Electrorefinaciondecobrer

CURSO DE REFINACIÓN
ELECTROLITICA DE COBRE
UNIVERSIDAD NACIONAL
SAN ANTONIO ABAD DEL CUSCO
R BELTRAN 1

CURSO REFINACION ELECTROLITICA DE COBRE
R BELTRAN 2

• INTRODUCCION
• PROCESO DE PRODUCCION DE CATODOS
• PROCESO DE LAMINAS DE ARRANQUE
• PROCESO DE PURIFICACION
R BELTRAN 3

INTRODUCCION
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La electro refinación de cobre consiste en la
disolución anódica del cobre impuro desde el
ánodo; y su posterior depósito catódico de cobre
puro sobre un cátodo de láminas iniciales de
cobre.
La electro refinación de cobre tiene dos objetivos:
Eliminar las impurezas que perjudican las
propiedades eléctricas y mecánicas del cobre,
tales como: As, Sb, Bi, O, S, Se, Te, Fe, Co, Ni y
Pb.
Recuperar las impurezas con valor, como: Au, Ag,
metales del grupo del Pt y Se.
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De manera didáctica lo que sucede en una celda
electrolítica es lo siguiente:
El ánodo de cobre impuro es disuelto por acción de la
corriente eléctrica en sus iones o elementos.
El cobre disuelto viaja a través del electrolito y se
deposita en el cátodo o lámina de arranque.
Mientras que las impurezas buenas como el oro, plata,
selenio, platino y paladio, no pueden depositarse y se
van al fondo de las celdas como barro anódico.
Las impurezas malas como el arsénico, bismuto,
antimonio, níquel, etc. no se pueden depositar, ni
tampoco ir al fondo de las celdas, quedando estas en
el electrolito, el cual luego es purificado en las celdas
de primera y segunda liberadora.
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Anodo
( + )
Cátodo
( - )
Flujo de
Electrones
Cu99.7 99.99
Cu2+
+ 2e-
= Cuo
Cuo
= Cu2+
+ 2e-
[Cu Impuro 99.7% = ( Cobre Puro 99.99% ) + ( Impurezas )]
Cu++
Cu++
Cu++
Cu++
SO4
-2
SO4
-2
Cu++
Cu++
AuAg PdPt Se Te Otros
Cu
Flujo 25
lt/mint
Temperatura de electrolito = 63°C
Distancia entre electrodos = 100mm
Amperaje de celdas = 29450 amp
As, Sb, Bi, Ni,
se quedan en
el electrolito
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Reacción de disolución de Cobre del Ánodo:
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Variables del Proceso:
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CAPACIDAD DE LA REFINERIA: 285000 TM DE
CATODOS DE 99.99%
CELDAS DE CONCRETO POLIMERICO:
CELDAS COMERCIALES 926
CELDAS STRIPPER 52
CELDAS DE 1ra LIBERADORA 16
CELDAS DE 2da LIBERADORA 24
TOTAL DE CELDAS DE CONCRETO POLIMERICO 1018
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OPERACIÓN DE CELDAS COMERCIALES
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RECEPCION Y DESCARGA DE ÁNODOS
R BELTRAN 15

RECEPCION Y DESCARGA DE ÁNODOS
LOS ANODOS PRODUCIDOS EN PLANTA DE
ÁNODOS FUNDICIÓN LLEGAN A REFINERIA VIA
FERROCARRIL INDUSTRIAL.
SON DESCARGADOS CON LA GRÚA TELESCOPICA
Y TRASLADADOS A LAS CANCHAS DE
ALMACENAMIENTO
R BELTRAN 16

