ELECTROREFINACIÓN DEL COBRE 1 FUND FUNDAM AMEN ENTO TO TEOR TEORIC ICO: O: El proceso de electrorefinación se basa en las características y beneficios que ofrece el fenómeno químico de la electrolisis, que permite refinar el cobre anódico (ánodo) mediante la aplicación de la corriente eléctrica, obteniéndose cátodos de cobre de alta pureza. Es la disolución electroquímica de los ánodos impuros de cobre, para permitir que el metal se deposite en forma selectiva y con máxima pureza sobre cátodos de cobre. a electrorrefinación tiene dos ob!etivos" a) Eliminar las impurezas que da#an las propiedades eléctricas y mecánicas del cobre. b) $eparar las impurezas valiosas del cobre. %stas pueden ser recuperadas después como subproductos metálicos. Principios de la Refinación Electrolítica del Core a aplicación de un potencial eléctrico entre un ánodo de cobre (electrodo positivo) y un cátodo de cobre (electrodo ne&ativo), sumer&idos en una celda que conten&a una solución de sulfato de cobre ácida, ori&ina que ten&an lu&ar las si&uientes reacciones y procesos" •
a! El cobre del ánodo se disuelve electroquímicamente dentro de la solución con lo que se producen cationes de cobre, más electrones.
•
! os ! os electrones producidos por la reacción, son conducidos 'acia el cátodo a través del circuito y suministro de ener&ía externo.
•
c! os c! os cationes u* en la solución, emi&ran por difusión y convección 'acia el electrodo ne&ativo (cátodo).
•
d! os d! os electrones y los iones u* se recombinan en la superficie del cátodo para producir el cobre metálico que se deposita sobre el cátodo.
En síntesis, se produce la disolución electroquímica del cobre del ánodo+ la emi&ración de electrones e iones de cobre 'acia el cátodo, y el depósito de cobre sobre la superficie del cátodo. Descripción "eneral del proceso a electrorefinación se lleva a cabo mediante el sistema mltiple (paralelo), en el que ánodos y cátodos están intercalados en un acomodo eléctricamente en paralelo en el interior de la celda electrolítica. on este sistema, todos los ánodos están a un solo potencial eléctrico y todos los cátodos están en otro potencial más ba!o. ada
ánodo
está colocado entre dos cátodos, de manera que se
disuelven
electroquímicamente a velocidad similar. as celdas están conectadas en serie para formar secciones. ada serie, de - a celdas, constituye una parte independiente que puede ser aislada eléctrica y químicamente para las operaciones de colocación y retiro de electrodos, limpieza de residuos y mantenimiento. as secciones están conectadas eléctricamente para que la tensión total sea del orden de /00 a 10 2 dependiendo del equipo de rectificación 345 de la planta.
8roceso de electrorrefina
as celdas de refinación electrolítica están 'ec'as de
ción en
concreto reforzado (en forma de bloques o de monolito),
odelco
revestidas con plomo antimonial (de 6 a - 7 de $b) o
9orte
láminas de 82 blando. En a#os recientes 'a 'abido una tendencia 'acia el uso de revestimientos y materiales de tubería or&ánicos para toda la refinería, particularmente cloruro de polivinilo. Estos materiales son más li&eros que el plomo y su resistencia al deterioro en un medio ácido es satisfactoria. 2
1 reacciones #$e se prod$cen: :nodo" ocurre la disolución anódica de cobre de acuerdo a la reacción" u ;;;;< u**e
E0ánodo = ;0.62
átodo" ocurre la depositación catódica de cobre de acuerdo a la reacción" u**e ;;;;< u
E0cátodo = 0.62
−¿ ¿ +¿+ 0.5 O 2 + 2 e ¿
H 2 O =2 H
>eacción de disolución de obre del :nodo" −¿+ H O ¿ 2 +¿+ S 0
2
2
1
Cu+ H 2 S O4 + O 2 ↔ Cu¿ 2
2 MATERIALES Y EQUIPOS
2 ánodos
3 cátodos
•
•
Rectifcador de
corriente
Voltímetro. 3
amperímetro
•
.
