ESTUDIO EXPERIMENTAL DE LA REMOCIÓN ELECTROQUÍMICA DEL ION CLORURO DESDE ELECTROLITOS DE PURGA

Abstract

La electroobteción (EW), operación unitaria de la hidrometalurgia del cobre, realiza purgas o sangrías periódicas de electrolito agotado (comúnmente llamado spent) con el objeto de disminuir aquella impureza que tiene un efecto dañino para la operación normal de la nave electrolítica. Históricamente las purgas en EW, del orden de 2 a 3 [m3·h-1], se han utilizado para disminuir la concentración del ion férrico en el electrolito, debido a que afecta de manera significativa la eficiencia energética del proceso, destinando esa purga hacia la piscina de solución refino, pero estas durante los últimos años han sido también por incrementos de ion cloruro en la nave por sobre los 30-40 [mg·L-1], que aumentan la probabilidad de corrosión por picado de los cátodos de acero inoxidable 316L y rigurosidad 2B. Debido a que se debe mantener el volumen de electrolito en la nave, es que se debe reponer el volumen de la purga, lo que implica un costo significativo en agua de osmosis inversa, sulfato de cobre, sulfato de cobalto, ácido sulfúrico y aditivo afinador de grano. La presente memoria de título estudia y analiza alternativas tecnológicas para el tratamiento de esas purgas con el objetivo de seleccionar la más idónea para retirar el exceso de cloruro y reponer el mismo volumen con una concentración disminuida de este ion, en el rango indicado previamente, en la nave electrolítica. Los resultados indican que es posible disminuir la concentración del ion cloruro en el electrolito mediante el uso de una celda de electrólisis. La densidad de corriente es una variable importante para lograr disminuir de forma considerable la concentración del ion cloruro en el electrolito, ya que se obtuvo que, a mayor densidad de corriente aplicada, mayor es la disminución de este ion en el electrolito. El cátodo de cobre (hoja madre) obtuvo mejores resultados en la disminución del ion cloruro en el electrolito y de eficiencia de corriente. Al realizar una purga batch, la cual indica que es sin la supervisión constante, de 4 [m3] para disminuir el ion cloruro de 50 a 30 [mg·L-1], para un inventario de electrolito de 10.000 [m3], tiene un costo estimado de 575.000 USD/año que se evita con la implementación de esta celda de tratamiento de purga

The electro-winning (EW), a unit operation of copper hydrometallurgy, performs periodic purges or bleeding of depleted electrlyte (commonly called spent) in order to reduce that impurity that has a damaging effect on the normal operation of the electrolytic vessel. Historically, EW purges, of the order of 2 to 3 [m-3·h], have been used to reduce the concentration of the ferric ion in the electrolyte, since it significantly affects the energy efficiency of the process, allocating this purge towards the refining solution pool, but these in recent years have also been due to oncreases of chloride ion in the ship over 30-40 [mg·L-1], wich increase the probability of pitting corrosión of the cathodes of 316 L stainless Steel and 2B rigidity. Because the volumen of electrolyte in the house must be maintained, the volumen of the purge must be replenished, wich implies a significant cost in reverse osmosis water, copper sulfate, cobalt sulfate, sulfuric acid and refining additive grain. This title reoprt studies and analyzes technological alternatives for the treatment od these purges in order to select the most suitable one to remove excess chloride and replace the same volumen with a decreased concentration of this ion, in the range indicated previously, in the electrolytic ship. The results indicate that it is posible to decrease the concentratio of the chloride ion in the electrolyte by using an electrolysis cell. The current density is an important variable to achieve a considerable decrease in the concentration of the chloride ion in the electrolyte, since ir was obtained that, the higher the applied current density, the greater the decrease in this ion in the electrolyte. The copper cathode (mother leaf) obtained better results in the decrease of chloride ion on the electrolyte and od current efficiency. When performing a purge batch, wich indicates that it is without constant supervisión, of 4 [m3] to decrease the chloride ion from 50 to 30 [mg·L-1], for an electrolyte inventory of 10.000 [m3], it has an estimated cost of 575.000 [USD/year] that is avoided with the implementation of this purge tratment cel