Electroobtención de cobre en una celda de lecho móvil basada en electrodiálisis reactiva

Abstract

Una celda a escala laboratorio de electrodiálisis reactiva (EDR), de dos compartimientos con cátodo particulado móvil, se ha utilizado para electroobtener cobre. La reacción catódica fue la electrodeposición de cobre sobre un lecho de partículas de cobre que circulan dentro de un cilindro fijo por la acción de paletas rotatorias; la reacción anódica fue la oxidación de ión ferroso a ión férrico sobre un ánodo hecho de barras de grafito estáticas. El anolito (FeSO4 + H2SO4 acuoso) y el catolito (CuSO4 + H2SO4 acuoso) se mantienen separados por una membrana aniónica que impide el transporte de cationes entre los electrólitos. Se efectuaron experimentos para caracterizar el funcionamiento de la celda bajo varias condiciones. Al operar con 40 g/l Cu (II), I = 6 A, T = 50 °C, 40 rpm de rotación de paletas y un caudal de recirculación de 990 ml/min, el consumo específico de energía (CEE) para la electroobtención de cobre fue de 2,25 kWh/kg. Una optimización de las dimensiones de la celda produjo una mejora del CEE a 1,55 kWh/kg, mientras que un aumento de temperatura de 50 a 56 °C (sin cambiar las dimensiones de la celda) produjo un CEE de 1,50 kWh/kg, que es 25 % menor que los valores convencionales para celdas de electroobtención de cobre. Se hizo una comparación entre el funcionamiento de esta celda y la de una celda tipo “jaula de ardilla” desarrollada anteriormente por los autores.

Keywords

• electroobtención
• electrodiálisis reactiva
• ingeniería de reacciones
• membranas
• transferencia de masa
• electroquímica