WO2017063097A1 - Dispositivo tipo filtro prensa para electrodepositar metal desde soluciones, el cual está compuesto por elementos separadores conformados por membranas de intercambio iónico formando una pluralidad de cámaras de anolitos y catolitos, en donde los electrodos están conectados en serie con despegue automático del producto metálico - Google Patents

Dispositivo tipo filtro prensa para electrodepositar metal desde soluciones, el cual está compuesto por elementos separadores conformados por membranas de intercambio iónico formando una pluralidad de cámaras de anolitos y catolitos, en donde los electrodos están conectados en serie con despegue automático del producto metálico Download PDF

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Gabriel Ángel RIVEROS URZUA
Magdalena CIFUENTES CABEZAS
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Definitions

  • Press filter device for electrodepositing metal from solutions which is composed of separating elements formed by ion exchange membranes forming a plurality of anolyte and catholyte chambers, where the electrodes are connected in series with automatic take-off of the metallic product.
  • the final process of this series is electro refining, in the case where the copper electrolyte comes from impure copper anodes or from recycled scrap; or electro obtaining (hereinafter also referred to as EO) if copper comes from oxidized or sulfated copper dissolved in a concentrated solution of sulfuric acid or other acidic or basic medium.
  • the electrolyte comes from copper sulphides; while in the second, electro obtaining, comes from solvent extraction (hereinafter also referred to as SX).
  • SX solvent extraction
  • the copper dissolved by the application of electric current is deposited on a surface to form high purity cathodes.
  • the pond in which this process occurs is commonly referred to as an electro obtaining or electro refining cell or also called an electrolytic cell, which dates from the last century.
  • the electrolyte for example, from solvent extraction (SX), is composed of sulfate and sulfuric acid, in contents of 40 - 45 g / 1 Cu and 180 - 200 g / 1 of acid, and impurities Fe ( ⁇ 1 g / 1), Mn and Cl.
  • Cobalt sulfate and Guar gum are added as additives to improve the quality of the cathode.
  • cuprous ion has a potential for reduction greater than the cupric ion, being an indication of the natural tendency of the cuprous ion to disrupt in cupric ion and metallic copper.
  • Chloride technology was used at the industrial level in Australia, but the corrosion in the plant was excessive, so production had to stop. Consequently, there is no technology implemented today for cuprous ion.
  • the patent, US Pat. No. 4,053,377 develops an electrodeposition cell where it maintains a uniform flow of solution through the electrodes with current densities in the range of 645 to 4300 A / m 2 .
  • the electrolyte is introduced to the cell by means of a centrifugal pump passing through a series of gates that have an incremental number of holes within a Venturi.
  • the electrolyte flows into large cells at an average speed of 23 m / min.
  • the US Pat. No. 5,855,756 of 1999 shows another method and design of electro-refining cell that increases electrolyte flow rates while maintaining the mud layer at the bottom of the cell and keeping the anode face substantially intact.
  • the cell includes a collector located near the bottom of the cell and has multiple discharge holes for the electrolyte solution.
  • An analogous configuration is used for the discharge of the electrolyte that allows a relatively high flow in and out of the cell.
  • EMEW ElectroMetals ElectroWinning
  • This cell can work with electrolyte concentrations in the case of copper between 5-45 g / 1, while tolerating high levels of contaminants such as chloride (> 10 g / 1), iron iron (15 g / 1), among others; being within its characteristics that can operate without the SX stage as long as the PLS is of an acceptable quality in impurity contents.
  • the cell is made up of two cylindrical electrodes, a titanium base alloy anode and an external stainless steel cathode.
  • the cell chamber is closed so there is no emission of acid mist, with a high-flow electrolyte tangential supply being able to operate with high current densities, about 1 kA / m 2 to obtain grade A cathodes.
  • This type of cell is very different from the conventional one, it allows to reach high current densities with a high current efficiency, so that in energetic terms, its effect is not significant, producing at the same time commercial cathodes of difficult acceptance in the market.
  • the reaction that occurs in the anode is the electrolytic decomposition of water, which does not affect the efficiency in the use of the current because it does not generate cations that can be reduced in the cathode.
  • the use of this anodic reaction requires a high cell voltage, resulting in a high energy consumption, in addition to the generation of the so-called acid mist in the electro-obtaining ships.
  • this cell has a bed of copper particles in the catholyte compartment, which is suspended by an upward flow of solution that enters the cell through a diaphragm or a distributor . Copper particles are polarized cathodically by a current feeder inserted into the bed, and the cell circuit is completed with an anode of material for the oxidation reaction present in the anolyte compartment.
  • the body of this type of cells can be rectangular or cylindrical, but in both cases, the electrolyte is fed through the lower part of the body, while the discharge of the same is carried out by overflowing in the upper part.
  • This type of cell is characterized by having a large cathodic surface, which allows them to have a larger area for copper deposition and to operate at lower current densities, which leads to a reduction in the polarization of the cathode.
  • the fluidization of the bed generates a high relative speed between the solution and the electrode, thereby increasing the mass transfer.
  • the cell body can be cylindrical or flat geometry.
  • electrodialysis cells where homopolar ion exchange membranes are alternately arranged between an anode and a cathode and an electric field perpendicular to them.
  • This type of cell allows various ionic species to be separated and concentrated, and therefore its use has been mainly inclined in the treatment of industrial effluents, production of substances for food manufacturing and seawater desalination.
  • the separation of ionic species is known as the electrodialysis process (hereinafter also referred to as ED) and when specific chemical reactions in the electrodes are further promoted, it is referred to as reactive electrodialysis (hereinafter also referred to as EDR), a technique that has been used to Copper production at the laboratory level.
  • This type of cell can operate with current densities of up to 1.5 kA / m 2 , under electrolyte flow rates between 100 and 1000 1 / min, acidity between 50 and 190 g / 1 of H 2 S0 4 , concentration of total iron in the anolyte between 0.3 and 1 M, concentration of copper in the catholyte between 3 and 15 g / 1 and a cell voltage between 0.5 and 2.5 volt.
  • its use is mainly oriented to copper, it can also be applied to other metals, with the main advantages being the elimination of acid mist, lower specific energy consumption and operating without the SX stage.
  • the procedure of operation of the cell in the extraction of the cathodes is not indicated.
  • electrolytic cell Other types of electrolytic cell are those of the filter press type sealed with ion exchange membranes that are used in the chemical industry to obtain halogen gases, such as chlorides or bromides, from an anodic chamber and an alkali metal hydroxide from a cathodic chamber. by electrolysis of an aqueous solution of an alkali metal halide such as sodium chloride, potassium chloride or sodium bromide.
  • ionic membrane exchange process has a high commercial acceptance for the quality of products with reduced energy consumption.
  • This type of electrolytic cell can be monopolar or bipolar.
  • the ion exchange membrane is positioned between anode and cathode, and in the bipolar the ion exchange membrane positioned between each anode of a bipolar electrode and a cathode of an adjacent bipolar electrode.
  • the structure of the cells is compact with small inter electrode and inter membrane spaces generally selected in the range of 5 to 30 mm.
  • a bipolar cell is described in the U.S. Patent No. 4,465,579 "Bipolar electrolytic cell” by the authors Mataga et al., Aug. 14 1984, and a monopolar or bipolar cell in U.S. Pat. Patent No. 4,729,822, "Electrolytic Cell", by the authors James et al., Of Mar. 8, 1988.
  • Such inventions applied to the chemical industry of chlorine, alkalis and gas generation such as hydrogen and oxygen, provide Press filter type electrolytic cell which comprises a series of anode plates, cathodes and gaskets of an electrically insulating material, and an ion exchange membrane positioned between each anode and cathode forming anodic and cathodic compartments usually of very low thickness, in where each one contains longitudinal holes that serve as heads where the anodic and cathodic compartments can be loaded separately and holes to discharge the electrolysis products from the anodic and cathodic compartments.
  • the present patent solves the aforementioned problems with a new design of electro-obtaining device type filter press based on the use of ion exchange membranes that allows it to be applied in obtaining a large variety of metals dissolved in solutions of different origin or oriented to the production of compounds or materials required by the metallurgical industry.
  • This electro-obtaining device replaces the solvent extraction (SX) and electro-obtaining (EO) stages that proceed to mineral leaching.
  • the present patent leads to a new device for electro obtaining metals or compounds type filter press where the device itself is constituted by unitary chambers that operate independently, catholyte or anolyte, at uniform and high flow rates.
  • each of the chambers anodes and cathodes of variable surface are available and can be designed according to industrial requirements, either 0.25, 0.50, 1 m 2 or higher.
