Hidrometalurgia

1. HIDROMETALURGIA
PURIFICACIÓN

2. DIAGRAMA DE FLUJO HIDROMETALURGIA
Over Flow
Lixiviación
Neutra
Lix Acida I
Espesador
Espesador
Lix Acida 2
O/F Neutro
Pré
Neutralización
I
Preparación
Pulpa
Concentrado
Espessador
Flotación de
Pb/Ag
Espesador
Redución
Ácida I (Fe+2)
Espesador
Precipitación
de Índio I
Espesador
Espesador
Filtración Goetita
Filtros Banda
Goetita
Calcina
Spent
Oxigênio
Floculante Floculante
Floculante
Floculante
Floculante
Floculante
Floculante
Filtrado / Água de la Poza
Over Flow Goetita
Floculante
Filtración Redutora
1016D / 1017 D
30/31/32
059/063 069
104
104
121
Calcina
Spent
pH 7
Oxigeno
Vapor
Calcina
Under Flow Neutro
Over Flow Over Flow
Over Flow
Over Flow
063
Filtração Pb/Ag
Larox
Vapor
H2SO4
Vapor
Vapor
Calcina
pH 7
Concentrado
de Zinc
Concentrado
de Plata
Resíduo
Goetita
Poza
CPT
Tostacion
Pré
Concentrado
Índio
Purificacción
ET
Planta
Cádmio
Polvo Zn
Tartrato K/Sb
Sulfato Pb
Sulfato Cu
Vapor

3. 1.0 Calidad del over flow neutro de lixiviación neutra
Para conseguir una buena purificación, la solución neutra debe ser de calidad
apropiada y suficientemente clara.
Calidad de solución requerida en el over flow neutro:
 Sólidos Ausencia de sólidos suspendidos
 Fe++ < 2 mg/l
 Fe total < 10 mg/l
 Sb et As < 1 mg/l
 pH 4.5 – 5.0
1.1 Nota
No si debe abrir manguitos de lós espesadores de la lixiviación neutra para
manterner flujos de solución.
El manguito esta en una altura de área de decantación y vá ralar sólidos para etapa
de purificación.
Estos sólidos tiene impurezas tales como Fe, SiO2, Ge, Sb, Te, Se, etc. que pueden
comprometer la calidad de la solución pura y dificultan la filtración. También aumentará el
consumo de polvo de zinc.

4. PURIFICACIÓN
1.0 Finalidad
La purificación tiene por objetivo de reducir las impurezas contenidas a valores
extremadamente bajos, a fin de obtener en la electrolisis un buen rendimiento de la
corriente y una buena calidad de Zn SHG.
Em Cajamarquilla esto si realiza en dos etapas:
 Purificación en frío (60°C)
 Purificación en caliente (90°C)

5. 1.1 Purificación en frío (60°C)
DIAGRAMA DE FLUJO

6. Consiste en una cementación de Cu y el Cd y al mismo tiempo que el As, Sb, Ge, y
Ni (en parte).
El tiempo de reacción debe ser aproximadamente de 45 minutos.
Con el fin de obtener una buena velocidad de filtración, la solución debe
calentarse ligeramente por inyección de vapor en el último tanque de reacción.
La solución debe filtrarse y el filtrado se bombea hacia la purificación en caliente.
La purificación fría debe enviar una solución clara a la purificación caliente.
El Cu y aproximadamente el 99% de Cd se precipitaran durante la primera etapa.
El tiempo de reacción es importante, ya que el Cd se disuelve tras más o menos 1
hora 1/2.
El pH es de 4.5 a 5.5 y la temperatura varia de 55 a 60 °C.

7. La cantidad de polvo de Zn a añadir puede calcularse más o menos de la manera siguiente:
La cantidad de polvo de Zn se calcula según la formula:
Zn (g/l) = 0.5 + 1.2 Cu (g/l) + 1.5 Cd (g/l)
Siendo el Zn agregado en polvo de malla 200 m
Se envía el filtrado hacia la etapa de purificación en caliente y se envía la torta al
tratamiento del residuo Cu-Cd para la recuperación del zinc y del cadmio.
Las reacciones químicas que se llevan a cabo en la etapa de purificación fría son:
CuSO4 + Zn°  ZnSO4 + Cu°
CdSO4 + Zn°  ZnSO4 + Cd°
Generación de Hidrógeno
Zn° + H2SO4  ZnSO4 + H2

