Procesos de refinación electrolítica para metales del grupo 11

Abstract

Sabemos que el Perú es uno de los países más ricos en variedad de recursos minerales que existen en la naturaleza, por lo que, la intervención del hombre por extraer estas fuentes de riqueza ha originado un auge progresivo en la investigación científica y por ende al desarrollo de nuevas fuentes de trabajo. Con el pasar del tiempo, el hombre ha perfeccionado técnicas de aislamiento de especies metálicas con la finalidad de obtener materiales puros, homogéneos y de interés económico. Es por ello que se idearon técnicas de purificación o refinación de las especies mencionadas, una de estas técnicas que es tema esencial de este informe es la electrorefinación o refinación electrolítica. La electrorefinación es un proceso por el cual las especies metálicas impuras son tratadas en un sistema de celdas electrolíticas (por medio del mecanismo de la electrólisis) para su purificación. El funcionamiento del sistema se debe a la aplicación de una corriente eléctrica continua de intensidad determinada (dependiendo de la especie metálica), que permite que el ánodo (metal impuro) se disuelva en el electrolito, y cuyos átomos metálicos presentes en la disolución, se desplacen hacia el cátodo (metal puro), lográndose cátodos de 99,97% de pureza mínima. A sus inicios, los procesos de electrorefinación de metales se manejaban según criterios empíricos o semi-empíricos, con información basada en la experiencia técnica. La imposibilidad de establecer criterios más rigurosos de operación indujo a problemas en las propiedades físicas de los electrodos de recuperación (cátodos), tales como la formación de nódulos o estrías, o a una morfología inadecuada, todos estos factores dieron como resultado a un rechazo del producto terminado. Es por esta razón que la elaboración de este informe responde a la demanda científica de la investigación de estos problemas desde un punto de vista microscópico y tomando en consideración los parámetros que forman parte en el sistema global, tales como la especie química a reducir, los electrodos, el medio electrolítico, potencial aplicado, densidad de corriente, etc. Por otra parte, se ha comprobado que las propiedades microestructurales de los depósitos están fuertemente correlacionadas con propiedades mecánicas y eléctricas, el atrapamiento de impurezas es una acción indeseable que se presenta durante el proceso y que origina a su vez una desvalorización de los cátodos. La importancia del control de la microestructura y morfología de los depósitos está dada por la relación que éstas tienen con los siguientes aspectos; Porosidad del depósito, aspecto (brillo), eficiencia de corriente (la formación de púas o dendritas ocasiona cortocircuitos en la celda), pureza del depósito (deposición de otros metales, contaminación del producto). La pérdida económica involucrada en las fallas que puedan presentarse en cada uno de estos aspectos es una de las causas que motivan la investigación en este campo. Asimismo, la aplicación de la electroquímica, así como la ciencia de la cristalización ha llevado al conocimiento de los subprocesos que en conjunto constituyen el proceso de el electrorefinación. El estudio cualitativo y cuantitativo de los procesos que conforman la electrorefinación, así como la electrodeposición, es fundamental para lograr avances tanto en ciencia básica como en los procesos industriales. El presente trabajo tiene como objetivos: explicar los fenómenos precedentes en el proceso de la electrorefinación de metales del grupo 11 o IB, las condiciones fisicoquímicas establecidas para alcanzar mayor eficiencia en el proceso, los efectos adversos que disminuyen su productividad (polarización, presencia de impurezas en el medio electrolítico, etc) así como su mitigación respectiva, este último es objeto de constantes investigaciones científicas apoyadas por las mismas empresas que realizan estos procesos.