  • each chamber is composed of separation ion exchange membranes to alternately form compartments through which the anolyte and the catholyte circulate.
  • the chambers are connected in series electrically and hydraulically in parallel with the solution.
  • one of the objectives of the present invention is to provide a construction of a simplified metal electrolytic production device, of that class comprising electrodes connected in series, construction that is specially designed for electrolyte circulation, corrosion resistance to high temperatures, accessibility for metal repair and harvest.
  • the device of the invention consists of chambers in such a way that the construction for an industrial production will be composed of a plurality of electrodeposition devices electrically connected in series, where all the electrodes, except the terminals, are provided with a vertical plate base separated by a rubber.
  • One side functions as an anode in a unit cell, while on the other side it functions as a cathode in the adjacent unit chamber.
  • the electrode plates are interspersed with each other, with electrical contact over the rubber, forming a chamber package with their respective electrodes.
  • the outer sides of the terminal electrodes are equipped with electrical connections to form the electrolytic device. With this arrangement a high current density can be applied to each device and at the same time pass a high vertical flow of electrolyte.
  • the separation between the chambers is effected by ion exchange membranes, thus through the anodic chamber it will circulate anolyte and through the catholic chamber catholyte. Said membrane allows electrical conduction between both solutions.
  • the electrolytic device is of the filter press type because each electrolytic device formed comprises alternately disposing frames, ion exchange membranes and electrodes to alternately form anodic and cathodic compartments, whereby, by virtue of fixing them, a completely closed and sealed device is formed.
  • Each frame of the chamber that forms the frame comprises hollow spaces for the path of liquid and gas, in which each frame has inlet and outlet on the outer surface thereof and holes on the inner surface thereof, whereby each type of The electrolyte passes into an anolyte or catholyte compartment formed in the frame and the electrolyzed product is discharged from the anolyte or catholyte compartment, following the parallel hydraulic configuration mentioned above.
  • Another object of the present invention is to provide an electro-obtaining apparatus of the filter-press type, which maintains the uniform distribution of the liquid within the chambers that are secured under high pressure conditions for the complete prevention of liquid leaks within the chambers. , and that is easily assembled or disassembled.
  • a uniform flow of anolyte or catholyte electrolyte circulates through each chamber from the lower to the upper holes, where the electrodes are positively (+) or negatively (-) polarized by the effect of the applied electric field, with the electro deposition in the cathode.
  • Said flow is essentially stable during circulation, free of interference, simultaneously providing sufficient residence time for the occurrence of chemical reactions and electrodeposition of metal.
  • the dimensions and positions of the holes provide a low resistance to flow, the volume being stable, leading to an easily controlled operation with minimal variation of the operational parameters.
  • the thickness of the metal deposited in the cathode plate, although the volume of catholyte circulation decreases, does not affect its quality or the operation of the cell due to its hydrodynamic design condition.
  • the circulation holes of the electrolyte, anolyte and catholyte are internally connected with seals that prevent leaks, but at the same time facilitate the renewal and repair of the assemblies.
  • metal deposit electrodes - cathodes - can be lifted out of the electrolyte device, removed from the place for metal takeoff and replaced.
  • the device has a mechanism for automatic take off of the cathodes, these being collected in the lower part of the device.
  • the frames of the chambers are made of acid-resistant plastic material, while the metal electrode plates are made of stainless steel, lead or other required depending on whether they are cathode or anode, respectively.
  • These types of metal are also conditioned to the type of mineral dissolved in the solution that is to be deposited and extracted from the solution. Said solution may be acidic, basic or neutral.
  • the metal electrodeposition operation is carried out with PLS directly from the leaching operation regardless of the solvent extraction process (SX), allowing the previous leaching stage to work with solutions in acidic, basic or neutral condition.
  • SX solvent extraction process
  • the metal obtained presents characteristics of superior quality to the traditional process directly, without requiring the addition of chemical reagents, improving the overall extraction and the kinetics of the process.
  • the obtaining of metal in the electro-obtaining device is at room temperature, or between the range of 10-60 ° C, without requiring energy consumption to preheat the electrolyte.
  • Occupational safety conditions improve as a result of operations that do not expose operators to contact, handling or inhalation of dangerous and corrosive acids or bases.
  • Figure 1 is an exploded schematic view showing an arrangement of the camera frames, the electrodes between the camera frames, the ion exchange membrane, the support thereof and the electrolyte and liquor transfer holes in a press filter apparatus of electro obtaining device interpreted in accordance with the present invention.
  • Figures 2, 3 and 4 are sectional views in section of a chamber frame of the electro-obtaining device comprising the electrolyte circulation holes and the assembly condition elements according to the invention.
  • Figures 5, 6, 7, 8, 9 and 10 are sectional views of a camera frame comprising its front and rear views, and the support structure grid of the ion exchange membrane according to the invention.
  • Figures 11, 12, 13, 14 and 15 are sectional views of the terminal frame of the electro-obtaining device.
  • Figure 16 is a sectional view of the electrode of the electro obtaining device, in its configuration as a cathode.
  • Figure 17 is a sectional view of the electrode of the electro obtaining device, in its configuration as an anode.
  • Figure 18 is a sectional view of a rubber plate of the electro obtaining device, in its configuration as an insulator and separator of the electrodes, anode and cathode.
  • the cathode comprises a plate (1) that completely covers the central opening being the active surface of the cathode, which is the space (2) through which frame (3) the catholyte circulates .
  • this frame (4) in the space corresponding to the central opening (2), it contains an ion exchange membrane (5), which is supported on both sides with grilles (6) and prevents the transfer of fluid from the anolyte circulation space corresponding to the frame (7), space opening (2) completely covered by the active surface of the electrode wall (8) in contact with the anolyte acting as an anode sealing the opening through which it circulates
  • the anolyte The opposite electrode wall is covered with an insulating rubber (21) that separates it from the cathode (1), allowing the reconfiguration of the electro-obtaining device in an equivalent manner to that explained above, to configure two equal chambers and the electro-obtaining device conformed by equivalent chambers in accordance with The present invention.
  • the frames (3), (4) and (7) have eight openings (9), (10), (11), (12), (13), (14), (15) and (16) that in the electro-obtaining device, along this, they form a whole in internal union, being connected to the heads by which electrolyte is charged to the catholyte circuit and liquor to the anolyte circuit, which flow to the cathodic and anodic compartments, respectively , filling each chamber of the electro obtaining device with fluid.
  • the side holes (12) and (13) the anolyte compartments are entered, while through the side holes (9) and (15), the electrolysis product is extracted.
  • the catholyte fluid is entered through the holes (14) and
  • the cathode (1) and anodic (8) plates are constructed in such a way that they do not interfere with the circulation flows of the liquors entering and leaving the device, and in the case of the ends of the electro-obtaining device, both electrodes (1) and (8) have holes for connection to electric power.
  • Product of the electrolysis metal is generated that is deposited in the cathodes (1) of the device.
  • At the end of the production cycle upon reaching the expected thickness of metal in the cathode (1) and a minimum concentration of metal dissolved in the electrolyte, by opening the device, they are lifted and removed. Subsequently they are replaced to start a new productive cycle. It is also enough, in the cases that are required, to take off the deposited metal by dropping it directly to the base of the device for its collection and transport.
  • the guide (17) allows the movement of the frames (3), (4) and (7) in the closed, and opening of the electro obtaining device, according to the invention.
  • the electrolytic device is constructed of PVC, PP or other plastic material resistant to acidic, basic or neutral solution and electrically neutral.
  • FIGS 2, 3 and 4 correspond to the sectional deployment of the frame (3) of Figure 1. From the point of view of construction and easy assembly of the present patent, it is possible to form the hydrodynamic path of lower circulation resistance of the electrolyte or liquor through the holes (9), (10), (11), (12), (13), (14), (15) and (16) with other sectional views of the compartments of the respective cell chambers.
  • the holes (9), (10), (11), (12), (13), (14), (15) and (16) can also be formed independently at the top and bottom, not allowing communication between catholyte and anolyte.
  • the guide (17) aligns the frame (3) with the other frames (4) and (7), and the others that are installed successively to form one or more electro-obtaining devices according to the invention.
  • Figures 5, 6, 7, 8, 9 and 10 are sectional views of the type frame (4) corresponding to the parts that make up its parts for easy assembly and construction
  • Figure 5 is the front face of the first section
  • Figure 6 is the back side of it.
  • Each groove or hole of one surface has its correspondence in the other surface, (10), (11), (14) and (16).
  • Figures 7 and 8 form the second section, each projected part shape has its correspondence on each surface side, (9), (15), (12) and (13). This constructive form from the stress point of view of the frame is preferable for its easy construction and assembly and keeps the hole (2) constant in the electrolytic compartment.