8. 1.2 Purificación en caliente (90°C)
DIAGRAMA DE FLUJO

9. El Co, el Ni y otras impurezas tales como el Ge y Sb se eliminan en purificación
caliente por subida de la temperatura a 90 °C y por adición de polvo de zinc, sulfato de
cobre, tartrato de Sb/K y de PbSO4.
Se deberá añadir polvo de Zn fino (menos de 75 m)
La dimensión del Zn metálico debe ser inferior a 75 m para tener una buena
cinética de reacción y evitar un consumo excesivo.
La velocidad de disolución es proporcional a la superficie del Zn.
Polvo fino será activo y polvo grueso será menos activo y tendrá uno que
compensar la perdida de actividad por un exceso de polvo.
El tiempo de reacción tiene que ser de lo mínimo 2,5 hs a una temperatura de 90 – 95 °C.
La cantidad de polvo de Zn se calcula según la formula:
Zn (g/L) = 1 (g/L) + 100 Co (g/L) + 50 Ni (g/L)

10. El Sbde lo tartrato activa la disolución del Zn y la precipitación del Co y del Ni.
Su actividad parece debida a la formación de una pila eléctrica con el Zn metálico
añadido, catalizando la disolución del Zn y la cementación del Co y del Ni.
Sin embargo, la cantidad de tartrato debe limitarse. En efecto, un exceso de tartrato
provocaría una redisolución del Co. Resultaría que el exceso de Sb no se precipitaría por
completo dejando, por consecuencia, un contenido de Sb demasiado alto en la solución
purificada.
La cantidad de tartrato a añadir se calcula según la formula:
Flujo de tartrato : 0.1 ( Co ) * Flujo de Sol / ( Sb) * 1000 / 60
Donde Co: concentración de Co en mg/L
Sb: concentración de Sb en g/L de la preparación del tartrato.
Se debe añadir plomo o uno de sus componentes tales como el sulfato, tartrato u oxido
simultáneamente al polvo de Zinc por las siguientes razones:
 El plomo disminuye la tendencia a la redisolución del Co.
 El plomo disminuye la formación del sulfato básico de Zn.
 El plomo mejora la eliminación del Tl.

11. El filtrado se envía hacia la sección de enfriamiento y para el almacenamiento en los
tanques de solución pura.
La torta se envía al tratamiento de residuo de Co para la recuperación del Zinc.
La reaccion química principal que se llevan a cabo en esta etapa es:
CoSO4 + Zn°  ZnSO4 + Co°
Las principales variables en purificación son las siguientes:
 Temperatura (Flujo de vapor vivo)
 Tiempo de reacción
 Adición de polvo de zinc (granulometría)
 Adición de sulfato cobre y tartrato antimonio y potasio – remoción de cobalto
 Adición de sulfato de plomo – estabilidad cementyo que impide que el cobalto se
redisuelva
 Pase de sólidos en el filtrado
 pH de la solución

12. 1.3 Enfriamiento de la Solución Pura
Después de la purificación caliente, la temperatura será de 80 °C aproximadamente
y va para la primera torre de enfriamiento y luego pasa a la copa de decantación de sólidos
(copa de champagne) para luego ser enviado a la siguiente torre de enfriamiento (doble
sistema de enfriamiento).
Entonces, la solución purificada se enfría a más o menos 40°C (en la sección de casa
de celdas).
El enfriamiento, basado sobre la evaporación del agua y efectuado en las torres de
enfriamiento, ofrece las siguientes ventajas:
 Eliminación de agua del circuito.
 Precipitación de lo máximo de gypsum (CaSO4) para reducir lo mas posible la limpieza de
las celdas y de las tuberías en la casa de electrolisis.
La color caracerística rosadita en la solución pura es devido la concentración de
manganeso en la forma de sulfato ( MnSO4).

13. 2.0 Reacciones químicas básicas de cementación
MSO4 + Zn° - M° + ZnSO4
Zn° + H2SO4 - ZnSO4 + H2
3Zn° + ZnSO4 + 10H2O Zn4SO4(OH)6·4H2O + 3H2
M = Co, Ni, Cu, Cd….
2.1 Nota
La formación de sal básico de zinc (Zn4SO4(OH)6·4H2O) puede ser pH mas alto en
los tanques.
También es útil calentar la solución con inyección de vapor a fin de evitar la
formación de estos sulfatos básicos y la precipitación de yeso por enfriamiento.
Este precipitado disminuye la velocidad de filtración del cemento.

