ES2693901A1 - Dispositivo cortocircuitador para el desborre de celdas en plantas de electro obtención de cobre - Google Patents

Dispositivo cortocircuitador para el desborre de celdas en plantas de electro obtención de cobre Download PDF

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Abstract

Dispositivo cortocircuitador para el desborre de celdas en plantas de electro obtención de cobre. Dispositivo cortocircuitador para desborre de celdas en electro obtención de cobre, con un marco (1) cortocircuitador de aislamiento de celdas que presentan un electrolito (2) y unos electrodos, y el marco (1) mediante unas conexiones de cobre conecta eléctricamente con una pluralidad de cátodos de una primera celda (5) y, con una pluralidad de ánodos de una segunda celda, que comprende una pluralidad de cátodos modificados (8) en la primera celda (5) para la conexión eléctrica con el marco (1)y una pluralidad de ánodos modificados (9) en la segunda celda (6) para la conexión eléctrica con el mismo, donde dichos cátodos y ánodos modificados (8, 9) presentan una barra (4) superior de cobre al menos en parte de su contorno superior, tal que la conexión del marco (1) con los cátodos y ánodos modificados (8, 9) respectivamente se realiza mediante un contacto eléctrico cobre/cobre.

Description

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DESCRIPCION
Dispositivo cortocircuitador para el desborre de celdas en plantas de electro obtencion de cobre
Campo tecnico de la invencion
La presente invencion corresponde al campo tecnico de las plantas de electro obtencion de cobre, y en concreto a un dispositivo cortocircuitador para el desborre de celdas que comprende un marco cortocircuitador de aislamiento de las mismas, donde cada celda presenta en su interior un electrolito y unos electrodos formados por una pluralidad de catodos y una pluralidad de anodos dispuestos de forma alternada entre si.
Antecedentes de la Invencion
En la actualidad las plantas de electro obtencion de cobre presentan normalmente una vida util de cinco anos para los anodos.
Los anodos y los catodos de cada celda de la planta de electro obtencion, se encuentran sumergidos al menos parcialmente en un electrolito con cobre disuelto. Durante el proceso electrolrtico simultaneamente a la deposicion de dicho cobre disuelto sobre la superficie de los catodos, se genera una degradation de los anodos debido a que estos son erosionados por la corriente. Los iones metalicos que se forman se depositan sobre el catodo, pero las particulas de mineral del anodo no forman iones, por lo que no se depositan sobre el catodo y caen al fondo de la celda, formando una acumulacion en el fondo de la misma en forma de barro anodico.
Debido a esto, las celdas deben ser limpiadas cada 5 o 6 meses aproximadamente, para mantener su condicion de operacion en la produccion de catodos de calidad.
Asi pues, el proceso corrosivo y desgaste natural que sufren los anodos durante el proceso de electro obtencion, hace necesaria la limpieza o desborre de las celdas para retirar el barro anodico que se acumula en el fondo de las mismas.
Para la realization de dicho desborre, es necesaria la utilization de un marco cortocircuitador, con el que poder aislar previamente las celdas que se quiera limpiar. La
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instalacion de este marco requiere de contactos electricos que aseguren una correcta conductividad electrica a traves del circuito, de manera que realizando una conexion electrica entre dos celdas se aisle del paso de la corriente a las celdas dispuestas de forma intermedia entre estas. Asi pues, el marco se conecta por una parte a los anodos de una de dichas celdas y por otra parte a los catodos de la otra celda.
En los procesos de electro obtencion de cobre, los catodos estan formados por una placa de acero inoxidable y los catodos por una placa de plomo. Tanto los catodos como los anodos estan soldados a una barra de cobre que esta recubierta de acero inoxidable. En ambos casos, la barra de cobre esta expuesta en la parte inferior de sus extremos, para hacer el contacto de los catodos y los anodos con las barras de la celda y cerrar el circuito electrico.