  • the frame (4) contains in its interior the ion exchange membrane which, due to its flexibility and long estimated period of use, must be stiffened, since it separates the catholyte and anolyte compartments.
  • Figure 9 contains the support grid (6) shown in Figure 10, being structured and formed of quadrilaterals, constructed of the same material of the device which imparts great resistance and. easy assembly
  • Figures 11, 12, 13, 14 and 15 correspond to the terminal frame of the electro-obtaining device, showing hydrodynamic sections of fluid conduction thereof, both for ease of construction and easy assembly.
  • Figure 11 the active orifices of liquid inlet conduction (10) and (11), which correspondingly have their outlet in the orifice (18), as shown in the section of Figure 12.
  • the active inlet conduction holes (12) and (13) have their outlet (19) which are reflected in Figure 11.
  • Figure 15 is the seal cap ( 20) of the electro obtaining device according to the invention.
  • the cathode (1) typically of stainless steel, titanium, iron alloys or other suitable for the catholyte compartment according to the present invention.
  • anode (8) typically of lead, lead alloy, tin, calcium, or other required according to the anolyte liquor in accordance with the present invention.
  • the rubber plate (21) typically Eva rubber, rubber or other suitable for insulating and separating the electrodes, anode (8) from the cathode (1) in the electro-obtaining device according to the invention.
  • Electrolytic copper was produced using the electro-obtaining device described in the present invention.
  • Figure 1 The device for obtaining press filter-type metals was assembled in accordance with that described in the present invention, of a size in reference to that required industrially for the obtaining copper of 1 ⁇ 4 m 2 , and defining the examples described:
  • the electrolytic solutions are conducted to the electro-obtaining device by pipes of plastic material, as well as the storage tanks and circulating liquid receivers.
  • the anolyte solution circulates through the compartments and ducts arranged for this purpose, according to the invention at 600 1 / min, while the catholyte solution does so through their respective compartments also at 600 1 / min.
  • a DC (direct current) power source is connected to the electro-obtaining device with its positive terminal to the electrode (8), which is the anode, and its negative terminal to the cathode metal (1), preferably connectors of Easy assembly clip-on.

Abstract

La presente invención se refiere a un dispositivo de electrodeposición de metal desde soluciones ácidas, neutras o básicas con bajo o alto contenido de metal disuelto en éstas. Se proporciona un dispositivo para la producción electrolítica de metal, a la forma láminas de metal de calidad electrolítico libre de imperfecciones e impurezas. El dispositivo tipo filtro prensa se construye a partir de una pluralidad de celdas conectadas en serie eléctrica e hidráulicamente en paralelo con la solución, donde en cada una de ellas se disponen alternativamente marcos cuadriláteros y membranas de intercambio iónico para formar alternativamente compartimentos anódico y catódico, en el que cada uno de ellos permite la libre trayectoria de líquido dado que cada bastidor dispone de entrada y salida en la superficie exterior de la misma y agujeros en la superficie interior por el que por cada compartimento se pasa anólito o católito y el producto electrolizado se descarga del anólito o el compartimento de católito a la forma de metal o compuesto metálico. Todos los electrodos excepto los terminales son bipolar y diseñado con una placa de base vertical, que tiene un lado funcionando como ánodo con el respectivo anólito en una unidad de celda y en el otro funcionando como cátodo con el respectivo católito en la unidad de celda adyacente, y en el que los lados exteriores de los electrodos terminales tienen conexiones eléctricas para la fila de celdas de tal manera que los electrodos de placas base adyacentes se intercalan sin contacto eléctrico directo entre sí, formando un paquete de placas de electrodos.

Description

Dispositivo tipo filtro prensa para electrodepositar metal desde soluciones, el cual está compuesto por elementos separadores conformados por membranas de intercambio iónico formando una pluralidad de cámaras de anolitos y catolitos , en donde los electrodos están conectados en serie con despegue automático del producto metálico.
ARTE PREVIO.
Los métodos y dispositivos para la extracción de metales desde los minerales, son conocidos en un amplio espectro y la literatura técnica hace un despliegue de dichas técnicas.
Por lo general, el proceso final de esta serie es la electro refinación, para el caso en que el electrolito de cobre proviene de ánodos impuros de cobre o bien de chatarra reciclada; o la electro obtención (en adelante también denominada como EO) si el cobre proviene de cobre oxidado o sulfatado disuelto en una solución concentrada de ácido sulfúrico u otro medio ácido o básico. En el primer caso, para la electro refinación, el electrolito proviene de sulfuros de cobre; mientras que en el segundo, la electro obtención, proviene de la extracción por solvente (en adelante también denominada como SX). En ambos casos, el cobre disuelto mediante la aplicación de corriente eléctrica, se deposita sobre una superficie para formar cátodos de alta pureza. El estanque en el cual ocurre este proceso es comúnmente referido como una celda de electro obtención o electro refinación o también denominada cuba electrolítica, la cual data desde el siglo pasado.
Este último procedimiento se encuentra bien establecido en la industrial, y el electrolito, por ejemplo, proveniente de la extracción por solvente (SX), está compuesto de sulfato y ácido sulfúrico, en contenidos de 40 - 45 g/1 Cu y 180 - 200 g/1 de ácido, e impurezas Fe (<1 g/1), Mn y Cl. Como aditivos para mejorar la calidad del cátodo se agregan sulfato de cobalto y goma Guar.
Uno de los problemas que presenta la electro deposición es la formación de neblina ácida (02 + H2S04), y para mantener la calidad del producto con un depósito catódico aceptable hay una densidad de corriente crítica que se mantiene entre 250 - 360 A/m2. Fuera de este rango, los cátodos pueden ser menos densos y brillantes, y en general, comercialmente inaceptables. También la literatura técnica indica que existe un gran consumo de energía asociado, del orden de 3 kWh/kg Cu, debido a la reacción anódica, y que está asociado al hecho que la deposición catódica de media reacción involucra un proceso de dos electrones, a saber, el cobre bivalente descarga a cobre metálico. No es posible operar en un ambiente de ácido sulfúrico con cobre monovalente, ello porque el ión cuproso tiene un potencial de reducción mayor que el ión cúprico, siendo una indicación de la tendencia natural del ión cuproso a dismutar en ión cúprico y cobre metálico.
El camino más económico adoptado en la industria, para obviar la producción de cobre desde sulfatos de cobre, es tener un baño electrolítico operando en un ambiente hidroclórico con excesos de iones cloruro, que ejerce una acción acomplejante, desplazando el equilibrio de la reacción de desproporción de una manera elegante. Así, el mineral puede ser atacado con cloruro cúprico y cloruro de sodio, permitiendo maximizar el contenido de cobre monovalente. La solución típica obtenida con 5 - 75 g/1 Cu+ junto con 60 - 300 g/1 de NaCl y 1 M de ácido hidroclórico, y pH no mayor de 2 puede ser sometida al proceso de electro
i de corriente no mayores de 1 kA/m2, existen problemas con adherencias de los cátodos y brillo del mismo. Al efecto, la patente US 7,658,833 B2, de Robinson et al., de febrero de 2010, resuelve el problema modificando la deposición del cátodo por medio de un diafragma semi permeable que permite la circulación controlada del electrolito desde ánodo al cátodo en las cubas electrolíticas.
La tecnología de cloruro se utilizó a nivel industrial en Australia, pero la corrosión en la planta fue excesiva por lo que la producción debió detenerse. En consecuencia, no existe hoy una tecnología implementada para ión cuproso.
Por otro lado, en cualquier sistema electrolítico para obtener depósitos de metal de calidad aceptable, y especialmente, si es para obtener cátodos comerciales, caso de la mayoría de los procesos de electro obtención y electro refinación, lo constituye la densidad de corriente, que está directamente relacionada al área superficial de los electrodos, y por ende, al tamaño de la celda electrolítica y al costo de la misma. .Entonces, cualquier desarrollo que sirva para incrementar el límite de la densidad de corriente, sin agregar un costo significativo a la misma, es altamente apreciado. Así, para disminuir el aumento del espesor de la película adyacente al cátodo que disminuye la tasa de difusión e impide el objetivo anterior, se requiere de un aumento de la agitación del electrolito. Al respecto, existen numerosas patentes sugiriendo diversos mecanismos.
La patente, U.S. Pat. No. 4,053,377 desarrolla una celda de electro deposición donde mantiene un flujo uniforme de solución a través de los electrodos con densidades de corriente en el rango de 645 a 4300 A/m2. Específicamente, se introduce el electrolito a la celda por medio de una bomba centrifuga pasando a través de una serie de compuertas que tienen un número incremental de orificios dentro de un Venturi. El electrolito fluye dentro de las celdas de gran tamaño a una velocidad promedio de 23 m/min.