14. 3.0 Calidad de la solución pura
La calidad de solución pura requerida en electrólisis:
 Sólidos < Solución clara (sin sólidos)
 Zn 150-160 g/l
 Fe++ < 2 mg/l
 Fe total < 5 mg/l
 Sb < 0.03 mg/l
 Co < 0.20 mg/l
 Cd < 0.60 mg/l
 Cu < 0.20 mg/l
 pH 4.5 – 5.5
La solución debe filtrarse cuidadosamente y controlar, también, su calidad.
Debe evitarse cualquier pase de sólidos a la siguiente etapa, para ello debe
garantizarse que el estado de las telas sea el adecuado.

15. Imagine una prueba en celda electrolítica normalmente alimentado con la mezcla
de spent y solución purificada, pero con un ánodo de plomo y un cátodo de platino.
Observó que el pasaje de corriente eléctrica no culminaría con la deposición de
zinc en lo cátodo – sólo habría deposición de hidrógeno.
4.0 Conceptos eletroquímicos
 Dentro del celda electrolítica hay
una reacción de óxido-reducción.
 Iones negativos para alcanzar el
electrodo positivo va disponer
electrones y son neutralizados en
una reacción de oxidación.
 Los iones positivos para alcanzar el
electrodo negativo reciben
electrones y son neutralizados en
una reacción de reducción.

16. 2 H H2
Si el cátodo de platino se sustituye por un de aluminio o el zinc y el electrolito es
correctamente puro, si observado un depósito de zinc, correspondiente a cerca del 90% de la
corriente. El 10% restante se consume en la deposición de hidrógeno.
La explicación de los dos fenómenos es simple. Hidrógeno se deposita en forma de
átomo que se difunde en el metal de lo cátodo satura este metal. En el caso de platino, este
metal, cataliza la reacción de los átomos para formar moléculas de hidrógeno, según la
reacción:
Las moléculas de hidrógeno si sueltan en forma de burbujas, dejando espacio para
la deposición fácil de nuevos de átomos de hidrógeno.

17. Teóricamente, en una solución que contiene iones de hidrógeno y zinc, debido a
que la tensión de la deposición de hidrógeno es menor que la de deposición de zinc, sólo
ocurriera a la deposición del hidrógeno, según la reacción:
2 H2O 2 H2 + O2
Sin embargo, cuando el cátodo es aluminio o zinc, resulta que los átomos de
hidrógeno, dispersados en el metal, combinan lentamente, sin dejar espacio para la entrada
masiva de nuevos átomos.
Se produce, entonces, que pasar corriente eléctrica, el voltaje entre el cátodo y el
ánodo se levanta, alcanzando el valor en que el zinc se deposita, continúa restringido el
depósito de hidrógeno.
En esta situación, se dice que la “sobretensión de hidrógeno" es alta o superior a la
deposición de zinc, y la reacción predominante es:
2 ZnSO4 + 2 H2O 2 Zn + 2 H2SO4 + O2

18. Resulta que la solución producida de la lixiviación neutra siempre contiene
impurezas, siendo que los más electronegativas que el zinc son co-depositadas.
Algunos de estos impurezas más electronegativas, tales como cadmio y plomo, si
co-depositaren con zinc y sólo se convierten en impurezas en el metal.
Ya otras impurezas menos electronegativas, tales como cobre, níquel, cobalto,
germanio, arsénico y antimonio, dependiendo de la concentración.
Cuando co-depositan con el zinc, actúan como catalizadores de la combinación de
átomos de hidrógeno y liberan en forma gaseosa, lo que permite mayor deposición de
hidrógeno, en detrimento de la deposición de zinc.
Los resultados, por lo tanto, es la disminución de rendimiento de corriente, baja en
la producción de hojas de cátodo, huecos y aumenta la cantidad de energía gastada por
tonelada de hojas.

19. Germanio, arsénico y antimonio son impurezas normalmente eliminado en la
lixiviación neutra, por adsorción en el hidróxido férrico precipitado.
El under flow de la neutra, que contienen tales impurezas, se envía al circuito de
ácido, donde se disuelven y terminan siendo quitados en el paso de la eliminación de hierro.
A veces el germanio, arsénico y antimonio no son correctamente quitados de
lixiviación neutra, esto debía hacerse, entonces, en la purificación, a veces con consumo de
polvo de zinc alto.
En purificación, se eliminan impurezas por cementación, gracias al hecho (fato) de
ser más electropositivas que el zinc, que son removidas de la solución mediante la adición de
zinc en polvo, del tamaño adecuado, por el proceso llamado de cementación, según las
reacciones.

