Avances en la tecnología de ew de cobre: barras intercaladas segmentadas.

Abstract

Esta tesis presenta la tecnología de barras intercelda segmentadas para los procesos electrometalúrgicos de cobre, aplicable en electroobtención y en electrorefinación. En estos procesos, la densidad de corriente real de cada electrodo difiere de la densidad de corriente de diseño, afectando negativamente el nivel de producción, la eficiencia de corriente y la calidad de los cátodos. Adicionalmente, sobre estas variables incide muy desfavorablemente la presencia inherente de cortocircuitos. Estas debilidades del proceso están asociadas a la conexión tipo fuente de voltaje de los electrodos, lo que es confirmado en forma determinante en la evaluación del estado del arte. La propuesta de este trabajo es una conexión tipo fuente de corriente para atacar el origen de las debilidades detectadas. Para esto, se propone la conexión directa de pares de electrodos (cátodo a ánodo), lo que requiere la segmentación de la barra intercelda. La contrastación de la conexión convencional con la tecnología propuesta se realizó computacionalmente, mediante el modelo resistivo estrella sintonizado con parámetros obtenidos de mediciones de planta industrial, y experimentalmente en laboratorio y a nivel industrial. Para esto último se fabricaron barras intercelda segmentadas que trabajaron durante varios ciclos catódicos en una planta de electrorefin ación. Los resultados obtenidos tanto en el laboratorio como en planta mostraron coincidencia con las predicciones del modelo computacional. Los resultados muestran claramente que se eliminan las debilidades del proceso originadas por la conexión convencional. En efecto, en una planta de electrorefi nación, la tecnología de barras intercelda segmentadas reduce la dispersión de las densidades de corriente a un 50%, aumenta la eficiencia de corriente de 96 a 97.5%, reduce la formación de cortocircuitos a un 36%, reduce el rechazo catódico de 1.6 a 0.4%, mejora la distribución de los pesos de los cátodos de 166 ± 24.8 [kgs] a 166 ± 17.6 [kgs], y permite aumentar la densidad de corriente del proceso hasta 9.4% sobre la nominal de diseño. Consecuentemente, la tecnología presentada ofrece un positivo impacto sobre los procesos de obtención electrolítica de cobre.