Otra solución, dada la impracticabilidad comercial por la ineficiencia del bombeo por cañerías externas, es la propuesta en la patente U.S. Pat. No. 4,139,429, donde se propone un nuevo tipo de celda que incluye introducir el electrolito a una velocidad uniforme y moderada paralela pasando por toda la superficie de los electrodos, mientras se minimizan las pérdidas de energía en mover el electrolito. Además, se maximiza la velocidad del electrolito por unidad de energía de entrada y se propone un nuevo diseño de celda adaptado para contener dos paredes laterales, dos paredes arqueadas y un fondo. Adyacente a cada pared arqueada, se encuentra incorporado (por el fondo) un agitador centralmente dispuesto, que por rotación imparte un flujo de recirculación del electrolito en la celda. Proceso en el cual al menos la densidad de corriente empleada corresponde a 430 A/m2.
Por su parte, la patente U.S. Pat. No.5,855,756 de 1999, muestra otro método y diseño de celda de electro refinación que incrementa las tasas de flujo del electrolito mientras se mantiene la capa de barro en el fondo de la celda y mantiene la cara del ánodo substancialmente intacta. La celda incluye un colector localizado cerca del fondo de la celda y tiene múltiples orificios de descarga para la solución electrolítica. Una configuración análoga se emplea para la descarga del electrolito que permite un relativamente alto flujo de entrada y salida de la celda. Estos ejemplos ilustran los intentos de mejorar la operación de la cuba electrolítica sin lograr sus objetivos.
Un concepto de celda diferente al convencional y que considera la inducción de un flujo de fluido turbulento con altas densidades de corriente sobre 1 kA/m2, es la celda EMEW (ElectroMetals ElectroWinning) que se encuentra descrita en la patente U.S. Pat. No. 5,529,672 de Barr et al., Jun. 25, 1996. Esta celda puede trabajar con concentraciones de electrolito para el caso del cobre entre 5-45 g/1, tolerando a la vez altos niveles de contaminantes como cloruro (>10 g/1), fierro férrico (15 g/1), entre otros; estando dentro de sus características que puede operar sin la etapa de SX siempre y cuando el PLS sea de una calidad aceptable en contenidos de impurezas. También es posible su uso para extraer electrolíticamente otros metales, como Zn, Ni y Ag. La celda está conformada por dos electrodos cilindricos, un ánodo de aleación de base titanio y un cátodo exterior de acero inoxidable. La cámara de la celda es cerrada por lo que no hay emisiones de neblina ácida, con una alimentación tangencial de electrolito de alto caudal pudiendo operar con altas densidades de corriente, sobre 1 kA/m2 para la obtención de cátodos grado A. Si bien este tipo de celda es muy diferente al convencional, permite alcanzar altas densidades de corriente con una alta eficiencia de corriente, de manera tal que en términos energéticos, su efecto no es significativo, produciendo a la vez cátodos comerciales de difícil aceptación en el mercado.
En las celdas de EO convencionales, la reacción que ocurre en el ánodo es la descomposición electrolítica del agua, que no afecta la eficiencia en el uso de la corriente debido a que no genera cationes que se puedan reducir en el cátodo. No obstante, el uso de esta reacción , anódica requiere de un elevado voltaje de celda, dando como resultado un alto consumo de energía, además, de la generación de la llamada neblina ácida en las naves de electro obtención.
Asimismo, se ha estudiado el uso de la oxidación de Fe2+ a Fe3+ como reacción anódica en la EO de cobre. Sin embargo, el uso de esta reacción anódica en la EO convencional conlleva a una disminución de la eficiencia de corriente catódica, debido a que una parte de la corriente se consume en la reducción de los iones de Fe3+ que se encuentran en las cercanías del cátodo. Por ello, las membranas de intercambio iónico son interesantes en esta técnica, ya que se pueden separar dos soluciones, una con los iones de cobre (catolito) y otra conteniendo iones de Fe (anolito), conservando la conductividad eléctrica entre ellas por medio del transporte selectivo de especies en solución y permitiendo que se lleve a cabo la electro deposición del cobre.
Basado en lo anterior, se han desarrollado celdas alternativas a las convencionales empleando membranas como las celdas de lecho fluidizado. La patente U.S. Pat. No. 7,494,592 B2, Feb. 24, 2009, describe una celda denominada "Spouted Bed", celda que mejora ostensiblemente la condición hidrodinámica. Estas celdas de lecho fluidizado están formadas en la mayoría de los diseños por compartimentos independientes para anolito y catolito, separados entre sí por membranas de diafragma. Dichas membranas de intercambio iónico sirven de soporte para el lecho. El metal que forma el cátodo debe ser el mismo que el que se desea recuperar, debido a que las partículas iniciales pasan a ser parte del producto final; por esto, en el caso del cobre, esta celda posee un lecho de partículas de cobre en el compartimento del catolito, el cual es puesto en suspensión por un flujo ascendente de solución que ingresa a la celda a través de un diafragma o de un distribuidor. Las partículas de cobre se polarizan catódicamente mediante un alimentador de corriente inserto en el lecho, y el circuito de la celda se completa con un ánodo de material para la reacción de oxidación presente en el compartimento del anolito. El cuerpo de este tipo de celdas puede ser rectangular o cilindrico, pero, en ambos casos, la alimentación del electrolito se realiza por la parte inferior del cuerpo, mientras que la descarga del mismo, se lleva a cabo por rebalse en la parte superior. Este tipo de celdas, se caracteriza por tener una gran superficie catódica, lo que les permite disponer de un área mayor para la deposición de cobre y operar a densidades de corriente más bajas, lo que conlleva a una reducción en la polarización del cátodo. Por otra parte, la fluidización del lecho, genera una alta velocidad relativa entre la solución y el electrodo, con lo cual se incrementa la transferencia de masa. En este último caso, el cuerpo de la celda puede ser cilindrico o de geometría plana.
No obstante lo anterior, cabe destacar que este tipo de celdas de lecho fluidizado presentan inconvenientes, tales como, problemas de resistencia mecánica del material que soporta al lecho, extensas zonas de disolución en el lecho (debido a la distribución del potencial), elevados costos de bombeo para fluidizar altas cantidades de partículas y tendencia a ensuciar la membrana generándose una capa pasiva. Estos alcances son los que han impedido que este tipo de celdas se masifique a nivel industrial.
Otras celdas alternativas con empleo de membranas, son las celdas de electrodiálisis especialmente diseñadas, en las que se dispone de manera alternada membranas de intercambio iónico homopolares entre un ánodo y un cátodo y un campo eléctrico perpendicular a ellas. Este tipo de celda permite separar y concentrar diversas especies iónicas, por lo que su uso se ha inclinado principalmente en el tratamiento de efluentes industriales, producción de sustancias para la fabricación de alimentos y desalinización de agua de mar. La separación de especies iónicas se conoce como proceso de electrodiálisis (en adelante también denominado como ED) y cuando se propician adicionalmente reacciones químicas especificas en los electrodos se habla de electrodiálisis reactiva (en adelante también denominado como EDR), técnica que ha sido empleada para la producción de cobre a nivel de laboratorio.
Una celda EDR de dos y tres compartimentos concernientes al uso de membranas de intercambio iónico se encuentran descritas en la publicación de L. Cifuentes et al, "Electrowinning of copper in two-and three-compartment reactive electrodyalisis cell", Chem. Eng. Sci. 61(2006), 3623-3631; en la patente Chilena No. 49958 del 07.08.2009 "Procedimiento hidrometalúrgico autógeno para la producción de metales y materiales combinando lixiviación y regeneración del oxidante a través de celdas electrolíticas con membranas" de los autores J.M. Casas y M. Amigo; y el Modelo de Utilidad de Chile No. 336 de 09.09.2014 "Cuba electrolítica para procesos de electrodiálisis" del autor M. Amigo, basado en la patente anterior. Esta última publicación si bien se refiere a un posible diseño de celda de EO, solo es un intento de incorporar membranas de separación a una celda de EO convencional con el único objetivo de obtener el ion férrico.