20. Me+2 + Zn0 Zn+2 + Me0
o
MeSO4 + Zn0 ZnSO4 + Me0
en que: Me = Cu, Cd, Pb, Co e Ni.
A cementação é um processo eletroquímico espontâneo durante o qual um metal
nobre é precipitado de uma solução por outro metal mais eletronegativo.
Ocorre uma reação heterogênea e espontânea, durante a qual os íones metálicos
em solução são reduzidos e o agente redutor, que é oxidado, se dissolve.
A cementação é utilizada para a purificação e remoção de íones metálicos nobres
ou
considerados impurezas da soluções.
Me+2
aq + 2e- Me°
s E = -0.28
Me°s Me+2
aq + 2e+ E= -0.76
Me+2
aq + Me°s Me°
s + Me+2
aq

21. Me+2 + Zn0 Zn+2 + Me0
o
MeSO4 + Zn0 ZnSO4 + Me0
en que: Me = Cu, Cd, Pb, Co e Ni.
Ya para germanio, arsénico y antimonio las reacciones son:
2 HsbO2 + 3 Zn + 3 H2SO4 3 ZnSO4 + 2 Sb + 4 H2O
2 H3AsO4 + 3 Zn + 3 H2SO4 3 ZnSO4 + 2 As + 6 H2O
GeSO4 + 2 Zn + 2 H2SO4 2 ZnSO4 + Ge + 2 H2O
Cementación es un proceso electroquímico espontáneo durante el cual un metal
noble es precipitado en una solución por otro metal más electronegativo.
Ocurre una reacción heterogénea y espontáneo, durante el cual se reducen los iones del
metales en la solución y el agente de reducción, es oxidado y si disuelve.
Cementación se utiliza para la purificación y eliminación de iones de metal noble
o impurezas consideradas de las soluciones.

22. Por otro lado, la eliminación de cobalto sólo si procesa adecuadamente por
cementación con zinc si antimonio está presente.
El antimonio se agrega a la solución en forma de tartrato de antimonio y potasio
(K(SbO)C4H6O6 .1/2H2O) que contiene teóricamente 37,5% Sb y la reacción es como sigue:
2 K(SbO)C4H6O6 .1/2 H2O + 3 Zn + 4 H2SO4 K2SO4 + 2 C4H6O6 + 2 Sb + 3 ZnSO4 + 2 ½ H2O
Pruebas realizadas en algunos laboratorios han demostrado la presencia de
compuestos intermetálicos como CoSb y CoSb2.
La formación de estos compuestos puede surgir de una previa cementación del
antimonio, con cobalto depositando en el antimonio o cementación conjunta cobalto y
antimonio.

23. Sobre la necesidad de la presencia de cobre, junto con antimonio, para
cementación de lo cobalto, hasta hoy no hay ninguna explicación definitiva para el hecho.
A la acción del antimonio en la cementación de cobalto por el polvo de zinc, existe
la siguiente explicación:
En ausencia de antimonio en solución, granos de polvo de zinc se disuelven muy
lentamente en acidez existente en este paso debido a la saturación de cada grano con
átomos de hidrógeno.
En presencia de antimonio, el depósito de una parte de la superficie del grano de
zinc, forma una área catódica, formando una zona anódica al mismo tiempo el resto de la
superficie.

24. 5.1 Método de activación de antimonio
 Mecanismo simplificado de cementación
Baja adsorción de Zn+2
en la superficie del
antimonio permite
aproximación de
cobalto en la superficie
de reacción
La adsorción de Zn+2
en la superficie Zn°
previene la reducción
de cobalto

25. El grano, se convierte en una célula galvánica, que establece una corriente eléctrica
entre dos áreas.
En la zona catódica, el antimonio cataliza la combinación de átomos de hidrógeno,
permitiendo la deposición de nuevos átomos de hidrógeno, liberando los electrones y
establecer una amplia corriente directa en área catódica capaz de atraer y depositar cobalto.
Durante la lixiviación de calcina no solo zinc, pero otros elementos también entran
en solución.
El éxito o no de la electrólisis de la solución de sulfato de zinc depende del grado
de pureza de la solución, y dependerá de la purificación.