De este modo, al estar recubierta la barra para evitar su corrosion, los contactos electricos que tienen lugar entre el marco cortocircuitador y los electrodos de las celdas son de tipo cobre-acero inoxidable. Esto supone un inconveniente, pues la experiencia operacional ha demostrado que este tipo de contacto tiene una conductividad electrica muy baja, produciendo puntos de alta temperatura debido a la mala conductividad electrica entre los dos materiales, lo que imposibilita utilizar el marco cortocircuitador a corrientes normales de operacion, con limites en el rango de 5 KAmperes, impactando negativamente en el nivel de produccion.
De hecho, este marco es un equipo disenado con el objetivo de aislar electricamente las celdas destinadas al desborre y al mismo tiempo evitar la reduccion de corriente durante dicho desborre, por lo cual con este diseno de contacto cobre-acero inoxidable al bajar el amperaje de operacion, no se esta cumpliendo su funcion, pues es necesaria la reduccion de la intensidad de la corriente y la produccion se ve reducida significativamente.
Otro problema que presenta este marco en la actualidad es la dificultad de conseguir un contacto eficaz de las conexiones del marco con las barras de los electrodos, debido a la poca superficie de ambas partes. En algunos casos se ha tratado de realizar disenos que aseguren el contacto entre ambas pero sin buenos resultados, debido a la falta de espacio en los puntos de contacto y la complejidad en su instalacion y operacion.
Como ejemplo del estado de la tecnica pueden mencionarse el documento de referencia WO2014022937.
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El documento de referencia WO2014022937define un metodo de fabrication de un conjunto de catodo electrolrtico. Este metodo comprende la union de una placa de deposition, a lo largo de un extremo superior de la misma, a una barra de suspension electricamente conductora para definir una junta; la formation de una cubierta protectora que comprende un borde lateral; disponer la cubierta protectora para rodear generalmente la barra de suspension y una parte del extremo superior de la placa de deposicion para encerrar sustancialmente la junta; e inyectar un material resistente a la corrosion en un canal entre la cubierta de protection y la barra de suspension para formar un cierre sustancialmente continuo que se extiende alrededor de la barra de suspension, con lo que obstaculiza al menos el flujo de fluido en la cubierta protectora en el borde lateral.
Se considera ademas que la barra de suspension este formada de cobre y la cubierta protectora del mismo esta formada de acero inoxidable. Esto nos lleva al problema definido anteriormente en el momento de utilizar el marco cortocircuitador para aislar celdas para su desborre, es decir que el contacto electrico del mismo con los electrodos va a ser de naturaleza cobre-acero inoxidable, con los inconvenientes de reduction de production que ello conlleva.
Description de la invention
El dispositivo cortocircuitador para el desborre de celdas en plantas de electro obtencion de cobre que aqu se propone, comprende un marco cortocircuitador de aislamiento de las celdas a desborrar, donde cada celda presenta en su interior un electrolito y unos electrodos formados por una pluralidad de catodos y una pluralidad de anodos dispuestos de forma alternada entre si. Dicho marco, mediante unas conexiones de cobre, conecta electricamente un primer lateral del mismo con la pluralidad de catodos de una primera celda y, un segundo lateral opuesto con la pluralidad de anodos de una segunda celda, aislando electricamente la al menos una celda dispuesta entre dichas primera y segunda celdas.
Este dispositivo cortocircuitador comprende una pluralidad de catodos modificados dispuestos en el interior de la primera celda para la conexion electrica con el primer lateral del marco y una pluralidad de anodos modificados dispuestos en el interior de la segunda celda para la conexion electrica con el segundo lateral del mismo.
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Cada uno de estos catodos y anodos modificados presenta una barra superior de cobre al menos en una parte de su contorno superior, de manera que la conexion electrica del primer y segundo lateral del marco cortocircuitador con los catodos y anodos modificados respectivamente se realiza mediante un contacto electrico cobre/cobre.