1 Celdas
•
•
U
Una balanza analítica
4
3 DESCRIPCION DE LA PRACTICA:
Preparar la superfcie de los electrodos
Utilizar como soluci!n electrolítica el Cu"#4
Pesar los electrodos
$ncender el e%uipo de rectifcadores de corriente& #bser'ar tomar datos
Instalar la celda colocando como ánodo el cobre impuro el cátodo de cobre
(espu)s de 1 *ora retirar el ánodo cátodo
+
despues de retirar pesamos nue'amente el ánodo cátodo& determinar el cobre consumido , -acer cálculos del cobre depositado
% Descripcion siste&a &$ltiple de electrorefinacion: El equipo de rectificador de corriente tiene la funcion de convertir la alterna en corriente continua, del polo positivo se conecta al anodo y el polo ne&ativo se conecta al catodo (solo se conecta a las barras externos y no alas intermedias). a corriente dentro de la celta esta en paralelo y celda a celda la corriente esta en serie .
F$nciona&iento:
,
RECTIFICA
V
"istema aislado
0
/
5 CALCULOS:
E'ECTRODO
ANC)
(
O c& ./0
ANODO 1 ANODO -
./
CATODO 1
CATODO -
/1
CATODO 2
0/5
'AR*O
ARE
c& 0/
A c&2/.
" --./
" --%/
" 3/2
0/4
24/
3 -%./
--./
3/2
/5
0 ../2
0 .%/3
2 .2/5
3/1
/5
.5/3
3 .-/.
.-/-
3/2
4/-
5 .0/.
20
20
3/3
PROMEDIO
4 24/1
6nodo PROMEDIO
% .0/5
C7todo
5
+1
+F
,+
TIEMP O s
2033
W Cu REAL=¿
3/-
DATO(: TIEMPO = 60MINUTOS = 3600 SEGUNDOS VOLTAJE = 0.25 VOLTIOS INTENSIDAD DE CORRIENTE =0.9 AMPERIO
a Peso teorico: W Cu =
/
64 2 96500
W Cu =( e. e× I ×t× tanques / 96500)
× 0.9 A × 3600 × 1=1.07 g
Eficiencia n=
W real W teorico
× 100
n=
0.2 g 1.07 gr
× 100 =18.69 ≈ 19
c Densidad de corriente catódica 8 anodica: I 1 A J catodico = = =166.69 A / m Area 56.99 c m ( 0.0001 m ) 2
J anodico=
2
2
I 1 A = =262.19 A / m2 2 2 Area 38.14 c m ( 0.0001 m )
d potencia: potencia=¿ tanques × oltage × A p=1 × 0.25 × 0.9=0.225
a! 9;)<=":
( 0.23 × 10 !" ) × 1 H !" − H !" − H =0.214 teorico = −3 !g !g 1.07 g × 10 !g −3
( 0.23 × 10 !" ) × 1 H !" − H !" − H real = 1.15 = −3 !g !g 0.2 g × 10 !g −3
6 CONCUSION Y RECOMENDACIONES:
omo conclusiones tenemos básicamente una disolución química en el anodo y se interpreta como una mi&ración del ión 'acia un sitio de crecimiento que vendría a ser el catodo, de esta forma el cobre se va depositando. ?ambien @ediante esta practica obtenemos los datos necesarios para saber" cuantos A& de cobre vamos a producir en una determinado tiempo, la candidad de ener&ia necesaria para producir cobre.
>I>'IO*RAF?A:
$l cobre. 5etalur6ia e7tracti'a. 8is9as (a'enport. $dici!n 13 5etalur6ia e7tracti'a. 0ntonio 8allester *ttps:;;999.codelcoeduca.cl;procesos
odos
1?