26. Elementos como el arsénico, antimonio, telurio, germanio y otros son purificados
durante la precipitación de hidróxido férrico (purificación férrica) en la etapa de lixiviación
neutra.
Pero que elementos tales como níquel, cobalto, cobre y cadmio no son y para esto
hay un paso en el proceso para este propósito.
Este proceso de purificación se conoce como cementación y consta de cementar
un metal en solución a través de otro metal menos electronegativo como la reacción
siguiente:

27. donde:
I = Impureza en la solución = Cu, Cd, Ni, Co ... etc.
Me = Metal que en nuestro caso es el zinc metálico (zinc en polvo)
La cementación de impureza representado por "I" a través del metal (Me°) sólo será posible
si EI° > EM° e es mayor cuanto mayor sea la diferencia EI° - EM°.
I ++ + Me0 I 0 + Me++ (reacción de doble cambio)
Serie eletroquímica de tenciones :
Reaction Eo , V
Ag+ + e = Ag 0.80
Cu2+ + 2e = Cu 0.34
2H+ + 2e = H2 0.00
Ni2+ + 2e = Ni -0.23
Co2+ + 2e = Co -0.28
Cd+2 + 2e = Cd -0.40
Fe2+ + 2e = Fe -0.47
Zn2+ + 2e = Zn -0.76
Mn2+ + 2e = Mn -1.18

28. Cementation of
Co by Zn
0
pH
Zn
Zn2+ Co
Zn(OH) 2
Co 2+
Co(OH)2
CoO2
CoOOH
a
b
0
-2.0
2.0
Eh
2 4 6 8 1 0 12
1M Zn2+
1mM Co2+

29. El valores anteriores demuestran que zinc siendo menos electronegativo puede
utilizarse para cementar el cobre, cadmio, cobalto y níquel.
La reacción de cementación del cadmio es representada por:
Cd++ + Zn° Cd° + Zn++
112,4 65,37
Es necesario 65,37 kg de zinc para cementación de 112,40 kg de cadmio.
Ya para cobalto tenemos:
Co++ + Zn° Co° + Zn++
58,93 65,37
Es necesario 65,37 kg de zinc para cementación de 65,37 kg de cobalto.

30. Sin embargo lo que sucede en la práctica es que se añaden grandes cantidades en
exceso de polvo de zinc para obtener la cementación del Cd, Co, Ni y en cobre de
proporciones más pequeña.
Esto puede explicarse en parte debido a la diferencia en electronegatividad.
Cuanto mayor sea el diferencia (EI° - EM°) menos consumo de polvo de zinc para la
cementación de impureza.
Otros factores tan importantes como la electronegatividad son:
- La temperatura en la cual ocurre la cementación;
- El pH de la solución;
- El tamaño de las partículas de polvo de zinc;
- Velocidad (RPM) y la eficiencia de agitación;
- La concentración de los elementos llamados activadores que son cobre y antimonio;
- El tiempo de residencia;
- La presencia de elementos que reducen notablemente la sobretensión de hidrógeno que
incluyen germanio.

31. Cada empresa busca desarrollar su proceso de purificación para la reducción del
consumo de polvo.
La literatura demuestra que para lograr el mismo objetivo hay varios caminos, es
decir, para purificar el cobre, cadmio, níquel y cobalto, hay múltiples procesos un poco más y
otros menos eficientes.
Hay procesos de dos etapas de purificación como en cuatro pasos, continuos y
discontinuos (batch).
Proceso llamado inverso donde el cadmio es purificado en frío para después a
caliente para purificar cobalto.
El proceso conocido como convencionales es lo contrario.

32. Pero qué si busca es cada vez más reducir el consumo de polvo y obtener una
solución bien purificada con el fin de obtener un buen caudal y evitar la mayoría de los
problemas redisolución en la electrólisis que conduce a grandes pérdidas como
complicaciones operativas en el proceso de producción.
Las varias impurezas contenidas en la solución de sulfato de zinc afectan
diferentemente la electrólisis de zinc.
Algunos contaminan el cátodo, otros más bajan rendimiento de corriente y la
consideradas altamente indeseable causa redisolución de zinc ya depositado.
La literatura tiende a ordenarlos por grupo como se describe a continuación.

33. 5.2 EFECTO DE LAS IMPUREZAS EN LA ELECTROLISIS DE ZINC Y LIMITES DE SUS
CONCENTRACIONES
5.2.1 CLASE I
 Son metales cuyas sulfatos se descomponen en una voltaje sobre el sulfato de zinc
(+2.35 Volts).
 Los ejemplos más comunes de esta clase son: sodio, potasio, aluminio, magnesio y
manganeso.
 Estas impurezas no tienen efecto en electrólisis como reacción catódica.
 Sin embargo, su presencia puede afectar (aumento) la resistividad del electrólito
causando la reducción en rendimiento de corriente y aumento del consumo de energía
en el caso de magnesio y manganeso.

