Efecto de las concentraciones de arsénico y ácido sulfúrico sobre las características fisicoquímicas de los lodos en la refinación electrolítica del cobre

Abstract

En este trabajo se evaluó el efecto de la concentración de arsénico (As) y ácido sulfúrico (H2SO4) en el electrolito, sobre las características fisicoquímicas de los lodos generados en la refinación electrolítica de cobre, sobre la calidad del cobre producto y sobre la eficiencia de uso de corriente. Para las pruebas de refinación electrolítica de cobre, se diseñó y construyó una celda experimental a nivel laboratorio. Los ánodos y cátodos usados en la experimentación se fabricaron con materiales procedentes de la refinería La Caridad de Mexicana de Cobre. Se aplicó un diseño de experimentos de composición central rotable (2k +2k + n), para cinco niveles de los factores de concentración de As (7.0, 8.0, 10.5, 13.0 y 14.0g/L) y de H2SO4 (179, 188, 209, 230 y 239g/L). En todos los experimentos se utilizó una densidad de corriente de 240A/m2. Los lodos generados en la experimentación se caracterizaron mediante análisis químico elemental, difracción de rayos X (DRX), microscopía electrónica de barrido (MEB), determinación de densidad relativa y análisis de tamaño de partícula. Adicionalmente se determinó la composición elemental de los cátodos de cobre producidos, la cantidad de cobre depositado y la cantidad de lodos generados en cada experimento. Los resultados obtenidos en este trabajo indican que se pueden generar lodos con características fisicoquímicas adecuadas al utilizar niveles de concentración de As de 7.0 a 10.5g/L y H2SO4 de 188 a 209g/L en el electrolito. Como consecuencia de lo anterior, se puede obtener un depósito de cobre de 99.997% de pureza, trabajando con una densidad de corriente de 240A/m2 y una eficiencia de corriente de 96-98%.