Download - 6 Electroobtencion de Cu
-
7/23/2019 6 Electroobtencion de Cu
1/26
ELECTRO
REFINACIN DELCOBRE
Ing. Vladimir Arias Arce
-
7/23/2019 6 Electroobtencion de Cu
2/26
Como se Obtiene el Cu?
Lixiviacin
EXTRACCIN
-
7/23/2019 6 Electroobtencion de Cu
3/26
Diferencia Si bien estos dos procesos no son lo mismo,
son muy similares ya que utilizan la
electrlisis como principio terico, por tanto,pueden ser trabajados conjuntamente.
La Electroobtencin: una tecnologa
moderna. Electrorefinacin: una respuesta para un
mercado exigente.
-
7/23/2019 6 Electroobtencion de Cu
4/26
Extraccin del Cu
Se estima que la cortezaterrestre contiene ms de3000 millones de toneladasde cobre, de las cuales 700millones estn en el lechomarino.estando casi el 40% deellas en Chile
http://es.wikipedia.org/wiki/Corteza_terrestrehttp://es.wikipedia.org/wiki/Corteza_terrestrehttp://es.wikipedia.org/wiki/Chilehttp://es.wikipedia.org/wiki/Chilehttp://es.wikipedia.org/wiki/Corteza_terrestrehttp://es.wikipedia.org/wiki/Corteza_terrestre -
7/23/2019 6 Electroobtencion de Cu
5/26
Fundicin del Cu
-
7/23/2019 6 Electroobtencion de Cu
6/26
Electrlisis
La Electrlisis es unproceso para separar uncompuesto en loselementos que loconforman, usando para
ello la electricidad. La palabra Electrlisis
viene de las raceselectro, electricidad ylisis, separacin
-
7/23/2019 6 Electroobtencion de Cu
7/26
Proceso
El proceso consiste en lo siguiente: Se disuelve el electrolito en un determinado disolvente,con el fin de que dicha sustancia se separe en iones(ionizacin).
Se aplica una corriente elctrica continua mediante un
par de electrodos conectados a una fuente dealimentacin elctrica y sumergidos en la disolucin. El electrodo conectado al polo negativo se conoce como
ctodo, y el conectado al positivo como nodo.
Cada electrodo mantiene atrados a los iones de cargaopuesta. As, los iones negativos, o aniones, son atradosal nodo, mientras que los iones positivos, o cationes, sedesplazan hacia el ctodo.
http://es.wikipedia.org/wiki/Ionhttp://es.wikipedia.org/wiki/Ionizaci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Electrodohttp://es.wikipedia.org/wiki/C%C3%A1todohttp://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81nodohttp://es.wikipedia.org/wiki/Carga_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Ani%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Cati%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Cati%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Ani%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Carga_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81nodohttp://es.wikipedia.org/wiki/C%C3%A1todohttp://es.wikipedia.org/wiki/Electrodohttp://es.wikipedia.org/wiki/Ionizaci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Ion -
7/23/2019 6 Electroobtencion de Cu
8/26
-
7/23/2019 6 Electroobtencion de Cu
9/26
ELECTROREFINACIN
Permite refinar elcobre andico (nodo)producido en laFundicin, mediante la
aplicacin de lacorriente elctrica,obtenindose ctodosde cobre de alta
pureza (99,99%), losque son altamentevalorados en elmercado del cobre.
La electro refinacin se realiza en celdasque son como enormes piscinas
Celdas
-
7/23/2019 6 Electroobtencion de Cu
10/26
Electrorrefinacin Se colocan en forma alternada un nodo que es una
plancha de cobre obtenido de la fundicin, y un ctodo,que es una plancha muy delgada de cobre puro.
Al aplicar una corriente elctrica, los componentes de lasolucin se cargan elctricamente producindose una
disociacin inica en la que el anin sulfato (SO4-2
) esatrado por el nodo (+) y el catin (Cu+2) es atrado porel ctodo (-).
El anin SO4-2 ataca al nodo formando sulfato de
cobre, el que se ioniza en la solucin por efecto de lacorriente elctrica, liberando cobre como catin que sedeposita en el ctodo. El ion sulfato liberado retorna alnodo y vuelve a formar sulfato de cobre que va a lasolucin.
-
7/23/2019 6 Electroobtencion de Cu
11/26
a) Eliminar las impurezas que daan laspropiedades elctricas y mecnicas delcobre.
b) Separar las impurezas valiosas delcobre. stas pueden ser recuperadasdespus como subproductos metlicos.
OBJETIVOS DE LAELECTROREFINACIN
-
7/23/2019 6 Electroobtencion de Cu
12/26
Se realiza en celdas electrolticas, donde se colocanen forma alternada un nodo (que es una planchade cobre obtenido de la fundicin), y un ctodo,(que es una plancha muy delgada de cobre puro),hasta completar 30 nodos y 31 ctodos en cada
celda.
Celda Electroltica
-
7/23/2019 6 Electroobtencion de Cu
13/26
DISEO YMATERIALES
En el proceso de ERlos nodos son pordefinicin, solubles.
Los nodos - en laER son de cobre.
tienen unasuperficie irregular yrugosa, con 80 a100 cm de ancho,90 a 110 cm delargo y unos 3 a 6cm de espesor.
NODOS DE ER
-
7/23/2019 6 Electroobtencion de Cu
14/26
CTODOS
Es una plancha muydelgada de Cobre Puro. Se colocan en las celdas
electrolticasintercaladamente.
Y donde se depositar elCu proveniente de los
nodos.