34. 5.2.2 CLASE II
Son metales cuyo incremento de hidrógeno es más de 0,65 voltios, pero cuyo
voltaje de la descomposición es menor que la de deposición de zinc. Estos elementos
dependiendo de la concentración contaminará el cátodo de zinc.
 Cobre
La presencia de cobre en solución causa pérdida de eficiencia energética mediante
la reducción de la sobretensión de hidrógeno.
Es un elemento fácil de purificar y parece que la mayoría del cobre presente en lo
electrólito resulta de la caída de cristales de sulfato de cobre durante la manipulación y
limpieza del cátodo y de los barramiento.
 Cadmio
Cadmio deberá preferentemente depositar el zinc y esta es una de las mayores
impurezas de zinc special high grade (SHG) y por esto debe ejercer un estricto control en su
purificación.

35. 5.2.3 CLASE III
Representado por metales cuya sobretensión de hidrógeno está por debajo de
0.63 voltios y cuyo voltaje de la descomposición de sulfato esta sobre la descomposición del
ácido sulfúrico.
Estos elementos son hierro, níquel y cobalto.
Estos metales son perjudiciales para electrólisis, causa redisolución pero no se
depositan con zinc en extensión apreciable.
Son solubles en ácido sulfúrico debido a su baja sobretensión de hidrógeno
ubicada, y la consiguiente formación de manchas de quemado y guecos en el cátodo de zinc.
La cantidad de cadmio, en el porcentaje, que aparece en el cátodo es
aproximadamente el doble de la cantidad de cadmio en g/L en el electrolito.
Concentración de cadmio SNC < 1.0 mg/l

36.  Hierro
Afecta la eficiencia de la corriente cuando su concentración excede 5,0 mg/l.
Por encima de esta concentración la oxidación anódica de hierro ferroso a hierro
férrico, que se reduce en el cátodo al sulfato ferroso.
Esta reacción consume energía que podría ser utilizado en la deposición de zinc.
La presencia de alta concentración de hierro en solución es un buen indicio de que
la purificación no esta adecuada y probablemente elementos dañinos están presentes en la
solución.
Concentración en el SNC de hierro < 5.0 mg/l

37.  Cobalto
Concentración de cobalto que puede tolerarse sin efecto sobre el rendimiento de
corriente o redisolución del cátodo del zinc es dependiente de la presencia de otros
elementos, como el germanio y también concentración del ácido y la temperatura en la
célula.
La presencia de este elemento puede ser notada por el examen del depósito de
zinc.
Cobalto causa redisolución del depósito y produce guecos característicos, más o
menos redondo dentro de lámina de zinc.
Estos guecos se pueden extender a lo largo del depósito, siendo más ancho en la
parte trasera del cátodo.
La hoja es quemada en el interior.
Concentración de cobalto en el SNC < 0.20 mg/l

38.  Níquel
Dependiendo de la concentración provoca redisolución del cátodo y reduce la
eficiencia de la corriente.
Su presencia se nota debido a la gran cantidad de guecos en la hoja.
Mira la hoja contra el claridad.
Máximo concentración de níquel en SNC < 0.01 mg/l
5.2.4 CLASE IV
Representado por los metales que se descomponen en un voltaje debajo de la
tensión de la descomposición del ácido sulfúrico y cuyo aumento del hidrógeno es inferior a
0,65 voltios.
Estos elementos causan la disminución de la sobretensión de hidrógeno y
promueve redisolución con gran desprendimiento de gas (H2).

39.  Arsénico
El arsénico causa la formación de un “rosario" en la superficie del depósito.
Esta clase es la menos dañina, pero su acción perjudicial llega a ser más
pronunciado en presencia de cobalto.
Concentración de arsénico de < 10 ppb en SNC.
 Antimonio
Antimonio tiene un efecto altamente nocivo en la electrólisis en concentraciones
bastante bajas especialmente si el cobalto y el germanio están presentes.
Produce un depósito con una superficie áspera y provoca grave redisolución
debido a la reducción de tensión.
Antimonio puede estar presente en forma de tri o penta valente.
Antimonio tri valente es fácil de purificar, ya penta valente no es fácil de eliminada
por los métodos convencionales.
Su nocividad es tanto más, cuanto más el período de la deposición.
Concentración de antimonio en SNC < 10 ppb

40.  Germanio
Germanio es difícil de quitar, y deben adaptar procesos especiales de purificación
si inconvenientes cantidades de este elemento se presentan en solución neutra.
Esto provoca la disminución de la sobretensión de hidrógeno en la electrólisis
como en la purificación con polvo de zinc, o que explica el consumo alto polvo.
Es causa de redisolución de cadmio y la formación de sulfatos básicos de cadmio y
zinc.
Se elimina parte de germanio en la purificación con zinc en polvo, pero la reacción
es lenta y requiere una buena agitación.
Provoca numerosos orificios en lo depósito de zinc que tienden a aumentar con el
tiempo de deposición llegando, incluso, inutilizar el cátodo de zinc.
Concentración de germanio en SNC < 5ppb

