SEF48Cp$.PA#2lp$.PA#2d.elect%o?innin$+o+lead+%o!+2si 6so&%ce.blots.H8$4I5si$.bi#J(H$AsKL5-4MG'Hp;?l.es) ,19sa.Nsi.2ed.aJ@0?5!I) ;pPAJ05S@H$t,K6A0DSAGQ.onepa$e.elect%o?innin$2o 2lead2%o!22si6.alse
Electro obtención (EW2 de oro Celda
eacción cátodica:
A&2) +e) . A& + 2CI
eacción ánodica:
2H2O . O2 + ,H+ + , e 1
−¿+ O + H eacción $lobal:
A&! +
4
1 2
7ateriales
₂
⁺
¿
H ₂ O = Au + 2 C N
os cátodos se const%&'en a pa%ti% de lana de ace%o s&ae teido en to%no a &n !a%co de ace%o inoidable os ánodos o elect%odos positios" son de !alla de ace%o inoidable*
Electrolito Contiene 2* Rol/ de 7cido clo%3d%ico ' 2 Rol/ de 7cido 5et%aclo%oá&%ico* 5e!pe%at&%a: a elect%ólisis se llea a cabo a -C*
6ensidad de corriente a !ái!a densidad de co%%iente es #),
A m²
8olta9e 0l oltae de celda !ái!a es de #* =*
Tiemo de residencia 0l tie!po es de , !in&tos* Cons&!o de ene%$3a: 112 @;TH 0iciencia: 96 •
Cantidad deositada de u
1, @$ de O%o/3a
Producción Por cada tonelada de u deositado: 1
−¿+ O + H 4
u(C2⁻₂ ;
1 2
Ali!enta 28*
26,*
.
₂
⁺
¿
H ₂ O = Au + 2 C N
dos -22 Cons&!i ) dos -6*9 92 Finales 2#*9-
#6 ) 2#8*, 96 11*# 98
. +-6*9 92
+11#* 98
+1269*2 ,81
+-6* 99
. -6*99 2
11#*9 8
1269*2, 81
-6*9 9
Calculo de CEE CEE =
112 Kw 14
∗ H
Kg Dia
=8
Kw ∗ H Kg Au
Electro obtención (EW2 del !4uel Celda
eacción catódica: eacción anódica: eacción $lobal:
Ii+2 + 2e)
Ii
SO, + H2O H2SO, + O2 +2e)
2IiSO , + 2H2O . 2Ii + 2H 2SO, + O2
Por cada tonelada de n!4uel deositado Se p%od&cen 1*6- toneladas de H 2SO, Se p%od&cen *2-# toneladas de O 2 Se desco!ponen *#- toneladas de H 2O
g∋
¿ =17035.775 mol ∋¿ mol ∋¿ 58.7 ¿ ¿ 1 x 1 0 g ∋ ¿ ¿ 6
17035.775 mol H 2 SO 4 x 98 g
17035.775 mol H 2 O x 18
8517.888 molO 2 x 32
⁄ mol x 0.000001 =1.67 ton
g x 0.000001 =0.307 ton mol
g x 0.000001=0.273 ton mol
Electrolito Sol&ción ac&osa de IiSO , en !edio acido Concent%ación del !etal: - $/ al ent%a% ' $/ en el anolito Concent%ación del ácido: , $/ H 2SO,
Temeratura de oeración 6 UC
6ensidad de corriente 2 A/!2
7ateriales Cátodos: ace%o inoidable 7nodos: Pb ó Pl/Sb
Tiemo de residencia - d3as
7asa del metal deositada or cara
##*11 4$
8olta9e #*6 olts
Calculo de CEE w = A∗v =
( ) 200 A 2
m
( 3.6 v )= 720 w x m
2
1 kw 1000 w
x 24 h=17.28
kw ∗h m
2
Electro obtención (EW2 de Cobalto
3eacciones eacción 7nodica :
IO2 + 2 OH
eacción Cátodica :
Co2+ + 2e. Co
eacción $lobal:
. IO# + H2O + 2e
IO2 + Co+2 + 2OH
Electrolito sol&ción ac&osa
Temeratura de oeración UC
6ensidad de corriente # A/!2
6istancia c$todo=c$todo 9)11 !!*
Tiemo de residencia - d3as
Temeratura ,),8UC
7ateriales Cátodos: ace%o inoidable
Esesor de laca 2*!!