Segun una realizacion preferente, dicho dispositivo cortocircuitador comprende una primera pletina de cobre dispuesta de forma transversal a la pluralidad de catodos modificados y sobre la barra superior de cobre de los mismos.
De acuerdo con una realizacion preferente, este dispositivo comprende una segunda pletina de cobre dispuesta de forma transversal a la pluralidad de anodos modificados y sobre la barra superior de cobre de los mismos.
Segun una realizacion preferida, la barra superior de cobre de los catodos modificados esta formada por una barra de perfil en U que se encaja en el contorno superior de dichos catodos.
Con el dispositivo cortocircuitador para el desborre de celdas que aqu se propone se obtiene una mejora significativa del estado de la tecnica.
Esto es asi pues con este dispositivo es posible la utilizacion del marco cortocircuitador realizando un contacto electrico de naturaleza cobre-cobre, que presenta una alta conductividad electrica y permite la utilizacion del marco con corrientes normales de operacion. Asi pues, cada vez que debe realizarse un desborre y para la colocacion del marco que ha de realizar el cortocircuito aislando las celdas a desborrar, no es necesario reducir la intensidad de la corriente y el resto del circuito puede continuar con un funcionamiento normal.
De este modo se aumentan los niveles de produccion respecto a la utilizacion de un marco cortocircuitador tal y como se vema realizando en el estado de la tecnica, es decir, sin este dispositivo que aqu se propone.
Por otra parte, estos electrodos modificados se instalan en las celdas exteriores a las que se pretende desborrar, en sustitucion de sus electrodos correspondientes, con el objetivo de ofrecer un contacto electrico cobre-cobre con el marco y una vez terminado el desborre, se extraen de estas celdas para volver a introducir en ellas sus electrodos iniciales. Asi pues,
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no es necesaria una transformation completa de los electrodos de la nave de electro obtencion, sino unicamente la modification de los electrodos que van a instalarse previamente al desborre.
Una ventaja de este dispositivo es que es posible mantener en position segura todas las celdas, pues el marco cortocircuitador trabaja siempre con un contacto anodo en un lateral y un contacto catodo en el otro lateral, evitando que las celdas de contacto queden en posicion de pila galvanica, evitando por tanto la corrosion de los electrodos.
Ademas, el diseno mecanico de las nuevas barras anadidas a los electrodos modificados asegura la resistencia al apoyo del marco. El diseno de los mismos permite colocar y retirar el marco con rapidez, no siendo necesario el uso de dispositivos de contacto auxiliares para este proposito.
Se consigue por tanto un dispositivo cortocircuitador sencillo y eficaz, que soluciona los inconvenientes existentes en la tecnica.
Breve description de los dibujos
Con objeto de ayudar a una mejor comprension de las caracteristicas del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de realization practica del mismo, se aporta como parte integrante de dicha descripcion, una serie de dibujos donde, con caracter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:
La Figura 1.- Muestra una vista en perspectiva de un catodo modificado del dispositivo cortocircuitador, para un modo de realizacion preferente de la invention.
Las Figuras 2.1 y 2.2.- Muestran las respectivas vistas en alzado y perfil de un catodo modificado del dispositivo cortocircuitador, para un modo de realizacion preferente de la invencion.
La Figura 3.- Muestra una vista en perspectiva de un anodo modificado del dispositivo cortocircuitador, para un modo de realizacion preferente de la invencion.
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Las Figuras 4.1 y 4.2.- Muestran las respectivas vistas en alzado y perfil de un anodo modificado del dispositivo cortocircuitador, para un modo de realization preferente de la invention.
La Figura 5.- Muestra una vista esquematica de la section de la instalacion del dispositivo cortocircuitador en una situation de aislamiento de dos celdas (eliminando de la segunda celda el primer catodo, para mostrar el anodo modificado), para un modo de realizacion preferente de la invencion.