41.  Telurio
El telurio es altamente tóxico y en concentraciones pequeñas afectan rendimiento
de corriente y provoca la redisolución del cátodo.
El depósito es irregular y forma grandes burbujas en la superficie del cátodo,
acompañado de grandes depresiones en el interior.
Concentración de telurio en el SNC < 10 ppb
 Selenio
Selenio produce un depósito de zinc con acentuadas ranuras verticales, manchas
pronunciadas en la superficie exterior y burbujas en la superficie interna que están llenos de
solución.
Concentración de selenio en SNC < 10 ppb

42. Estas cuatro clases son el más presente en la solución de sulfato de zinc y con los
efectos más nocivos.
Sin embargo, quizá quieras resaltar la influencia de los siguientes elementos:
 Estaño
Esta presente en pequeñas cantidades causará una caída en rendimiento de
corriente.
La hoja presentará un depósito brillante y una estructura cristalina diferente
aunque no estaño se detecta en el cátodo.
Concentración de estaño en SNC < 0.1 mg/L
 Talio
No altera la eficiencia de corriente, pero su presencia aumenta la cantidad de
plomo que se deposita en el cátodo.
 Bismuto
Esta impureza no se encuentra en el electrolito es prácticamente insoluble y
fácilmente eliminado. Si presente puede contaminar el cátodo de zinc.

43.  Manganeso
Solo una parte deposita en el ánodo.
Esta cantidad es más conforme a las condiciones de la celda que la cantidad de Mn
presente en medio.
La cantidad depositada que pega, depende de la temperatura, densidad de
corriente, acidez, edad del ánodo y composición del ánodo, presencia de ciertas impurezas
como Ge y Fe.
En ciertas condiciones el MnO2 reduce la corrosión en el ánodo y disminuye la
cantidad de plomo que se deposita en el cátodo. A cerca de otros, el efecto es contrario.
Pequeña pérdida de eficiencia de corriente se produce si la concentración de
manganeso es alta debido a la reducción mayores de los estados de oxidación en el cátodo.
Las altas concentraciones de Mn ocurre problema de la deposición y aumenta la
frecuencia de la limpieza en las celdas.
Concentración de manganeso en SNC entre 5 y 7 g/l

44.  Cloruro
La presencia de manganeso tiende a minimizar el efecto del cloruro en solución.
El cloruro se oxida en el ánodo en ácido perclórico y la cantidad dependerá del
potencial de oxidación en lo ánodo.
Ánodos nuevos tiene un mayor potencial de oxidación que los ánodos viejos y
ánodos de plomo tiene un potencial mayor que los ánodos de plomo/plata.
El cloruro provoca la corrosión de los ánodos de plomo (en el cátodo).
También causa la corrosión del cátodo de aluminio disminuyendo su vida útil.
La evolución del gas Cl2 en el ánodo es problema en altas concentraciones (100
mg/l) cuando los ánodos son nuevos.
Concentración de cloruros en SNC < 50 mg/L

45.  Fluoruro
Presencia de fluoruros en la solución causa “sticking" (pega del zinc en el cátodo de
aluminio).
Dependiendo de su concentración se convierte en imposible separación del zinc de
lo cátodo aluminio.
Una forma de mitigar este efecto es a través de lijado y poniendo el cátodo de
aluminio en lo electrolito durante unos minutos antes de ponerlo en la celda.
Concentración de fluoruro en el SNC < 10 mg/L
 Magnesio
Por encima 15 g/L afecta el caudal debido al aumento de resistividades y
viscosidad del medio.
Causa depósito esponjoso, frágil y provoca el aumento de la temperatura.
Cada 1 gramo de magnesio en solución consume 4 kWh/t cátodo.
 Nitratos
efecto similar del cloruro.

50. 6.0 Consideraciones Generales
La concentración de cobre dosificado en la purificación caliente debe mantenerse
dentro de los límites requeridos.
Cuando la concentración de cobalto y otras impurezas, especialmente germanio,
aumentan en el circuito puede aumentar a dosificación de cobre más acerca al límite
superior de la especificación, pero es una decisión el nivel de supervisión.
Todos los tanques de purificación deben estar “siempre llenos" con el fin de evitar
que las impurezas si redisolvan con aireación.
Esto implica un aumento en el consumo de zinc en polvo de zinc o pérdida en la
calidad de la solución purificada.

