| Abstract | dc.description.abstract | Esta investigación tiene por objeto diseñar, construir y operar una celda de electro obtención de cobre a escala de laboratorio basada en electro diálisis reactiva. El diseño debe establecer ventajas con respecto a las celdas de electro obtención convencional, razón por la cual se consideraron los siguientes objetivos: disminuir el consumo específico de energía del proceso (kWh/kg de Cu), aumentar la superficie específica del cátodo utilizado (m2/kg de cátodo), elevar la velocidad de transferencia de masa desde la solución hacia la superficie del cátodo y minimizar o eliminar la generación de neblina ácida.
Para cumplir los objetivos planteados, se utilizó un cátodo particulado, el cual posee una superficie específica mayor que los cátodos de lámina convencionales. Este cátodo particulado se ubica al interior de un cilindro polimérico y se mantiene en constante movimiento mediante un sistema de agitación mecánica. Esto, en conjunto con la agitación producida en las soluciones por medio de un sistema de recirculación, permite elevar la velocidad de transferencia de masa. Por otra parte, el uso de la oxidación de Fe2+ a Fe3+ como reacción anódica permite reducir la tensión de celda (y por ende, el consumo específico de energía), eliminando al mismo tiempo la generación de neblina ácida.
Luego de realizada una marcha blanca de la celda, se efectuaron electro deposiciones de cobre por tiempos prolongados y bajo distintas condiciones. En cada una de ellas se observó el efecto de diversos parámetros operacionales sobre la eficiencia de corriente, la tensión de celda y el consumo específico de energía. De entre ellos, los más relevantes fueron temperatura de los electrólitos, densidad de corriente de celda, concentración inicial de Cu2+ en el catolito, velocidad de recirculación de electrólito y velocidad de rotación de las paletas de agitación del cátodo particulado. Se concluye que mediante la celda con cátodo particulado móvil es posible efectuar la electro obtención de cobre a densidades de corriente elevadas (1071 A/m2) con un menor consumo específico de energía y una mayor eficiencia de corriente que las celdas convencionales de electro obtención de Cu. | |