Description detallada de un modo de realizacion preferente de la invencion
A la vista de las figuras aportadas, puede observarse como en un modo de realizacion preferente de la invencion, el dispositivo cortocircuitador para el desborre de celdas en plantas de electro obtencion de cobre que aqu se presenta, comprende un marco (1) cortocircuitador de aislamiento de las celdas a desborrar.
Estas celdas presentan en su interior un electrolito (2) y unos electrodos formados por una pluralidad de catodos (3) y una pluralidad de anodos dispuestos de forma alternada entre si.
Por su parte, el marco (1) cortocircuitador se conecta electricamente mediante unas conexiones de cobre en un primer lateral (1.1) del mismo con la pluralidad de catodos de una primera celda (5) y, se conecta igualmente con unas conexiones de cobre en un segundo lateral (1.2) opuesto al primero, con la pluralidad de anodos de una segunda celda (6). De este modo, queda aislada electricamente la al menos una celda dispuesta entre dichas primera y segunda celdas (5, 6).
En este modo de realizacion preferente de la invencion, como se muestra en la Figura 5, son dos las celdas intermedias (7) entre la primera y la segunda celda (5, 6), que quedan aisladas electricamente para poder procederse al desborre de las mismas.
El dispositivo cortocircuitador aqu propuesto comprende una pluralidad de catodos modificados (8), tal y como se muestra en las Figuras 1, 2.1 y 2.2, dispuestos en el interior de la primera celda (5) para la conexion electrica con el primer lateral (1.1) del marco (1) y una pluralidad de anodos modificados (9), tal y como pueden observarse en las Figuras 3, 4.1 y 4.2, dispuestos en el interior de la segunda celda (6) para la conexion electrica con el segundo lateral (1.2) del mismo.
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Asi pues, como se muestra en dichas Figuras 1 a 4.2, dichos catodos y anodos modificados (8, 9) presentan una barra (4) superior de cobre al menos en una parte de su contorno superior, de manera que la conexion electrica del primer y segundo lateral (1.1, 1.2) del marco (1) cortocircuitador con los catodos y anodos modificados (8, 9) respectivamente se realiza mediante un contacto electrico cobre/cobre.
Como puede observarse en las Figuras 1, 2.1 y 2.2, en el caso de los catodos modificados (8) se ha considerado en este modo de realizacion, la barra (4) se dispone sobre una parte del contorno superior de los mismos, mientras que como se muestra en las Figuras 3, 4.1 y 4.2, en el caso de los anodos modificados (9) la barra discurre a lo largo de todo el contorno superior de estos.
Asi mismo, en este modo de realizacion preferente de la invencion, en el caso de los catodos modificados (8), la barra (4) superior esta formada por una barra de perfil en U que se encaja en el contorno superior de dichos catodos modificados (8).
En este modo de realizacion preferente de la invencion, el dispositivo cortocircuitador comprende una primera pletina de cobre dispuesta de forma transversal a la pluralidad de catodos modificados (8) y sobre la barra (4) superior de cobre de los mismos.
Asi pues, cuando pretende realizarse el desborre, en este caso de dos celdas intermedias (7) entre una primera y una segunda celda (5, 6), lo primero que debe realizarse es la extraccion de los catodos (3) normales de la primera celda (5), para instalar en su lugar los catodos modificados (8) y la extraccion de los anodos normales de la segunda celda (6), para instalar en este caso los anodos modificados (9). Los electrodos normales se extraen en dos etapas, para no interrumpir el circuito electrico.
Una vez se encuentran instalados los electrodos modificados, se instala el marco (1) cortocircuitador como se muestra en la Figura 5, realizando una conexion electrica con los mismos y obteniendo por tanto un aislamiento electrico de las dos celdas intermedias (7) para poder iniciar las labores de desborre.