PRENSADO DE ÁNODOS
R BELTRAN 17

PRENSADO DE ÁNODOS
LOS ANODOS ANTES DE SER CARGADOS A LAS
CELDAS ELECTROLITICAS SON PRENSADOS, EN
LA PRENSA KAWAZOE, CON LA FINALIDAD DE
OBTENER UNA VERTICALIDAD MAYOR DE 80%
LA VELOCIDAD DE PRENSADO ES DE 400
ANODOS POR HORA
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CARGUIO DE ÁNODOS POR LA MAQUINA ESPACIADORA
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CARGUIO DE ÁNODOS POR LA MAQUINA ESPACIADORA
LOS ANODOS PRENSADOS PASAN EN FORMA
AUTOMATICA A LA MAQUINA ESPACIADORA
DE ÁNODOS, DONDE SON SEPARADOS DE
CENTRO A CENTRO EN 100mm, TAMBIEN SE
LIMPIA LA PARTE BAJA DE LA OREJA QUE DA
AL CONTACTO CON UNA ESCOBILLA METALICA
QUE GIRA AUTOMATICAMENTE, QUEDANDO
LISTOS PARA SER CARGADOS A CELDAS CON
LA GRUA
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CARGUIO DE ÁNODOS A CELDAS COMERCIALES
R BELTRAN 23

CARGUIO DE ÁNODOS A CELDAS COMERCIALES
LOS ÁNODOS SON CARGADOS A CELDAS CON
LAS GRUAS, LLEVANDO EN SU TREN DE
GANCHOS, 52 ÁNODOS.
ANTES DE SER CARGADOS A LAS CELDAS SON
LAVADOS CON AGUA, EN EL POZO AUXILIAR
CON LA FINALIDAD DE ELIMINAR TODO
MATERIAL EXTRAÑO QUE ESTA EN SU
CUERPO.
R BELTRAN 24

CARGUIO DE LÁMINAS A CELDAS COMERCIALES
R BELTRAN 25

CARGUIO DE LÁMINAS A CELDAS COMERCIALES
LAS 53 LÁMINAS SON CARGADAS A LAS CELDAS
COMERCIALES, PREVIAMENTE SE RECHAZA
TODAS LAS LÁMINAS QUE ESTAN MUY
REVIRADAS, CON BAJO PESO, BORDES
GRUESOS O CON CRISTALES, CON MANCHAS
DE ACEITE, OREJAS MAL REMACHADAS,
RAJADAS O CON HUECOS
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ACONDICIONADO DE ÁNODOS Y LAMINAS EN CELDAS COMERCIALES
R BELTRAN 28

ACONDICIONADO DE ÁNODOS Y LAMINAS EN CELDAS COMERCIALES
PARA REALIZAR EL ACONDICIONADO DE ÁNODOS Y
LAMINAS SE COLOCA UNA LAMPARA AL INGRESO
Y OTRA A LA SALIDA DE LA CELDA, PARA VER
CLARAMENTE LA SEPARACIÓN ENTRE LOS
ELECTRODOS
LOS ÁNODOS SON ACONDICIONADOS, CON LA
FINALIDAD DE QUE ESTEN PERPENDICULARES AL
FONDO DE LAS CELDAS, PARA LO CUAL SE
COLOCAN UNAS CUÑITAS DE COBRE.
LAS LÁMINAS TAMBIEN SE ACONDICIONAN
GOLPEANDOLAS SUAVEMENTE CON UN PALO DE
MADERA, PARA MEJORAR SU VERTICALIDAD
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OPERACIÓN DE CAMBIO DE ELECTRODOS
VIDA DEL ANODO: 24 DIAS, COSECHA CADA DOCE DIAS
OPERACIONES
PUENTEO DEL BLOCKS
RETIRO DE LOS CATODOS
EVACUAR ELECTROLITO
RETIRO DE LOS ANODOS CORROIDOS
EVACUAR EL LODO ANODICO
LAVADO DE LAS CELDAS
CARGUIO DE ANODOS
ACONDICIONADO DE ANODOS
CARGUIO DE LAMINAS
ACONDICIONADO DE LAMINAS
LLENADO DE CELDAS CON ELECTROLITO
PASAR REGLA A LAS LÁMINAS DE ARRANQUE
PONER EN OPERACIÓN EL BLOCKS
REALIZAR LIMPIEZA DEL AREA DE CAMBIO DE ELECTRODOSR BELTRAN 30

CIRCULACION DE ELECTROLITO
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TANQUES DE
PREPARACIÓN DE COLA Y
THIOUREA
TANQUES DE RETENCION
Y ADICION DE COLA Y
THIOUREA
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TANQUE DE RECEPCION
DE ACIDO CONCENTRADO
EN NAVE CENTRAL
TANQUES MEZCLADORES
DE ACIDO
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INTERCAMBIADORES DE
CALOR, SU FUNCION ES
CALENTAR ELECTROLITO,
UTILIZANDO VAPOR
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CONTROL DE ELECTROLITO COMERCIAL
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CONTROL DE ELECTROLITO COMERCIAL
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REVISIÓN DE CELDAS
R BELTRAN 45