Un alcance mejor establecido en consecución de una celda EDR, se encuentra en la solicitud de patente WO201227438 A2, de los autores Simpson Araya J.R. et al., "Electrolyte cell for the winning of metáis by reactive electrodyalisis and electrolytic process for the winning of metáis that uses said cell" de fecha 22 de marzo de 2012. En esta última publicación se describe una celda de electrolítica para la obtención de metales que consiste en tres compartimentos de iguales dimensiones, separados por membranas de intercambio iónico, donde dos compartimentos contienen una disolución de anolito y un electrodo de placa inmerso en ella polarizado positivamente (ánodo), mientras que el tercer compartimento contiene una disolución de catolito y un electrodo inmerso en ella, polarizado negativamente (cátodo). Dichos compartimientos se encuentran intercalados, separándose físicamente ambas disoluciones por membranas de intercambio iónico, que permite la conducción eléctrica entre ambas disoluciones. Este tipo de celda, según se indica, puede operar con densidades de corriente de hasta 1,5 kA/m2, bajo caudales de electrolito entre 100 y 1000 1/min, acidez entre 50 y 190 g/1 de H2S04, concentración de hierro total en el anolito entre 0,3 y 1 M, concentración de cobre en el catolito entre 3 y 15 g/1 y una tensión de celda entre 0,5 y 2,5 volt. Aun cuando su uso está orientado principalmente al cobre, también puede ser aplicada en otros metales, siendo sus principales ventajas la eliminación de la neblina ácida, un menor consumo especifico de energía y operando sin la etapa de SX. No se indica el procedimiento de operación de la celda en la extracción de los cátodos.
Cabe destacar que ninguno de los casos señalados anteriores de EDR, ha sobrepasado la etapa de laboratorio.
Otros tipos de celda electrolítica, son las de tipo filtro prensa selladas con membranas de intercambio iónico que se utilizan en la industria química para obtener gases halógenos, tales como cloruros o bromuros, desde una cámara anódica y un hidróxido de metal alcalino desde una cámara catódica mediante la electrólisis de una solución acuosa de un haluro metálico alcalino tal como cloruro de sodio, cloruro de potasio o bromuro de sodio. El proceso llamado "proceso de intercambio de membrana iónico" tiene una alta aceptación comercial por la calidad de los productos con un reducido consumo de energía. Este tipo de celda electrolítica puede ser monopolar o bipolar.
En un tipo de celda monopolar, la membrana de intercambio iónico se posiciona entre ánodo y cátodo, y en la bipolar la membrana de intercambio iónico posicionado entre cada ánodo de un electrodo bipolar y un cátodo de un electrodo bipolar adyacente. La estructura de las celdas es compacta con pequeños espacios inter electrodo e ínter membrana seleccionado generalmente en el rango de 5 a 30 mm. Una celda bipolar se encuentra descrita en la U.S. Patent No. 4,465,579 "Bipolar electrolytic cell" de los autores Mataga et al., de Aug. 14 1984, y una celda monopolar o bipolar en la patente U.S. Patent No. 4,729,822, "Electrolytic Cell", de los autores James et al., de Mar. 8, 1988. Dichos inventos, aplicados a la industria química del cloro, álcalis y generación de gases como por ejemplo hidrógeno y oxígeno, proporcionan una celda electrolítica tipo filtro prensa la cual comprende una serie de placas de ánodos, cátodos y empaquetaduras de un material eléctricamente aislante, y una membrana de intercambio iónico posicionada entre cada ánodo y cátodo formando compartimentos anódicos y catódicos por lo general de muy poco espesor, en donde cada uno de ellos contiene orificios longitudinales que sirven como cabezales por donde se puede cargar los compartimentos anódicos y catódicos separadamente y orificios para descargar los productos de la electrólisis desde los compartimentos anódicos y catódicos.
Se desconoce la aplicación de este tipo de patentes en metalurgia extractiva, y en específico, a la electrodeposición de metales.
Considerando lo anterior, se observa que en las patentes referenciadas del estado del arte de EO existe una tendencia a mitigar y/o resolver el tema de la generación de neblina ácida y
s emisión de gases mediante celdas cerradas e incrementar la densidad de corriente. Sin embargo, algunas de ellas no han superado la etapa de laboratorio ni la de banco, mientras que otras no presentan un producto comercial aceptado en el mercado. Por otro lado, la industria química presenta una serie de celdas electroquímicas con empleo de membranas de intercambio iónico, como es el caso de las celdas de electro diálisis (ED), cuyo traspaso a la industria metalúrgica requiere un depósito catódico, y de las celdas de electro diálisis reactiva (EDR), las cuales no han superado la etapa de laboratorio ni menos aproximado a la producción de cátodos estándar.
Así mismo, la tecnología actual, tal como está concebida por condiciones hidrodinámicas, no puede operar con altos flujos de electrolito, ni con bajas concentraciones de soluciones de PLS, lo que conlleva a trabajar en un rango limitado de densidad de corriente, alta temperatura y concentración de metal en la solución para producir cobre calidad catódica, requiriendo la operación de SX e ingentes cantidades de reactivos químicos, fomentando el gigantismo en este tipo de plantas.
La presente patente resuelve los problemas antes mencionados con un nuevo diseño de dispositivo de electro obtención tipo filtro prensa basado en la utilización de membranas de intercambio iónico que permite ser aplicada en la obtención de una gran variedad de metales disueltos en soluciones de diverso origen o bien orientada a la producción de compuestos o materiales requeridos por la industria metalúrgica. Este dispositivo de electro obtención reemplaza las etapas de extracción por solvente (SX) y electro obtención (EO) que prosiguen a la lixiviación de minerales.
DESCRIPCION DE LA INVENCIÓN.
La presente patente que conlleva a un nuevo dispositivo de electro obtención de metales o compuestos tipo filtro prensa donde el dispositivo en sí, está constituido por cámaras unitarias que operan independientemente, catolito o anolito, a uniformes y elevados caudales.
En cada una de las cámaras se dispone de ánodos y cátodos de superficie variable pudiendo diseñarse éstos de acuerdo a los requerimientos industriales, ya sea de 0,25, 0,50, 1 m2 o superior. Asimismo, cada cámara está compuesta con membranas de intercambio iónico de separación para formar alternativamente compartimentos por donde circulan el anolito y el catolito.
Las cámaras se conectan en serie eléctricamente e hidráulicamente en paralelo con la solución.
El proceso de deposición del metal se realiza por medio de energía eléctrica, aplicada en los electrodos del dispositivo, utilizando un rectificador de corriente, permitiendo que se deposite el metal. Así, uno de los objetivos de la presente invención, es proporcionar una construcción de un dispositivo simplificado de producción electrolítica de metal, de aquella clase que comprende electrodos conectados en serie, construcción que es especialmente diseñada para circulación de electrolito, resistencia a la corrosión a altas temperaturas, accesibilidad para la reparación y cosecha del metal. El dispositivo de la invención consta de cámaras de tal manera que la construcción para una producción industrial estará compuesto por una pluralidad de dispositivos de electro deposición conectados eléctricamente en serie, donde todos los electrodos, excepto los terminales, están provistos con una base de placa vertical separados por una goma. Un lado funciona como ánodo en una célula unitaria, mientras que en el otro lado funciona como cátodo en la cámara unitaria adyacente.
Las placas de los electrodos están intercaladas entre ellos, con contacto eléctrico por sobre la goma, formando un paquete de cámaras con sus respectivos electrodos. Los lados exteriores de los electrodos terminales, están equipados con conexiones eléctricas para conformar el dispositivo electrolítico. Con este arreglo se puede aplicar una alta densidad de corriente a cada dispositivo y al mismo tiempo pasar un alto flujo vertical de electrolito. La separación entre las cámaras se efectúa mediante membranas de intercambio iónico, así por la cámara anódica circulará anolito y por la cámara catódica catolito. Dicha membrana permite la conducción eléctrica entre ambas disoluciones.
De acuerdo a la invención, el dispositivo electrolítico es de tipo filtro prensa porque cada dispositivo electrolítico formado comprende disponer alternativamente marcos, membranas de intercambio iónico y electrodos para formar alternativamente compartimentos anódico y catódico, por lo cual, en virtud de la fijación de ellos, se conforma un dispositivo completamente cerrado y sellado. Cada marco de la cámara que conforma la trama, comprende espacios huecos para la trayectoria de líquido y gas, en que cada marco tiene entrada y salida en la superficie exterior del mismo y agujeros en la superficie interior del mismo, por el que cada tipo de electrolito pasa a un compartimento anolito o catolito formado en el bastidor y el producto electrolizado se descarga desde el compartimento anolito o catolito, siguiendo la configuración hidráulica en paralelo antes mencionada.
Otro objeto de la presente invención es proporcionar un aparato de electro obtención del tipo filtro-prensa, que mantiene la distribución uniforme del líquido dentro de las cámaras que se aseguran bajo condiciones de alta presión para la prevención completa de fugas de líquido dentro de las cámaras, y que es fácilmente ensamblado o desarmado.
