Electrorefinacion Del Plomo

INFORME Nº 005 – 2012 DE

:Maycol Deyvid Champi Quilluya

PARA

: Ing. Víctor B. Ascuña Rivera

FECHA

: 10 de octubre del 2012

ASUNTO

: electro refinación de plomo

MARCO TEORICO: Refinación del Plomo Este contiene impurezas como, cobre, estaño, arsénico, bismuto y antimonio, que influyen desfavorablemente sobre las propiedades mecánicas, la resistencia a los ataques químicos; además, metales nobles en cantidades que resultan remuneradores para su obtención. Los métodos de eliminación son los siguientes: 1) Eliminación de cobre: el cobre es sólo poco soluble en plomo líquido y da un eutéctico situado a 99.945 % plomo, ascendiendo la curva de solidificación en sentido casi vertical. Por esto, se puede separar el cobre calentando el plomo hasta un poco por encima del punto eutéctico; se forma un producto sólido más rico en cobre que nada sobre el plomo líquido, llamado lodo de cobre, que está impurificado por plomo adherido, mientras que el plomo líquido tiene sólo poco cobre. Las costras son retiradas del baño de plomo y fundidas, junto con la mata de plomo, para eliminar una parte del plomo adherente, resultando así una mata de cobre enriquecida. 2) Eliminación de estaño, arsénico y antimonio: a) Oxidación selectiva sencilla: Al tener estos tres metales mayor afinidad hacia el oxígeno que el plomo, pueden separarse de él por oxidación, cediendo el plomo oxidado al mismo tiempo su oxígeno parcialmente al antimonio según la ecuación: 2 Sb + 3 PbO = Sb2O3 + 3 Pb El óxido antimonioso es oxidado por el aire dando óxido antimónico que se combina con el óxido plumboso dando antimoniato de plomo, el cual puede oxidar más al antimonio.

3 (2 PbO.Sb2O5) + 8 Sb = 6 Pb + 7 Sb2O3 El óxido plumboso forma con arsénico, antimonio y estaño, arseniato de plomo líquido, antimoniato de plomo líquido y estannato de plomo sólido. Estos productos son llamados "costras de arsénico, antimonio o estaño". Se forma litargio puro, lo cual significa el fin del proceso de oxidación. b) Método de Harris: este método está basado en el hecho de que los compuestos de mayor grado de oxidación de estaño, arsénico y antimonio pasan calentados con una sal alcalina, a compuestos alcalinos que están prácticamente exentos del plomo. Las ventajas de éste método está en la producción de productos intermedios libres de plomo, de manera que también las pérdidas en metal noble son muy pequeñas, además se recuperan las sales utilizadas hasta en un 95 % puras. 3) Eliminación de los metales nobles: la eliminación se efectúa, según el método de Parkes, por adición de zinc metálico puro. El método está basado en el hecho de que, después de añadir zinc al plomo líquido, se separa, al enfriar, una aleación sólida de plata, zinc y plomo, que contiene todos los metales nobles. De esta aleación puede expulsarse el zinc por destilación, y de la aleación de plata y plomo que queda, llamado "plomo rico", el plomo, por oxidación. 4) Eliminación de zinc: está fundada en la mayor afinidad del zinc por el oxígeno en comparación con el plomo. Esta oxidación se efectúa por agitación del zinc al rojo vivo con ramas verdes, o burbujeo de vapor de agua o agua. Ésta entra por un tubo que llega casi hasta el fondo de la cadena y por la descomposición del vapor de agua se produce un fuerte burbujeo en el baño, que oxida el zinc, obteniéndose óxido de zinc, plomo y óxido plumboso. Estos se llaman óxidos pobres, de punto de fusión elevado que flotan encima del baño de plomo y se saca cazos. Proceso electrolítico Betts

El proceso electrolítico Betts es un proceso industrial para la purificación de plomo a partir de lingotes. El plomo obtenido a partir de sus menas es bastante impuro porque el plomo es un buen disolvente para muchos metales. A menudo, estas impurezas son toleradas, pero el proceso electrolítico Betts se utiliza cuando se requiere plomo de alta pureza, especialmente libre de bismuto.