-
7/23/2019 6 Electroobtencion de Cu
15/26
Ctodos de CobreRefinado
-
7/23/2019 6 Electroobtencion de Cu
16/26
-
7/23/2019 6 Electroobtencion de Cu
17/26
El cobre se purifica, proceso que consiste en losiguiente:
Entrada Proceso Salida
Solucin de
CuSO4.
Corriente elctrica.
Electrlisis.
Conduccin
.
Ctodos de cobre.
Corriente
elctrica.
PRIMERA PARTE: MIGRACIN DECATIONES Y ANIONES.
-
7/23/2019 6 Electroobtencion de Cu
18/26
El ion sulfato de la solucin comienza a atacar el nodode cobre formando una solucin de sulfato de cobre(CuSO4) denominada electrolito.
Al aplicar una corriente elctrica, los componentes de lasolucin se cargan elctricamente producindose una
disociacin inica en la que el anin sulfato (SO4-2) esatrado por el nodo (+) y el catin (Cu+2) es atradopor el ctodo (-).
El anin SO4-2 ataca al nodo formando sulfato decobre, el que se ioniza en la solucin por efecto de lacorriente elctrica, liberando cobre como catin quemigra al ctodo, y se deposita en l.
El ion sulfato liberado migra al nodo y vuelve a formarsulfato de cobre que va a la solucin, recomenzando lareaccin.
https://www.codelcoeduca.cl/glosario/e.htmlhttps://www.codelcoeduca.cl/glosario/e.htmlhttps://www.codelcoeduca.cl/glosario/e.html -
7/23/2019 6 Electroobtencion de Cu
19/26
En el ctodo(polo negativo)se acumulan
nicamente losiones de cobre,hasta que noquedan msde ellos en la
solucin.
Atrado (SO4-2) Atrado (Cu+2)100-250 v
-
7/23/2019 6 Electroobtencion de Cu
20/26
Para refinar el cobre bruto se emplea el mtodo electroltico.
Se coloca al cobre bruto como nodo, en una celdaelectroltica que contiene una solucin de CuSO4.
El sulfato cprico se disocia: (por corriente elctrica)
CuSO4 Cu2+ + SO42
La corriente induce a los componentes de la solucin(electrolito) a conducir la corriente y a cargarseelctricamente, el cobre como catin Cu +2 y el sulfatocomo anin (SO4 -2).
-
7/23/2019 6 Electroobtencion de Cu
21/26
Al circular la corriente, los cationes cobre se dirigen alctodo, donde se reducen, captando electrones ydepositndose como cobre metlico, mientras los iones
sulfato se dirigen al nodo y reaccionan con el cobreimpuro, formando sulfato cprico, que vuelve a la solucin.Ctodo:
Cu2+ + 2e Cu
nodo:Cu - 2e Cu2+
Reaccin global:
SO42 + Cu CuSO4
Oxidacin del cobre metlico
Reduccin del cobre metlico
Los iones positivos o cationes migran hacia el polo negativo (ctodo) y los
iones negativos se dirigen hacia el polo positivo (nodo).
-
7/23/2019 6 Electroobtencion de Cu
22/26
Este proceso es continuo durante 20 das. El da 10, seextraen los ctodos y se reemplazan por otros y los
nodos se dejan 10 das ms y se reemplazan por otros.De esta forma, al final del da 20, nuevamente seextraen los ctodos y se renuevan los nodos.
Los otros componentes del nodo que no se disuelven, se
depositan en el fondo de las celdas electrolticas,formando lo que se conoce como barro andico el cuales bombeado y almacenado para extraerle su contenidometlico (oro, plata, selenio, platino y paladio).
La electrorefinacin requiere de un elevado consumoenergtico ya que a las celdas electrolticas se lesaplica una corriente elctrica continua de bajaintensidad, que hace que se disuelva el cobre del nodoy se deposite en el ctodo inicial.
-
7/23/2019 6 Electroobtencion de Cu
23/26
Segunda Etapa:Cosecha de Ctodos
OBJETIVO:
Obtener cuidadosamente los ctodos y asegurar su calidad para el
despacho.El proceso de electrorrefinacin dura 20 das y en este plazo se realizan
dos cosechas de ctodos. Cmo se hace?
Una vez terminado el proceso de refinacin del cobre por
electrlisis, cada 10 das los ctodos son sacados de las celdas y seexaminan cuidadosamente para asegurar la calidad, descartndosetodos aquellos que tengan algn defecto.
Los ctodos seleccionados son pesados y embaladospara su posterior despacho.
-
7/23/2019 6 Electroobtencion de Cu
24/26
Etapas del proceso Recepcin y muestreo. Fusin. Conversin.
Cobre Blister 96% de cobre.
Pirorrefinacin. Cobre RAF 99,7% de cobre.
Fundicin
-
7/23/2019 6 Electroobtencion de Cu
25/26
CONTROL DE LOS PROCEDIMIENTOS
Los factores tcnicos ms importantes en laelectrorefinacin son: a) Pureza del ctodo.
b) Produccin.c) Consumo de energa por toneladas de ctodo.
Las variables ms importantes que determinan estosparmetros son:
a) Calidad del nodo (uniformidad en la forma y peso).b) Condiciones del electrolito (pureza, temperatura,
velocidad de circulacin).c) Densidad de corriente del ctodo. El control del espaciamiento entre los electrodos y la
prevencin de cortos circuitos tambin son importantes.
-
7/23/2019 6 Electroobtencion de Cu
26/26
Caractersticas:
Voltaje : 2 a 3 VDC
Intensidad: Variable = hasta 1000 Amp.
Ctodos: lana de fierro, acero inoxidable.
Electrodeposicin