Bajo el arreglo antes descrito, un flujo uniforme de electrolito anolito o catolito circula por cada cámara desde los orificios inferiores hacia los superiores, donde los electrodos se encuentran polarizados positiva (+) o negativamente (-) por efecto del campo eléctrico aplicado, ocurriendo la electro deposición en el cátodo. Dicho flujo es esencialmente estable durante la circulación, libre de interferencias, proporcionando simultáneamente, suficiente tiempo de residencia para la ocurrencia de las reacciones químicas y la electro deposición de metal. Las dimensiones y posiciones de los orificios entregan una baja resistencia al flujo, siendo el volumen estable, conducente a una operación fácilmente controlada con mínima variación de los parámetros operacionales. El espesor de metal depositado en la placa catódica, aunque disminuye el volumen de circulación de catolito, no afecta la calidad de éste ni la operación de la celda por la condición hidrodinámica de diseño de la misma.
De acuerdo a la instalación preferente del dispositivo de electro obtención, los orificios de circulación del electrolito, anolito y catolito, están conectados interiormente con sellos que impiden las fugas, pero a la vez facilitan la renovación y reparación de los ensambles. A su vez, los electrodos de depósito de metal -cátodos- pueden ser levantados fuera del dispositivo electrolítico, retirados del lugar para el despegue de metal y reemplazados. Asimismo, el dispositivo cuenta con un mecanismo para el despegue automático de los cátodos, siendo éstos colectados en la parte inferior del dispositivo. Los marcos de las cámaras están fabricados de material plástico resistente a la corrosión de los ácidos, mientras que las placas de los electrodos de metal, son de acero inoxidable, plomo u otro requerido según se traten de cátodo u ánodo, respectivamente. También estos tipos de metal están condicionados al tipo de mineral disuelto en la solución que se quiere depositar y extraer de la solución. Dicha solución puede ser de carácter ácida, básica o neutra.
La presente invención tiene las siguientes ventajas comparado con los otros métodos y dispositivos de electrodeposición de metal:
1. La operación de electro deposición de metal se efectúa con PLS proveniente directamente de la operación de lixiviación prescindiendo del proceso de extracción por solvente (SX), permitiendo a la etapa anterior de lixiviación trabajar con soluciones en condición ácida, básica o neutra. Además de lo mencionado, también es posible operar con soluciones provenientes de SX u otras de similares características.
2. Bajo la condición anterior, el metal obtenido presenta características de calidad superior al proceso tradicional de forma directa, sin requerir la adición de reactivos químicos, mejorando la extracción global y la cinética del proceso.
3. Es posible operar con mayores densidades de corriente que el proceso convencional (>400 A/m2) lo que redunda en un mayor depósito de metal por área efectiva en un menor tiempo de proceso. Esto, producto de las condiciones hidrodinámicas de la celda que permite trabajar con altos caudales de electrolito.
4. Es amigable con el medio ambiente, ya que la electrodeposición se efectúa en un dispositivo electrolítico completamente cerrado y sellado, sin emisión de gases contaminantes ni neblina ácida que se envíe a la atmosfera, ni derrame de líquidos, condición que mejora considerablemente el área de trabajo, el circundante a la faena y no contamina de ninguna forma.
5. Involucra un menor consumo de energía específica para alcanzar igual densidad de corriente.
6. Permite generar Fe"1"3 , reactivo esencial para la lixiviación de minerales y estabilización de impurezas como As+5 a la forma de FeAs04.
7. La obtención de metal en el dispositivo de electro obtención es a temperatura ambiente, o entre el rango de 10-60 °C, sin requerir consumo de energía para precalentar el electrolito.
8. Permite recuperar como reactivo, ya sea el ácido sulfúrico (H2S04) u otros ácidos, o bases que han disuelto los metales durante la lixiviación de minerales, polvos u otros presentes en los procesos mineros, implicando una economía del proceso con menor requerimiento del reactivo durante la operación.
9. Las condiciones de seguridad laboral mejoran como resultado de operaciones que no exponen a los operadores al contacto, manejo ni inhalación de ácidos o bases peligrosos y corrosivos.
10. Es una alternativa económicamente viable de electro deposición de metales, principalmente de cobre, oro, plata y otros metales, obviando el proceso actual que se fundamenta en extracción por solvente (SX), aditivos orgánicos y otros reactivos químicos, algunos de ellos incluso cancerígenos. 11. Puede operar eléctricamente en modo intensiostático (modo de operación convencional actual en EO de cobre) o potenciostático según se requiera.
12. Es posible el despegue inmediato del metal desde la superficie catódica si ésta es de menor rugosidad comparada con el proceso estándar, no requiriendo una etapa posterior de despegue asociada.
BREVE DESCRIPCION DE LAS FIGURAS
La Figura 1 es una vista esquemática en despiece que muestra una disposición de los marcos de las cámaras, los electrodos entre los marcos de cámaras, la membrana de intercambio de iones, el soporte de la misma y los orificios de transferencia de electrolito y licor en un aparato tipo filtro prensa de dispositivo de electro obtención interpretado de acuerdo con la presente invención.
Las Figuras 2, 3 y 4 son vistas seccionales en corte de un marco de cámara del dispositivo de electro obtención comprendiendo los orificios de circulación de electrolito y los elementos de condición de ensamblaje de acuerdo a la invención.
Las Figuras 5, 6, 7, 8, 9 y 10 son vistas seccionales de un marco de cámara comprendiendo su vista anterior y posterior, y la rejilla de estructura de soporte de la membrana de intercambio iónico de acuerdo a la invención.
Las Figuras 11, 12, 13, 14 y 15 son vistas seccionales del marco terminal del dispositivo de electro obtención.
La Figura 16 es una vista seccional del electrodo del dispositivo de electro obtención, en su configuración como cátodo.
La Figura 17 es una vista seccional del electrodo del dispositivo de electro obtención, en su configuración como ánodo.
La Figura 18 es una vista seccional de una plancha de goma del dispositivo de electro obtención, en su configuración como aislante y separador de los electrodos, ánodo y cátodo.
DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCION
En referencia a la Figura 1 del dispositivo de electro obtención, el cátodo comprende una placa (1) que cubre totalmente la abertura central siendo la superficie activa del cátodo, la cual es el espacio (2) por cuyo marco (3) circula el catolito. Adyacente a este marco (3), se encuentra el marco (4), el que está dispuesto en línea en un plano paralelo a ese de la placa (1). En el interior de este marco (4), en el espacio correspondiente a la abertura central (2), contiene una membrana de intercambio iónico (5), la que se encuentra soportada por ambos lados con rejillas (6) e impide la transferencia de fluido desde el espacio de circulación del anolito correspondiente al marco (7), abertura de espacio (2) cubierta totalmente por la superficie activa de la pared del electrodo (8) en contacto con el anolito actuando como ánodo que sella la abertura por donde circula el anolito. La pared opuesta del electrodo está cubierta con una goma aislante (21) que la separa del cátodo (1), permitiendo la reconfiguración del dispositivo de electro obtención de forma equivalente a lo explicitado anteriormente, para configurar dos cámaras iguales y el dispositivo de electro obtención conformada por cámaras equivalentes de acuerdo con la presente invención.
Los marcos (3), (4) y (7) tienen ocho aperturas (9), (10), (11), (12), (13), (14), (15) y (16) que en el dispositivo de electro obtención, a lo largo de éste, forman un todo en unión interna, estando conectados a los cabezales por los cuales se cargan electrolito al circuito de catolito y licor al circuito de anolito, que fluyen a los compartimentos catódico y anódico, respectivamente, llenando de fluido cada cámara del dispositivo de electro obtención. Por los orificios laterales (12) y (13) se ingresa a los compartimentos de anolito, mientras que por los orificios laterales (9) y (15), se extrae el producto de la electrólisis. Similarmente, y en manera equivalente y de forma paralela, el fluido catolito se ingresa por los orificios (14) y
(16) , y se extrae por los orificios (10) y (11). Las placas catódica (1) y anódica (8), están construidas de manera tal que no interfieren en los flujos de circulación de los licores de entrada y salida al dispositivo, y en el caso de los extremos del dispositivo de electro obtención, ambos electrodos (1) y (8) disponen de orificios para la conexión a la energía eléctrica. Producto de la electrólisis, se genera metal que se deposita en los cátodos (1) del dispositivo. Al término del ciclo de producción, al alcanzar el espesor esperado de metal en el cátodo (1) y un mínimo de concentración de metal disuelto en el electrolito, por apertura del dispositivo, éstos se levantan y extraen. Posteriormente se reemplazan para iniciar un nuevo ciclo productivo. También basta, en los casos que se requiera, despegar el metal depositado dejándolo caer directamente a la base del dispositivo para su recolección y transporte. La guía
(17) común a los marcos, fija éstos a un riel y su prensado, según corresponde, equivale a un tipo filtro prensa. De este modo, la guía (17), permite el desplazamiento de los marcos (3), (4) y (7) en el cerrado, y apertura del dispositivo de electro obtención, según la invención.
