Los problemas de los ánodos de plomo en la electroobtención de cobre

Los problemas de los ánodos de plomo en la electroobtención de cobre

Históricamente, los ánodos de plomo se utilizan en la electroobtención de cobre debido a la abundancia de plomo, la buena conductividad, la resistencia a la corrosión y el costo relativamente bajo. La resistencia a la corrosión de estos ánodos es un producto de la formación de PbO2 a través de PbSO4 en condiciones oxidativas durante la electroobtención. Esta capa de pasivación se atribuye al beneficio adicional de la auto-regeneración en caso de cortocircuito entre electrodos.

Los ánodos de Pb-Ca-Sn y Pb-Sr-Sn se desarrollaron para reemplazar los ánodos de Pb-Sb a medida que se desarrollaban problemas de corrosión en las celdas, y el plomo puro presentaba un problema de arrastre a temperaturas de electroobtención, lo que provocaba el agrietamiento de la capa de óxido y una corrosión acelerada. Si bien la disolución del ánodo se reduce por las aleaciones anteriores, la corrosión del ánodo sigue siendo un problema y da como resultado una vida útil corta del ánodo y la contaminación por Pb del cátodo de cobre. Para combatir estos problemas, generalmente se agrega cobalto al electrolito. La purga de electrolitos de la casa del tanque, necesaria para controlar otras impurezas, resulta en la pérdida de cobalto, constituyendo un gasto continuo del proceso.

Los gastos de electricidad y adición de cobalto, la corrosión de los ánodos de plomo y la contaminación del material del cátodo de cobre han llevado al desarrollo de materiales alternativos sin ánodo de plomo. El principal de estos materiales ha sido el titanio recubierto de óxido de metal precioso, al que se ha realizado con éxito la transición de varias casas de tanques. Estos ánodos de titanio recubiertos (CTA) ofrecen varios beneficios sobre los ánodos de plomo comunes. El beneficio más importante es la reducción del voltaje necesario para la electroobtención, que resulta de la mayor actividad del recubrimiento. Se ha informado que esta cualidad reduce el consumo de energía hasta en un 15%. Además, debido a que los ánodos de titanio recubiertos no contienen plomo, se eliminan la adición de cobalto al electrolito, la limpieza de los lodos de plomo de las celdas y la contaminación del cátodo por Pb. Estos beneficios se compensan con el costo de los electrodos y el trabajo requerido para reparar los ánodos dañados por cortocircuitos.

Debido a que el recubrimiento activo no se desarrolla in situ sino que se fabrica, no posee la calidad de autorregeneración de la capa de óxido de plomo de los ánodos de plomo.