Un diseño de celda para electroobtención de níquel a partir de electrolito de sulfato

Un diseño de celda para electroobtención de níquel a partir de electrolito de sulfato

La celda para la electroobtención de níquel a partir de electrolitos de sulfato suele ser un tanque rectangular dividido hecho de hormigón y revestido con un material resistente a los ácidos para contener el electrolito. Los cátodos y ánodos están ubicados paralelos entre sí a un paso fijo entre electrodos de típicamente 100 mm y sumergidos en el electrolito.

Los cátodos pueden tener la forma de láminas de inicio de níquel que generalmente se recubren en piezas en bruto de cátodo de titanio de hasta un grosor de 1 mm en una celda separada y se separan de la pieza en bruto para ser utilizadas en la celda de electroobtención como sustrato de cátodo. Más recientemente, se han introducido cátodos permanentes de titanio en algunas plantas. El niquelado sobre titanio generalmente desarrolla tensiones internas más altas en comparación con las láminas de inicio de níquel, pero esto ofrece algunas ventajas en términos de una serie de secuencias de operación en la casa del tanque, que se reducen a solo enchapado en el cátodo de titanio, recolección de la celda, lavado y extracción del depósito de níquel del sustrato de titanio, en lugar de la secuencia adicional relativa a la preparación de la hoja de inicio. También se pueden perforar pequeños agujeros a través del sustrato para que, cuando se llenen con depósito de níquel, mantengan unidos los dos lados del níquel chapado para evitar que el níquel se disuelva del titanio. Los cátodos también suelen estar equipados con bordes y tiras inferiores de plástico para permitir una fácil separación del depósito después de la electrodeposición.

Los ánodos insolubles se utilizan para la electroobtención de níquel a partir de soluciones de sulfato. Los ánodos típicos utilizados son plomo laminado o fundido, generalmente aleado con elementos como antimonio, estroncio, calcio y estaño para proporcionar resistencia a la corrosión y resistencia mecánica. El plomo generalmente se alea con plata y/o calcio para la electroobtención de zinc y con antimonio o calcio, estaño y plata para la electroobtención de cobre. La durabilidad de los ánodos de plomo en este entorno agresivo se logra mediante la formación de una capa de dióxido de plomo compacta y conductora de electricidad en la superficie. Los compartimentos del cátodo y del ánodo están separados por membranas hechas generalmente de poliéster o terileno tejido. La transferencia de masa de los iones de hidrógeno generados en el ánodo a la superficie del cátodo está limitada por las membranas, proporcionando una barrera porosa a la convección y también permitiendo que se cree una cabeza hidrodinámica manteniendo la altura del catolito ligeramente más alta, por ejemplo, de 20 a 25 mm que la del anolito para que la solución fluya desde el compartimiento del cátodo a través de la membrana hasta el compartimiento del ánodo.