El espacio entre la superficie del cátodo (1) y la superficie de la membrana de intercambio iónico (5), y entre ésta y la superficie del ánodo (8), varía entre 1-50 mm, mientras que la tasa de alimentación de la solución electrolítica varía entre 1-2000 1/min. El dispositivo de electrolítico está construida de PVC, PP u otro material plástico resistente a la solución ácida, básica o neutra y eléctricamente neutro.
En referencia a la Figuras 2, 3 y 4 corresponden al despliegue seccional del marco (3) de la Figura 1. Del punto de vista de construcción y fácil montaje de la presente patente, es posible conformar la trayectoria hidrodinámica de menor resistencia a la circulación del electrolito o del licor a través de los orificios (9), (10), (11), (12), (13), (14), (15) y (16) con otras vistas seccionales a los compartimentos de las respectivas cámaras de la celda. También los orificios (9), (10), (11), (12), (13), (14), (15) y (16) pueden ser formados independientemente en la parte superior como inferior, no permitiendo la comunicación entre catolito y anolito. La guía (17) alinea el marco (3) con los otros marcos (4) y (7), y los otros que se instalen sucesivamente para conformar una o varios dispositivos de electro obtención según la invención.
En relación a las Figuras 5, 6, 7, 8, 9 y 10, son vistas seccionales del marco tipo (4) correspondiente a las piezas que conforman sus partes para un fácil montaje y construcción en donde la Figura 5 es la cara anterior de la primera sección y la Figura 6 es la cara posterior de la misma. Cada surco u orificio de una superficie tiene su correspondencia en la otra superficie, (10), (11), (14) y (16). Similarmente, en las Figuras 7 y 8 conforman la segunda sección, cada forma de parte proyectada tiene su correspondencia sobre cada lado de superficie, (9), (15), (12) y (13). Esta forma constructiva desde el punto de vista de esfuerzo del marco es preferible por su fácil construcción y montaje y mantiene el orificio (2) constante en el compartimento electrolítico. El marco (4) contiene en su interior la membrana de intercambio de iones la que por su flexibilidad y largo período estimado de uso debe ser rigidizada, ya que ésta separa los compartimentos de catolito y anolito. La Figura 9 contiene la rejilla de soporte (6) que se muestra en la Figura 10, siendo estructurada y formada de cuadriláteros, construida del mismo material del dispositivo lo que le imparte gran resistencia y . fácil montaje.
En referencia a las Figuras 11, 12, 13, 14 y 15 corresponden al marco terminal del dispositivo de electro obtención, mostrando secciones hidrodinámicas de conducción de los fluidos del mismo, tanto para facilidad constructiva como fácil montaje. En el primer corte seccional, Figura 11, los orificios activos de conducción de líquido de entrada (10) y (11), que correspondientemente tienen su salida en el orificio (18), tal como lo muestra la sección de la Figura 12. Similarmente los orificios activos de conducción de entrada (12) y (13), tienen su salida (19) que se reflejan en la Figura 11. Posteriormente, continúan a través de las Figuras 13 y 14. La Figura 15 es la tapa de sello (20) del dispositivo de electro obtención según la invención.
En referencia a la Figura 16, el cátodo (1), típicamente de acero inoxidable, titanio, aleaciones de hierro u otro adecuado para el compartimento de catolito de acuerdo con la presente invención.
En referencia a la Figura 17 el ánodo (8), típicamente de plomo, aleación de plomo, estaño, calcio, u otro requerido según el licor del anolito de acuerdo con la presente invención.
En referencia a la Figura 18, la plancha de goma (21) típicamente goma Eva, caucho u otro adecuado para aislar y separar los electrodos, ánodo (8) del cátodo (1) en el dispositivo de electro obtención según la invención.
EJEMPLOS DE REALIZACIÓN
En lo sucesivo, la presente invención será descrita en más detalle referido a algunos ejemplos de trabajo, lo cual no obstante, no limitan el alcance de la invención.
Cobre electrolítico fue producido utilizando el dispositivo de electro obtención descrito en la presente invención Figura 1. El dispositivo de obtención de metales tipo filtro prensa fue ensamblado conformado de acuerdo a lo descrito en la presente invención, de un tamaño en referencia al requerido industrialmente para la obtención de cobre de ¼ m2, y que definen los ejemplos que se describen:
1. Posicionar en los marcos correspondientes, un cátodo plano (1) y un electrodo plano ánodo (8), de acero inoxidable en lo correspondiente al cátodo y de plomo referido al ánodo, respectivamente, de 250 mm x 250 mm cada uno, dispuestos cara a cara cátodo y ánodo. 2. Ambos electrodos separados por una membrana de intercambio de iones, con un espesor del paso definido para la circulación del catolito de 40 mm, esto es del cátodo a la membrana; y para la circulación del anolito de 10 mm, esto es del ánodo a la membrana.
3. La presión requerida para un rápido ensamble de los elementos varió entre 3-5 kg/cm , ejerciéndose tal presión mediante la prensa hasta que no hubo indicios de fuga de la solución desde el dispositivo.
4. Las soluciones electrolíticas son conducidas al dispositivo de electro obtención por cañerías de material plástico, al igual que los estanques de almacenamiento y receptores del líquido circulante.
5. La solución de anolito circula por los compartimentos y ductos dispuestos a tal efecto, según la invención a 600 1/min, mientras que la solución de catolito lo hace por sus respectivos compartimentos también a 600 1/min.
6. En uso una fuente de poder eléctrica DC (corriente directa) se conecta al dispositivo de electro obtención con su terminal positivo al electrodo (8), que es el ánodo, y su terminal negativo al metal cátodo (1), preferentemente conectores de clip-on de fácil montaje.
Con aplicación de corriente continua entre el cátodo y el ánodo y la solución acidificada de sulfato de cobre, se obtuvo cobre electrolítico 99,99% Cu, bajo las condiciones que se indican en la Tabla I.
Tabla I. Datos operacionales EO dispositivo tipo filtro prensa
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Claims

REIVINDICACIONES
1. Dispositivo de electro deposición de metal desde soluciones que lo contienen del tipo filtro prensa CARACTERIZADO porque es un dispositivo completamente cerrado y sellado a presión, sin emisión de gases, bajo condiciones controladas de presión, flujo, amperaje, voltaje, PH y temperatura, constituido por cámaras unitarias que operan independientemente conformado por una serie de placas de un material eléctricamente aislante, electrodos y membranas de intercambio de iones colocadas entre cada ánodo y cátodo para formar una pluralidad de compartimentos anódicos y catódicos, donde cada una de las placas de material aislante contienen una serie de aberturas desde las cuales los electrolitos y los licores se cargan a los compartimentos catódicos y anódicos, respectivamente, fluyendo a uniformes y elevados caudales y altos amperajes, donde cada compartimento comprende aberturas de comunicación independientes para el movimiento del catolito o del anolito, que se conforman a lo largo del dispositivo de electro obtención en paralelo y/o serie, permitiendo a la vez, la incorporación y movimiento de los fluidos en el interior de cada compartimento, desde un extremo a otro, desde la parte inferior a la parte superior, superior a la inferior, de izquierda a derecha o viceversa, o bien desde una esquina a otra y desde posiciones opuestas a su incorporación se remueven los licores gastados, donde concluido el ciclo de producción se detiene la celda, por apertura de la misma, los electrodos de depósito de metal, pueden ser levantados, para retirarlos del lugar, y reemplazarlos para iniciar un nuevo ciclo productivo o permanecer en su lugar con despegue del producto electro depositado sin necesidad de remover el cátodo del dispositivo.
2. Dispositivo de electro deposición de metal desde soluciones que lo contienen, del tipo filtro prensa de acuerdo con la reivindicación 1 CARACTERIZADO porque en producción industrial los dispositivos de electro deposición están conectados eléctricamente en serie, donde todos los electrodos, excepto los terminales, están provistos con una base de placa vertical separados por una goma. Un lado funciona como ánodo en una célula unitaria, mientras que en el otro lado funciona como cátodo en la cámara unitaria adyacente.
3. Dispositivo de electro deposición de metal desde soluciones que lo contienen del tipo filtro prensa de acuerdo con la reivindicación 1 y 2 CARACTERIZADO porque el dispositivo está constituido por cámaras unitarias que operan conectadas hidráulicamente en paralelo o en serie, a flujos entre 1 - 100.000 1/min.