La forma de realizacion descrita constituye unicamente un ejemplo de la presente invencion, por tanto, los detalles, terminos y frases espedficos utilizados en la presente memoria no se han de considerar como limitativos, sino que han de entenderse unicamente como una base para las reivindicaciones y como una base representativa que proporcione una description
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comprensible asi como la information suficiente al experto en la materia para aplicar la presente invention.
Con el dispositivo cortocircuitador para el desborre de celdas que aqu se presenta se consiguen importantes mejoras respecto al estado de la tecnica.
Por un lado, la utilization de los electrodos modificados facilita una conexion electrica cobre- cobre con el marco, de manera que se obtiene un contacto electrico eficiente y seguro para trabajar a corrientes normales de operation. Esto evita tener que reducir la intensidad de la corriente electrica y por tanto se evitan las reducciones de production que ello conllevaba.
Ademas, este dispositivo permite elevar la cota del punto de conexion del anodo favoreciendo la instalacion posterior del marco y evitando posibles cortes electricos.
La utilizacion de los electrodos modificados permite asegurar en todo momento que el marco trabaja apoyado en contactos con catodos y anodos en cada lateral del mismo respectivamente, evitando de este modo que alguna celda trabaje en condicion de pila galvanica.
Por todo ello, resulta un dispositivo muy eficaz en su aplicacion para cortocircuitar y aislar celdas en procesos de electro obtencion, con un diseno sencillo, practico y seguro.

Claims (1)

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    REIVINDICACIONES
    1- Dispositivo cortocircuitador para el desborre de celdas en plantas de electro obtencion de cobre, que comprende un marco (1) cortocircuitador de aislamiento de las celdas a desborrar, donde cada celda presenta en su interior un electrolito (2) y unos electrodos formados por una pluralidad de catodos (3) y una pluralidad de anodos dispuestos de forma alternada entre si, y donde dicho marco (1) mediante unas conexiones de cobre conecta electricamente un primer lateral (1.1) del mismo con la pluralidad de catodos de una primera celda (5) y, un segundo lateral (1.2) opuesto con la pluralidad de anodos de una segunda celda, aislando electricamente la al menos una celda intermedia (7) dispuesta entre dichas primera y segunda celdas (5, 6), caracterizado por que comprende una pluralidad de catodos modificados (8) dispuestos en el interior de la primera celda (5) para la conexion electrica con el primer lateral (1.1) del marco (1) y una pluralidad de anodos modificados (9) dispuestos en el interior de la segunda celda (6) para la conexion electrica con el segundo lateral (1.2) del mismo, donde cada uno de estos catodos y anodos modificados (8, 9) presenta una barra (4) superior de cobre al menos en una parte de su contorno superior, de manera que la conexion electrica del primer y segundo lateral (1.1, 1.2) del marco (1) cortocircuitador con los catodos y anodos modificados (8, 9) respectivamente se realiza mediante un contacto electrico cobre/cobre.
    2- Dispositivo cortocircuitador para el desborre de celdas en plantas de electro obtencion de cobre, segun la reivindicacion 1, caracterizado por que comprende una primera pletina de cobre dispuesta de forma transversal a la pluralidad de catodos modificados (8) y sobre la barra (4) superior de cobre de los mismos.
    3- Dispositivo cortocircuitador para el desborre de celdas en plantas de electro obtencion de cobre, segun cualquiera de las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado por que comprende una segunda pletina de cobre dispuesta de forma transversal a la pluralidad de anodos modificados (9) y sobre la barra (4) superior de cobre de los mismos.
    4- Dispositivo cortocircuitador para el desborre de celdas en plantas de electro obtencion de cobre, segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la barra (4) superior de cobre de los catodos modificados (8) esta formada por una barra de perfil en U que se encaja en el contorno superior de dichos catodos.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US20050126906A1 (en) * 2002-01-25 2005-06-16 Mount Isa Mines Limited Hangar bar
GB2474054A (en) * 2009-10-02 2011-04-06 Corner Electrical Systems Ltd G A shorting frame for an electrowinning plant

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