ER del cobre.

ELECTRO-REFINACIÓN DE COBRE
En electro-refinación el ánodo y el cátodo son ambos de cobre y por lo tanto la
tensión de descomposición es nula. El potencial de celda en este caso es,
E = RtI + RcI + ReI + η
La polarización misma consume sólo un 4% de la energía. El 13% se degrada en las
barras conductoras y en los contactos y el resto es caída óhmica en el electrolito.
La energía consumidaen el electrolito está directamente relacionada con la
distancia que separa a los electrodos y con la conductividad de la solución.

La conductividad depende de la concentración en ácido sulfúrico, en cobre, del
contenido y tipo de impurezas, de la temperatura. Un electrolito típico es el
indicado en el cuadro siguiente.
Cu [gpl]
38
—
45
H2SO4
180
— 205
Cl
0.0305
—
0.040
Fe
0.36—
0.42
As
3.1
—
3.8
Sb
0.05
—
0.07
SiO2
0.12
—
0.14
Bi
0.003
—
0.005
Ni
0.20
—
5.0
Composición de un electrolito de electro-refinación

Electro-refinación de cobre

Temas de Electroquímica Aplicada

1

El cuadro siguiente es una comparación de los principales parámetros
operacionales de diferentes plantas de electro-refinación en el mundo.
PLANTA
Alaverdi (Rusia)Balkhasn (Rusia)
Baltimore (USA)
Barber (USA)
Chuquicamata (Chile)
El Paso (USA)
Hamburg (RFA)
Kysntya
Magma Copper Co. (USA)
Montreal East (Canadá)
Moscow (Rusia)
Mufulina (Zambia)
Nkane (Zambia)
Onahama (Japón)
Palabora (Sud-África)
Potrerillos (Chile)
Pyshmisk (Rusia)
Revisner (Suecia)
Southwire (USA)
Takona (USA)
Tamano (Japón)
Ventanas (Chile)

ley del
cátodo
(0/1)0.989
0.997
0.994
0.99
0.996
0.996
0.991
0.994
0.997
0.993
0.995
0.998
0.997
0.995
0.994
0.990
0.992
0.992
0.995
0.99

ciclo
anódico
[días]

T°C
baño

flujo
[lt/min]

57
53
58
59
60

57
65
63
50
62
61
60
65
59
59

28
24
28
30
28
24

18
28
31
18

12
20
17
8
15
23
20
15
12 — 15
16

60
61
62
58

27
28
22
26
25

10 — 15
1815
17
12 — 18

20
23
40
20

densidad
i [A/m2]

tipo

217
223
190
208
224
204
159
226
225
211
254
200
161
210
225
212
240
258
230
172
340
215

E celda
[V]

CD
CD
CD
CD
CD
CD
CD
CD
CD
CD
CD
CD
CD
CD
CD
CD
CD
CD
CD
CD
CIP
CD

0.23
0.23
0.24
0.185
0.26
0.25
0.28

0.23
0.24
0.23

0.35
0.27
0.20
0.34

Una expresión para laconductividad del electrolito es la siguiente.
1
= 1.1 1000 − 7[T − 55] − 3 C H 2 SO4 − 200 + 6.6CCu + 8.2C Fe + 0.7C As ± 5%
K

[

[

]

]

en que,
K
T
C

:
:
:

conductividad en [kmho/cm]
temperatura en °C
concentración en [gr/l]

o también,

[

K = 1.37 2.55T + 1.41C H 2 SO4 − 0.15CCu

]

Para un valor estándar de arsénico y fierro y sin níquel el valor medioes de 580 a
630 [mmho/cm].

Electro-refinación de cobre

Temas de Electroquímica Aplicada

2

Una intensidad de corriente por celda de electro-refinación típica es de 22000 [A]
con densidades de corriente cercanas a 230 [A/m2].
La tensión de celda fluctúa entre 0.22 y 0.25 [V].
Las variables más importantes son la densidad de corriente, la temperatura del
electrolito, laconcentración en ácido sulfúrico y cobre, el flujo de electrolito a
través de la celda, el tipo y cantidad de aditivos.
Es deseable trabajar con las temperaturas más altas pero se está limitado por la
evaporación del electrolito y por la resistencia de los materiales de las tuberías,
revestimientos, etc.
La solubilidad del sulfato de cobre aumenta con la temperatura pero si su
concentración se hace muyalta cristaliza cuando el electrolito se enfría en los
elementos de almacenamiento u otros lugares. Su solubilidad también disminuye
en la presencia de impurezas siendo particularmente nociva la presencia de níquel:
se considera que una parte de níquel equivale a 1.67 partes de ácido sulfúrico.
La conductividad más alta se obtiene a la mayor concentración de ácido sulfúrico,
la que en...