IO# + H2O +Co
Eficiencia 9
Cantidad de %eactios ' p%od&ctos necesa%ios pa%a p%od&ci% &na tonelada de !etal depositado
•
1 ton Co.16*9, 4!ol Co W 16966*,6!ol #68*82 !ol IO2 cons&!idos
Cantidad deositada en el c$todo Elemento Cobalto !4uel ?ierro &ufre Carbono lomo Cobre
> 6eositado
99* *, * *1 *2 *1 *
Calculo de CEE ( I )( t )( PM ) ;. (n )( F ) ;
.
( 2 )(
( 300 am ) ( 24 h ! ) ¿
(
58.94
kg kmol
) ¿(
.95
96500 col
e
)= 0.0870
)
kgCo kgCo $ 2.08858 h ! ∗" cel#a #ia∗" cel#a
;att: AT . #AT=.1 ?attT2,%. -2 ?att C00. -*2 4?T / 2*888@$ . #*,,-# @;T/ @GCo
3eferencias: ttps://boo4s*$oo$le*co!*!/boo4sB id.dC9RMMeR04Cp$.PA181lp$.PA181d.cobalto+p%ocesoso&%ce.blot
s.'H=6KSRsi$.RD=!F=@FJJsA=;8@?t;dHl.essa.Ned. aJ@0?i&%H-PA;(#oR@HL5,K6A0DL5AEQ.onepa$e.t%&e
Electro obtención (EW2 de lata or celda tio @adra Celda
0lect%ólisis ietel <ista %ontal>: a> %odillos en o%!a de cátodos b> ia%a$!a c> ánodo d> pedaos de cata%%a de plata e> ba%%o anódico
3eacciones 7nodo: Cátodo: eacción $lobal:
2 OH) . X O2 + H2O + 2e) Ia + H2O . IaOH + H A$2) + H . A$ +CI ) +HCI IaOH + HCI . IaCI + H 2O 2 IaA$2 + 2 IaOH . 2 A$ + , IaCI + X O 2 + H2O
3esultados de roceso 7nodo: desp%endi!iento de $as o3$eno* Cátodo: Plata*
Electrolito Sol&ción de nit%ato
Temeratura
2C
8olta9e total celda 2*, W #* =olts
6ensidad de corriente #) , A/!2 0iciencia 98 7%ea1 !2 n de celdas: #8 PR: 1-*8- $%/!ol 1"29*862# o/aYo celda . 298*,16# 4$/aYo celda 11#98*19, 4$ A$ / aYo
7aterial del c$todo Cátodo: Plata o $%aito*
Calculo de CEE ;att . D t = . <# A><2, %s><2*, =>.216 ?att % C00. <2*16 4?%> / <1*#11 4$/ celda> . 1*,9, 4?/4$ A$
Para cada ton de g roductos 5 reacti%os 4ue se necesitan 2 IaA$2 + 2 IaOH . 2 A$ + , IaCI + X O 2 + H2O S&poniendo &na cone%sión del 98
A$. 1 ton . 14$ .9*2-12 4!ol
Inicio.
Inicio.
ag(C2 0
a/?
9*,6, @RO *1892 @RO
9*,6, @RO *1892 @RO
ag(C2 0
a/?
1*,8, 5OI *296 5OI
*#-8, 5OI *- 5OI
g
aC
/0
?0/
9*2-12 @RO
18*,2, @RO
2*#1-8 @RO
,*6#6 @RO
g
aC
/0
?0/
*9825OI
*-,1 5OI
*8#, 5OI
1 5OI