REVISIÓN DE CELDAS
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REVISIÓN DE CELDAS
DETECCIÓN DE CORTOS CIRCUITOS
Y ELIMINARLOS
METODO
•AMPERIMETRO
•VOLTIMETRO
•CAMARA DE RAYOS INFRAROJOS
PASOS
•DETECTAR EL CORTO CIRCUITO
•ELIMINAR EL CORTO CIRCUITO
•EFICIENCIA DE CORRIENTE >98.5%
•REVISIÓN DOS VECES POR DIA
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REVISIÓN DE CELDAS
La inspección de celdas es decisiva en la obtención de un cátodo de óptima
cualidad, tanto en la calidad física como en las especificaciones químicas.
La revisión o inspección de celdas electrolíticas es fundamentalmente una
labor correctiva de todos los pequeños defectos que puedan acumularse en
el sistema, provenientes de todos los puntos clave de la planta; llámese
calidad física y química de los ánodos, calidad de láminas, operaciones de
carguío y acondicionamiento, condiciones del proceso alternadas por
diversas causas, etc. Por estas razones el revisador estará íntimamente
ligado a las celdas durante el mismo proceso de deposición electrolítica.
La revisión de celdas tiene como finalidad mantener una buena transferencia
de cobre del ánodo al cátodo a través del electrolito, gracias a la corriente
eléctrica, para lo cual debe eliminarse los cortos circuitos y los malos
contactos.
R BELTRAN 48

• Un voltaje menor que el límite inferior del rango normal, señala la
presencia de corto circuito.
• Un voltaje mayor que el límite superior del rango normal, indica
malos contactos
Pase el voltímetro digital por las celdas de ingreso y salida del
electrolito, y determine la variación del voltaje:
a)En primera vida, el voltaje varía entre 240 y 280 m.v.
b) En segunda vida, el voltaje varía entre 320 y 360 m.v.
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OPERACIÓN DE REVISION
VIDA DEL ANODO: 24 DIAS, COSECHA DE CATODOS CADA DOCE DIAS
LIMPIEZA DE CONTACTOS DE LA SECCION QUE INGRESA A SEGUNDA
RECEPCIÓN DE LAMINAS EN EL BLOCKS, EN ESPECIAL A LA SECCION QUE INGRESA A SEGUNDA
DEJAR EL BLOCK CON EL NIVEL DE INGRESO
VERIFICAR EL FLUJO DE ELECTROLITO DE LAS CELDAS
LAVAR CONTACTOS
CORREGIR CONTACTOS
PASAR VOLTIMETRO
DETECTAR LOS CORTOS CIRCUITOS
CONTROLAR LOS NIVELES DE LAS CELDAS SEGÚN PROGRAMA
CUANDO SE CAMBIE DE NIVEL, SE BAJE, LAVAR BIEN LAS OREJAS
REPORTAR EL NUMERO DE CORTOS CIRCUITOS POR CELDA Y SU VOLTAJE
REPORTAR LAS MANGUERAS Y LAS CAJAS DE ALIMENTACION QUE SE ENCUENTRAN EN MAL ESTADO
REALIZAR LIMPIEZA DEL SOTANO
MANTENER LIMPIA Y ORDENADA SU AREA DE TRABAJOR BELTRAN 50