Descripción del proceso El electrolito para este proceso es una mezcla de fluorosilicato de plomo (PbSiF6) y ácido hexafluorosilícico (H2SiF6) que opera a 45 °C . Los cátodos son hojas delgadas de plomo puro y los ánodos son emitidos desde el plomo impuro a purificar. Se aplica un potencial de 0,5 voltios. En el ánodo, el plomo se disuelve en la solución, al igual que las impurezas de metales que son menos nobles que el plomo. Las impurezas que son más nobles que el plomo, tales como plata, oro y bismuto, forman copos desde el ánodo a medida que se disuelve y se depositan en el fondo de la vasija como "lodo anódico." El plomo se deposita en las placas de plomo metálico en el cátodo, los metales menos nobles permanecen en la solución. Debido al alto coste de la electrólisis, este proceso se utiliza sólo cuando se necesita plomo de alta pureza. De lo contrario se prefieren los métodos pirometalúrgicos, tales como el proceso Parkes seguido por el proceso Betterton-Kroll. Anodos de plomo suavizado en la Oroya.

Los ánodos de plomo suavizado, como se procesan en Oroya, se refinan electrolíticamente por el proceso Betts para producir plomo libre de bismuto de pureza excepcional: 99.999%. Los ánodos de plomo suavizado, de 36 por24 por 1 pulgadas (90 X 60 X 2.5cm) y con peso de 350 libras (159.1 kg), se vacían y colocan en celdas con cátodos de lámina de plomo puro de 10 libras (4.5 kg). Se ponen de 50 a 60 ánodos y cátodos en una celda con

separación de 1 5/8 pulgadas (4.1 cm) entre caras. Si se reduce esta separación puede haber contacto entre las superficies y cortos circuitos. Las conexiones eléctricas son del sistema múltiple Walker, con los tanques dis-puestos en grupos dobles para aprovechar barras conductoras comunes. Los tanques mismos son de construcción convencional de concreto revestido con asfalto, y semejantes a los que se usan en la refinación del cobre. Un tanque para 50 electrodos, ánodos y cátodos, mide alrededor de 9 por 2 1/2 por 4 pies (2.74 x0.76 x 1.22 m). Algunas plantas tienen los tanques dispuestos en cascada, instalados a elevaciones diferentes y el electrólito pasa por gravedad de los tanques más altos a los más bajos. Si los tanques están todos a nivel, el paso de la solución de un tanque a otro se efectúa por medio de bombas, sacándola por el fondo de un tanque y alimentándola en la parte superior delsiguiente.El

electrólito es una solución defluosilicato de plomo, PbSiF6, con 8 a 15%en total de ácido hidrofluosilicico, H2SiF6,y 3 a 5% de dicho ácido en estado libre. Elelectrólito contiene también de 5 a 10% deplomo. Se agrega cola al electrólito, la cualayuda a que el depósito en el cátodo seasólido y se consume a razón de 1 1/2 librasde cola (0.68 kg) por tonelada de plomodepositado. La densidad de corriente es de16 amperes por pie cuadrado (0.09 m2) deárea de cátodo y la eficiencia de corrientees de 90 a 93%; el voltaje en las celdas esde 0.5 volt.Como resultado de la electrólisis, el plomo, elestaño, el zinc y el hierro se disuelven en elanolito; de éstos, sólo el estaño estábastantecercano al plomo en la serie electromotriz y se deposita también en el cátodo. Sinembargo, como en la operación previa desuavización se eliminó el estaño, no quedarán sino trazas para depositar. El cobre, elbismuto, los metales preciosos, el cadmio, elarsénico y el antimonio son todos insolublesy permanecen unidos al ánodo en forma delodo o de esponja. Después de cuatro días sesaca de la celda un residuo de 25 a 35% deánodo; se desprende la capa de lodo insolubley ya limpio y convertido en chatarra, se llevaal horno de ánodos para fundirlonuevamente. El corto ciclo de cuatro días sedebe a la formación, en el lodo anódico, defluosilicato neutro de plomo insoluble, queaumenta la resistencia al paso de la corriente y limita la eficiencia del ánodo. Existe tambiénel peligro de que al engrosar la capa de lodo,ésta se deslice y cause cortos circuitos o seadhiera al cátodo.

MATERIALES Y REACTIVOS      

Una cuba electrolítica. Una fuente de corriente continuacon voltaje variable. Multitester Un anodo de cobre y un catodo de cualquier otro material. Calefactor de solución. Termómetro.

PARTE EXPERIMENTAL Densidad de corriente Área de Cátodos

Para una celda múltiple:

Celda en Serie 250 A/m2 62x88 mm

(

)(

)

=

Para una celda en serie:

(

)( )

BIBLIOGRAFIA  Laboratorio de físico-quimica, La Chira Martínez Reysond R.

 “FUNDAMENTAL ASPECTS OF METALLURGY” Konstantin I Popov, Stojan S Djokic, Branimir N Grgur  “EXTRACTIVE METALLURGY OF COPPER” Daveport, King, Schlesinger ,Biswas

Firma

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2)

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las

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