51. Créditos:
 Zinc Purification, Cake Treatment, Gypsum Remoal and Effluent Treatment by G.P.Demopoulos. Department of
Mining and Metallurgical Engineering McGill University. Lead-Zinc TMS 2000. Pittsburgh, PA. October 2000.
 Manual de Purificação Contínua – Votorantim Unidade de Juiz de Fora
 Manual de Purificação Contínua – Votorantim – Três Marias
 Flujos Processo – Bernardino Rodriguez – VM Cajamarquilla

52. Peso molecular de lo tartrato antimônio y potasio

53. Consumo de solução de tartarato na Purificação: 1200 ml / minuto
Consumo da solução de tartarato por hora: 1200 ml x 60 minutos = 72 litros / h
Consumo diário de solução de tartarato: 72 l x 24 hs = 1728 litro / dia
Nº de tanques a ser consumidos p / dia: 1728 l / 700 litros = 2,46 tanques
Quantidade de tartarato a ser consumido p / dia = 2,46 tanques x 4,5 kg = 11,07 kd / dia
Antimônio contido: 11,07 kg de tartarato x 37,5 % de Sb = 4,15 kg de Sb / dia
Antimônio dosado / litro de OF do descobreado: 4150 g / 2800000 l = 0,00148 g / l.
Antimônio por litro de over flow descobreado na Purificação: 0,00148 x 1000 = 1,50 mg /
litro.
Dosagem antimônio na purificação Votorantim Juiz de Fora

54. Dosagem tartarato na purificação Votorantim Juiz de Fora
Tabela Atual de Dosagem de Tartarato
Cobalto
OF E-6
3 a 6,0 ppm 6,1 a 8 ppm 8,1 a 11 ppm 11,1 a 15 ppm 15,1 a 18 ppm 18,1 a 21 ppm 21,1 a 24 ppm 24,1 a 28 ppm
Vazão
média
da
Purificação
(m3/h)
Dosagem de
tartarato
(l/min.)
Dosagem de
tartarato
(l/min.)
Dosagem de
tartarato
(l/min.)
Dosagem de
tartarato
(l/min.)
Dosagem de
tartarato
(l/min.)
Dosagem de
tartarato
(l/min.)
Dosagem de
tartarato
(l/min.)
Dosagem de
tartarato
(l/min.)
135 1,31 1,38 1,44 1,52 1,59 1,67 1,76 1,84
130 1,26 1,32 1,39 1,46 1,53 1,61 1,69 1,77
125 1,21 1,27 1,33 1,40 1,47 1,54 1,62 1,70
120 1,16 1,22 1,28 1,34 1,41 1,48 1,55 1,63
110 1,07 1,12 1,18 1,24 1,30 1,37 1,43 1,51
100 0,97 1,02 1,07 1,12 1,18 1,24 1,30 1,36
95 0,92 0,97 1,01 1,07 1,12 1,17 1,23 1,29
90 0,87 0,91 0,96 1,01 1,06 1,11 1,17 1,22
85 0,82 0,86 0,90 0,95 1,00 1,05 1,10 1,15
80 0,77 0,81 0,85 0,89 0,94 0,98 1,03 1,08
75 0,72 0,76 0,79 0,83 0,88 0,92 0,96 1,01
70 0,68 0,71 0,75 0,79 0,83 0,87 0,91 0,96

55. Over Flow
Neutro
0.11.22
Tq
14 53
Trocadores de calor
Alfa Laval
Espessador
Descobreado
Condensado
Purificação
Contínua
Tanque de
Over Flow do
Descobreado
Descobreado
Tq
14 A
Tq
14 B
Vapor
Balança dosadora
Pó de Zinco
Filtro UF Descobreado
Fábrica de
Sulfato de Cobre
Vapor
Over Flow
Neutro
0.11.23
FLUXOGRAMA DO DESCOBREAMENTO JUIZ DE FORA

56. Filtro 01
14
C
14
D
14
E
14
H
Vapor Over Flow do
Descobreado
Condensado
Tq
01
Tq
02
Ácido Sulfúrico
Filtro 02 Filtro 03
Tanque 1405
Cementos 14
I
14
J
Filtro 01 Filtro 02
14
43
TQ
2103
Torre de Resfriamento
Balança de
Pó de Zinco
Trocadores
de calor Alfa
Lawal
1º PURIFICAÇÃO
Balança de
Pó de Zinco
2º PURIFICAÇÃO
Ácido
Sulfúrico
Conc.
Vapor
FLUXOGRAMA PURIFICAÇÃO CONTÍNUA JUIZ DE FORA