¿Cómo se utilizan los ánodos de Pb-Ca-Sn en la electroobtención de cobre?

¿Cómo se utilizan los ánodos de Pb-Ca-Sn en la electroobtención de cobre?

El ánodo clásico utilizado en la electroobtención de cobre es una aleación de plomo con un 6-10% de antimonio (ánodo Pb-Sb). El antimonio en las aleaciones de plomo ofrece ventajas de propiedades mecánicas mejoradas, estructuras de grano uniformes y facilidad en la fundición convencional. Sin embargo, las propiedades electroquímicas y de corrosión inadecuadas son una desventaja de los ánodos de Pb-Sb. Una reducción en el contenido de antimonio de las aleaciones disminuye notablemente las propiedades mecánicas. Por otro lado, el aumento de la concentración de antimonio aumenta la velocidad de corrosión. La sobretensión para la evolución del oxígeno es similar a la de los ánodos de plomo puro.

Se desarrollaron nuevas aleaciones de plomo con calcio y/o estroncio para reemplazar los ánodos convencionales de Pb-Sb. La adición de calcio o estroncio al plomo mejora la dureza.

Los ánodos de Pb-Ca-Sn son los ánodos más utilizados en la electroobtención de cobre. Normalmente se añade estaño para mejorar tanto la conductividad de la película anódica como las propiedades mecánicas. La adición de calcio con estaño produce un ánodo con una alta resistencia mecánica para evitar distorsiones, deformaciones y cortocircuitos durante la electrólisis. El estaño también reacciona con el calcio para formar partículas finas y uniformes de Sn3Ca dentro de la estructura del grano, evitando que la corrosión penetre en el ánodo y mejorando la estabilidad del ánodo El contenido óptimo de calcio está entre 0,05 y 0,08%, mientras que la concentración de estaño en la aleación debe estar entre 1,0 y 2,2%.

Las técnicas utilizadas en la fabricación de ánodos para electroobtención han cambiado a lo largo de los años con el fin de proporcionar un ánodo más resistente a la corrosión y, por lo tanto, más duradero. Los ánodos laminados son preferibles a los ánodos fundidos debido a su rendimiento superior, ya que se ha demostrado que el proceso de laminación produce una sección transversal y una estructura de grano más uniformes, así como menos porosidad y tasas de corrosión más bajas. La producción de ánodos fundidos da como resultado una estructura de grano dendrítico orientada y la formación de numerosos orificios o vacíos en la superficie del ánodo que pueden iniciar la corrosión interna en áreas localizadas.

Por lo tanto, las láminas de ánodo generalmente se laminan hasta el grosor deseado desde una palanquilla fundida para romper la estructura de grano fundido original y producir una superficie más lisa con menos corrosión y una eliminación más fácil de la incrustación de PbO2-MnO2. El proceso de laminación normalmente se realiza a temperaturas elevadas para producir una estructura de grano fino y uniforme tanto en la superficie como en toda la hoja laminada. Se ha demostrado que el comportamiento de la corrosión mejoró con el aumento de la temperatura de laminación.