Electro Codeposición de Mo-Co

Abstract

El objetivo principal de este trabajo fue maximizar el porcentaje en peso de molibdeno en el cátodo desde una solución acuosa acidulada compuesta por trióxido de molibdeno, sulfato de cobalto y citrato. La razón de codepositar Mo-Co es que si no hubiese estado el cobalto presente en solución, el molibdeno se habría depositado sobre el cátodo como óxido, hidróxido o sal. De esta manera, el molibdeno se obtuvo como metal. La solución acuosa estaba compuesta por: 0.36 g/L de MoO3, 147.05 g/L de Na3C6H5O7*2H2O y 15.5 g/L de CoSO4. Las condiciones iniciales fueron: una velocidad de agitación de la solución de 450 rpm, un caudal de N2 de 1.5 L/min, un volumen de solución en la celda de 200 ml y un pH de 5.3. Las variables a estudiar fueron la composición del cátodo, la temperatura y la intensidad de corriente. Se realizaron dos ciclos de experimentos, cada uno de ocho pruebas. En el primer ciclo, las primeras cuatro pruebas utilizaron como cátodo barras de grafito, y las cuatro restantes, usaron láminas de cobre. Los resultados del primer ciclo de experimentos arrojaron que los mayores porcentajes en peso de Mo en el depósito se obtuvieron cuando se utilizó como cátodo una lámina de cobre. Además, el consumo energético resultó ser menor habiendo utilizado cátodo de cobre, por lo que el segundo ciclo de pruebas se realizó sólo con cobre. Los resultados del segundo ciclo mostraron que el mayor porcentaje en peso de Mo (25,1%) se alcanzó a una temperatura de 50 °C y a una intensidad de corriente de 0,1 A. Un incremento de la temperatura genera movilidad de los iones más livianos, por lo tanto, habrá un mayor porcentaje en peso de cobalto que de molibdeno en el depósito. La masa del cobalto es de 58,93 uma; mientras que la de molibdeno es de 95,94 uma. Un incremento de la intensidad de corriente beneficia la deposición de cobalto, ya que al tener un menor radio atómico (135 pm) que el de molibdeno (145 pm), le permite atravesar con mayor facilidad el espesor de la capa límite aledaña al electrodo de trabajo. El experimento que arrojó el mayor porcentaje en peso de molibdeno en el depósito (M3 correspondiente al segundo ciclo), fue el que obtuvo el índice más bajo de consumo específico (6,69 kWh/kg de Mo codepositado). Asimismo, desde el punto de vista morfológico, resultó ser uno de los depósitos más homogéneos y libre de grietas. La densidad de corriente de celda fue 111 A/m2 . Las reacciones principales de codeposición Mo+3 + 3e- → Mo y Co+2 + 2e- → Co operaron bajo control mixto. Se concluye que con los conocimientos adquiridos en este estudio, es posible recuperar molibdeno desde soluciones aciduladas, maximizando el porcentaje en peso del metal en la aleación Mo-Co y, minimizando los costos energéticos.