Ánodos de plomo utilizados para la electroobtención de zinc

Ánodos de plomo utilizados para la electroobtención de zinc

La electroobtención de zinc es la electrodeposición de iones de zinc en el cátodo, la evolución del oxígeno en el ánodo, así como la evolución del hidrógeno en el cátodo como reacción secundaria. Este proceso opera en soluciones altamente ácidas y a altas densidades de corriente. Los ánodos convencionales a base de plomo utilizados en la electroobtención de zinc se asocian con altas tasas de corrosión y sobrepotencial de evolución de oxígeno en el proceso de electroobtención. Esto da lugar a algunos problemas, como la contaminación del cátodo de zinc por parte del Pb, la reducción de la vida útil del ánodo y el alto consumo de energía en el proceso.

Se han introducido ánodos compuestos a base de plomo para abordar estos problemas mediante el uso de partículas de óxido electroactivo dispersas en el ánodo de Pb. Los iones de manganeso, que normalmente existen en el electrolito de electroobtención de zinc, pueden influir en el rendimiento del ánodo, dependiendo de su concentración y del material del ánodo.
Se utilizó una combinación de métodos electroquímicos y analíticos para comprender la oxidación, la actividad electrocatalítica y el rendimiento de corrosión de los ánodos compuestos de Pb-MnO2 en comparación con el ánodo de PbAg convencional. Se utilizó la valoración potenciométrica para medir la velocidad de oxidación de los iones de manganeso. Las capas de corrosión anódica y las capas de MnO2 depositadas se caracterizaron mediante microscopía electrónica de barrido y difracción de rayos X.
También se desarrolló un nuevo método electroquímico para una investigación in situ de la capa de MnO2 depositada en los ánodos.

El nuevo ánodo de plomo (compuesto de Pb-MnO2) utilizado para la electroobtención de zinc mostró una mayor actividad catalítica y una mejor resistencia a la corrosión que el ánodo de PbAg en las condiciones de operación de la electroobtención de zinc. El ánodo de Pb-MnO2 puede disminuir el consumo de energía en el proceso de electroobtención en el electrolito libre de Mn hasta en un 5%. Las partículas compuestas no fueron efectivas para disminuir el potencial del ánodo en el electrolito que contiene Mn. Las partículas de MnO2 catalizaron la desproporción de Mn(III), contribuyendo a la deposición de una capa de MnO2 uniforme, adherente y protectora. La formación de esta capa disminuyó las tasas de disolución de plomo y consumo de manganeso. El ánodo compuesto de Pb-MnO2 se puede poner en servicio sin ningún tratamiento previo, ya que desarrolla rápidamente una capa estable de MnO2 y genera lodo de MnO2 muy bajo.