Electroobtencion

IV Electro Obtención

La electro obtención, tiene por objeto realizar una precipitación, selectiva, o colectiva, por medio de Electrolisis de algún(nos) elemento(s) desde una solución.

La precipitación por reducción electrolítica es actualmente uno de los procedimientos más sencillos para recuperar metales en forma pura y selectiva, respecto a las impurezas existentes en solución. Sucaracterística principal radica en que el metal ya esta en la solución y solamente se trata de recuperarlo depositándolo en el cátodo, mientras el ánodo es esencialmente insoluble. En la actualidad tiene una gran importancia económica, al permitir el beneficio de recursos lixiviables, tanto en oro, como cobre, plata, etc, cuyo tratamiento por otras vías resultaría económicamente inviable.

Algunosde los metales que se recuperan por electro obtención son:

Metal | Electrolito | Cátodo |
Antimonio | Soda y súlfuro de sodio | Acero |
Cadmio | Solución de sulfato | Aluminio |
Cromo | Solución de sulfato | Hastelloy |
Cobalto | Solución de sulfato | Acero inoxidable |
Cobre | Solución de sulfato | Cobre o acero inoxidable. |
Galio | Solución de Soda (NaOH) | Acero inoxidable |Manganeso | Solución de sulfato | Acero inoxidable |
Níquel | Solución de sulfato | Níquel o acero inoxidable |
Oro | Solución de Cianuro | Lana de acero |
Plata | Solución de Nitrato | Plata o grafito |
Teluro | Solución de Soda (NaOH) | Acero inoxidable |
Zinc | Solución de sulfato | Aluminio |
Tabla 4.1: Algunos de los metales que se recuperan por electroobtención.

Por otraparte, la refinación electrolítica (ER), constituye un paso obligado de refinación para proceder a la comercialización final de numerosos metales. Su característica principal radica en que el metal llega como ánodo (soluble) y se disuelve electrolíticamente, mientras en el cátodo se deposita el metal refinado en forma simultanea. Las impurezas quedan disueltas en el electrolito, y también precipitan enlos residuos o barros anódicos.

4.1 Leyes de Faraday

Las leyes fundamentales que gobiernan las reacciones electroquímicas fueron formuladas, en 1831, por Michael Faraday, y describen lo siguiente:

* La cantidad de cambio químico producido por una corriente eléctrica, es decir, la cantidad disuelta o depositada de una sustancia, es proporcional a la cantidad de electricidad pasada.* Las cantidades de diferentes sustancias, depositadas o disueltas por la misma cantidad de electricidad, son proporcionales a sus pesos químicos equivalentes.

El postulado se concreta en la siguiente ecuación:

Donde:

* md = Masa depositada [Masa/tiempo]
* Pat = Peso molecular del elemento en estudio.
* icell = densidad de corriente de la celda.
* At = Área totalexpuesta a depositación.
* t = Tiempo de exposición.
* ηc = Eficiencia de la corriente (90 – 92 %).
* z = Numero de electrones intercambiados en la reacción de depositación.
* F = Constante de Faraday (96.500 [c/g-eq].
* Q = Flujo volumétrico de solución.
* [Ci - Cf]= Variación de la concentración del elemento de interés en la etapa de E.W.

4.2 Voltaje aplicado a la celdaA partir de la serie electro-química de los metales, se podría deducir con simpleza que para una reacción electroquímica bastaría con aplicar una FEM, equivalente a la suma de los voltajes requeridos por las reacciones anódica y catódica, respectivamente.

Sin embargo, en la práctica esto no es así. El valor calculado E0, es el valor de equilibrio de la celda en condiciones estándares, ypor lo tanto, es el valor de la diferencia de potencial de una pila formada bajo concentraciones de 1 molar, por lo que no hay circulación de corriente, sólo existe equilibrio bajo condiciones estándares.

Para considerar la situación real, entre otras cosas se debe considerar las concentraciones efectivas de los reactantes. A continuación se expondrán otros criterios de voltaje que deben...