COSECHA Y LAVADO DE CATODOS
LA INSPECCION DE LOS CATODOS
SE REALIZA AL 100 %
LAVADO DE LAS CELDAS DE
CATODOS EN EL POZO
LAVADO EN LA CAMARA DE
LAVADO DE LA MAQUINA
LAVADORA DE CATODOS EN
FORMA INDIVIDUAL
METODO DE LAVADO: SPRAY CON
AGUA CALIENTE
RETIRO DE LAS BARRAS DE LOS
PAQUETES DE CATODOS
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RETIRO DE ÁNODOS CORROIDOS
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PESADO DE ANODOS CORROIDOS
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CARGUIO DE ÁNODOS CORROIDOS A PLATAFORMAS
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PESADO ETIQUETADO Y ENFLEJADO DE PAQUETES DE CATODOS
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ALMACENAMIENTO Y LAVADO DE PAQUETES DE CATODOS
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CARGUIO DE PAQUETES DE CATODOS A PLATAFORMAS
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LIBERACION DE PAQUETES DE CATODOS
CALIDAD QUIMICA DE LOS CATODOS
Cu > 99.99%
S < 10 ppm
Ag <15 ppm
Nivel de impurezas <1 ppm
PRESENTACION
Dimensiones referenciales:
Largo x Ancho x Alto = 1100 x 1020 x
600 mm
Peso: entre 3400 y 3980 kg/paquete
Paquete de cátodo: libre de materiales
extraños como sulfato de cobre, grasas,
aceites y lodo
Empaquetado:
Dos bandas de fleje por paquete
Dos grapas por paquete, con logotipo
SPCC-ILO
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OPERACIÓN DE LAMINAS DE ARRANQUE
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Deslaminado y selección de hojas
Deslaminado y selección de
hojas en forma manual
Peso promedio de hojas: 6.9 Kg.
Espesor: 0.7 mm
Producción: 5408 hojas/día
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Deslaminado y selección de hojas
Deslaminado y selección de
hojas en forma manual
Peso promedio de hojas: 6.9 Kg.
Espesor: 0.7 mm
Producción: 5408 hojas/día
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Preparación de laminas de arranque
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Maquina cortadora de orejas
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Pesado y enflejado de paquetes de láminas para venta
CALIDAD QUIMICA
Cu > 99.99%
S < 10 ppm
Ag < 15 ppm
Nivel de impurezas < 1 ppm
EMPAQUETADO
Uso de cuatro bandas de fleje por
paquete
Uso de cuatro grapas por paquete
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Electrolito:
preparación y adición de aditivos
Control electrolito
Circulación electrolito
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INTERCAMBIADOR DE
CALOR
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ADITIVOS COLA Y
THIOUREA
TANQUES DE
PREPARACIÓN Y
DOSIFICACION DE
ADITIVOS
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TENEMOS LAS MISMAS OPERACIONES QUE COMERCIAL:
RECEPCION Y DESCARGA DE ÁNODOS STRIPPER
PRENSADO DE ANODOS
CARGUIO DE ANODOS STRIPPER A LA MAQUINA
ESPACIADORA
CARGUIO DE ANODOS A CELDAS Y ACONDICIONADO
CARGUIO DE PLANCHAS MADRES A CELDAS
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OPERACIÓN DE PLANTA PURIFICACION
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Nave ABLáminas de
arranque
1ra Liberadora
2da Liberadora
Nave CD
Purificación de Electrolito
Electrolito purificado
Electrolito con menor cobre
Electrolito
con
impurezas
Purga de electrolito ó
agua madre
R BELTRAN 73

CELDAS DE SEGUNDA LIBERADORA
REALIZAN LA EXTRACCION DE IMPUREZAS DEL ELECTROLITO, COMO BISMUTO,
ANTIMONIO Y ARSENICOR BELTRAN 74

TANQUES DE SEDIMENTACIÓN Y OXIDACION
EN LOS TANQUES DE SEDIMENTACION SE RECIBE EL LODO DE LAS
CELDAS, JUNTO CON UN POCO DE ELCTROLITO Y AGUA; LUEGO SE
DEJA SEDIMENTAR O ASENTAR DURANTE OCHO HORAS
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CENTRIFUGAS HIDRAULICAS
PRODUCCION DE LODO ANODICO
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PRODUCCIÓN vs CAPACIDAD
2 anodos
más por
celda
Aumento
densidad
corriente
128
celdas
más
Ciclo de
12 días
Alta densidad
de corriente
275 Ampm2
Alta densidad de
corriente 276 A/m2

DENSIDAD vs EFICIENCIA DE CORRIENTE

•ISO 9001- 2000
•OHSA 18001 – 2007
•ISO 14001 – 2004
CERTIFICACIONES SIG

CURSO REFINACION ELECTROLITICA DE COBRECURSO REFINACION ELECTROLITICA DE COBRE
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Muchas GraciasMuchas Gracias
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