4. Dispositivo de electro deposición de metal desde soluciones que lo contienen del tipo filtro prensa de acuerdo con la reivindicación 1 a 3 CARACTERIZADO porque todos los electrodos están diseñados con una placa de base vertical, de un sólo cuerpo compacto de placas de metal de diferente naturaleza si son cátodo o ánodo conectados en serie en el que los electrodos terminales tienen conexiones eléctricas para la fila de dispositivos.
5. Dispositivo de electro deposición de metal desde soluciones que lo contienen del tipo filtro prensa de acuerdo con la reivindicación 1 a 4 CARACTERIZADO porque el cátodo metálico con el producto de la electrólisis es removido en períodos cíclicos de producción dependientes de la concentración de metal disuelto en el catolito sin extracción del cátodo, con despegue en el dispositivo debido a la baja rugosidad superficial de éste.
6; Dispositivo de electrodeposición de metal desde soluciones impregnadas del tipo filtro prensa de acuerdo con la reivindicación 1 a 5 CARACTERIZADO porque el cátodo metal de soporte no sufre de corrosión por piquetes en el metal.
7. Dispositivo de electro deposición de metal desde soluciones que lo contienen del tipo filtro prensa de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 6 CARACTERIZADO porque en la placa terminal de material aislante de sello del dispositivo hay al menos un par de aberturas que en conjunto forman un compartimento de la celda, y que sirve como un colector de compensación hidráulica para los fluidos de catolito y de anolito, respectivamente.
8. Dispositivo de electro deposición de metal desde soluciones lo contienen del tipo filtro prensa de acuerdo con la reivindicación 1 a 7 CARACTERIZADO porque las placas de material eléctricamente aislante tienen espesores que varían entre 1 a 100 mrn.
9. Dispositivo de electro deposición de metal desde soluciones que lo contienen del tipo filtro prensa de acuerdo con la reivindicación 1 a 8 CARACTERIZADO porque las placas de cátodos son de acero inoxidable, titanio u otra aleación de acero, y las placas de ánodo de aleación de plomo, plomo o titanio u otro metal y sus espesores en ambos casos varían entre 1 a 5 mm.
10. Dispositivo de electro deposición de metal desde soluciones que lo contienen del tipo filtro prensa de acuerdo con la reivindicación 1 a 9 CARACTERIZADO porque el área de la membrana de intercambio iónico de separación de catolito y anolito es aproximadamente equivalente al área de depósito de metal estando encapsulada entre mallas de material eléctricamente aislante.
11. Dispositivo de electro deposición de metal desde soluciones que lo contienen del tipo filtro prensa de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores CARACTERIZADA porque el área del dispositivo es definida de acuerdo con el área de metal a depositar en el cátodo, superficie variable que se diseña de acuerdo a los requerimientos industriales: 0,10 - 2 m2.
12. Dispositivo de electro deposición de metal desde soluciones que lo contienen del tipo filtro prensa de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores CARACTERIZADO porque la corriente suministrada al dispositivo permite alcanzar densidades de corriente entre 50 - 2000 A/m2.
13. Dispositivo de electro deposición de metal desde soluciones que lo contienen del tipo filtro prensa de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores CARACTERIZADO porque la temperatura de las soluciones de catolito y anolito varían entre 10 - 60 °C.
14. Dispositivo de electro deposición de metal desde soluciones que lo contienen del tipo filtro prensa de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores CARACTERIZADO porque el dispositivo se puede aplicar a cualquier licor o solución conteniendo metales disueltos, entre estos, cobre, zinc, oro, plata, cadmio, níquel, cobalto, uranio, hierro, entre otros, con contenidos que varían entre 0,5 a 50 g/1.
15. Dispositivo de electro deposición de metal desde soluciones que lo contienen del tipo filtro prensa de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores CARACTERIZADO porque el dispositivo reduce los tiempos de las reacciones químicas y residencia de las soluciones en el dispositivo conduciendo a electro deposiciones homogéneas, lo que permite seleccionar el tamaño del material a depositar.
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CN201680060282.1A CN108474124A (zh) 2015-10-13 2016-10-13 用于从溶液中电沉积金属的压滤装置，其由形成多个阳极电解液腔室和阴极电解液腔室的离子交换膜所形成的分离元件构成，电极与金属产物的自动分离件串联连接
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EP16854692.7A EP3363931A4 (en) 2015-10-13 2016-10-13 FILTER PRESSURE DEVICE FOR GALVANIZING METAL FROM SOLUTIONS MADE BY SEPARATING ELEMENTS FROM ION EXCHANGER MEMBRANES MADE OF SEVERAL ANOLYTIC AND CATHOLYT CHAMBERS, IN WHICH THE ELECTRODES IN A SERIES ARE CONNECTED TO AUTOMATICALLY RELATED METAL PRODUCT
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109608022A (zh) * 2018-11-09 2019-04-12 启迪桑德环境资源股份有限公司 一种电渗透滤板
CN111394729A (zh) * 2020-04-26 2020-07-10 江苏地一环保科技有限公司 电解装置及其印制板酸性蚀刻废液再生及铜回收设备
CN112358097B (zh) * 2020-11-13 2022-10-25 昆明理工大学 一种多物理场强化高电解质废水处理的方法和装置
CN114380361B (zh) * 2021-12-10 2023-06-30 中国科学院生态环境研究中心 一种硝酸盐共存下电化学还原富集回收含铀废水和地下水中铀的方法
CN114182300B (zh) * 2021-12-24 2023-05-23 福建省福联集成电路有限公司 一种化学电解回收黄金的设备及其使用方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2411371A (en) * 1970-01-13 1972-07-13 Imperial Chemical Industries Limited Electrode
GB1497542A (en) * 1974-05-30 1978-01-12 Parel Sa Electrochemical apparatus
JPS60125386A (ja) * 1983-12-09 1985-07-04 Tanabe Seiyaku Co Ltd フイルタ−プレス型電解槽
US20070144898A1 (en) * 2004-03-04 2007-06-28 Dario Oldani Cell for electrochemical processes
CA2662228A1 (en) * 2008-06-10 2009-12-10 General Electric Company Methods and systems for in-situ electroplating of electrodes
WO2010002235A2 (es) * 2008-07-02 2010-01-07 Universidad Autónoma Metropolitana Reactor electroquímico tipo filtro prensa para la recuperación de valores de oro (au) y plata (ag) en forma de polvo

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1738372A (en) * 1927-11-04 1929-12-03 Edgeworth-Johnstone Robert Electrolytic cell
US2543059A (en) * 1948-07-19 1951-02-27 William T Rawles Apparatus for electrowining or electroplating of metals
BE1004364A3 (fr) * 1989-08-11 1992-11-10 Solvay Chassis pour electrolyseur du type filtre-presse et electrolyseur monopolaire du type filtre-presse.
GB9224372D0 (en) * 1992-11-20 1993-01-13 Ici Plc Electrolytic cell and electrode therefor
US6773561B1 (en) * 1999-08-27 2004-08-10 Asahi Kasei Kabushiki Kaisha Unit cell for alkali chloride metal aqueous solution electrolytic tank
RU2296108C1 (ru) * 2005-08-10 2007-03-27 Сергей Николаевич Чувашев Диафрагменный электролизер
DE102007010408A1 (de) * 2007-03-01 2008-09-04 Eilenburger Elektrolyse- Und Umwelttechnik Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur elektrochemischen Gewinnung von reinen Kupfersulfatlösungen aus verunreinigten Kupferlösungen
CN102995051B (zh) * 2012-11-20 2015-01-28 上海高企新能源科技有限公司 用于压滤式双极性电解槽的碳纤维电极框和隔膜

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2411371A (en) * 1970-01-13 1972-07-13 Imperial Chemical Industries Limited Electrode
GB1497542A (en) * 1974-05-30 1978-01-12 Parel Sa Electrochemical apparatus
JPS60125386A (ja) * 1983-12-09 1985-07-04 Tanabe Seiyaku Co Ltd フイルタ−プレス型電解槽
US20070144898A1 (en) * 2004-03-04 2007-06-28 Dario Oldani Cell for electrochemical processes
CA2662228A1 (en) * 2008-06-10 2009-12-10 General Electric Company Methods and systems for in-situ electroplating of electrodes
WO2010002235A2 (es) * 2008-07-02 2010-01-07 Universidad Autónoma Metropolitana Reactor electroquímico tipo filtro prensa para la recuperación de valores de oro (au) y plata (ag) en forma de polvo

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