El proceso de electrowinning es la última etapa en el procesamiento de los minerales oxidados de cobre. Este proceso está basado en principios electroquímicos y permite obtener cobre elemental de hasta un 99.7% de pureza.
Este proceso consiste reducir el cobre acuoso disuelto en el electrolito proveniente de extracción por solventes, sobre cátodos de acero inoxidable o blancos. Para que esta reacción se lleve a cabo, es necesario contar con un ánodo, generalmente de plomo, en donde se lleve a cabo la reacción de oxidación de agua a oxígeno gaseoso.
Debido a que la reacción no es espontánea, es necesario aplicar una corriente eléctrica constante que permita generar una diferencia de potencial eléctrico en donde la reacción de óxido-reducción o redox ocurra.
CÁTODOS DE ACERO INOXIDABLE
Los cátodos de acero inoxidable son del tipo 316L, el cual es bajo en carbono, pero posee inclusiones de cromo, níquel y molibdeno en un menor porcentaje. Estas inclusiones le otorgan mayor resistencia a la corrosión por ácido sulfúrico, el cual está presente en el electrolito, sin embargo, la presencia de cloruro podría disminuir la resistencia a la corrosión.
CLORURO EN EL ELECTROLITO
El electrolito utilizado en el proceso posee concentraciones de cloruro que varían entre los 20 a los 40 ppm, ya que este provoca un efecto de afinador del grano de cobre, lo que aumenta la calidad física del cátodo.
Si bien, el cloruro permite mejorar la calidad física del cátodo de cobre, este tiene un efecto negativo sobre los blancos, los cuales pueden sufrir de corrosión por picaduras o pitting.
Esta corrosión se desarrolla en la superficie del blanco que está expuesta a la interfase aire-electrolito, lo que genera graves problemas en el proceso de despegado del cátodo de cobre desde el cátodo de acero y disminuyendo significativamente su calidad física.
VARIABLES DE CONTROL DE CORROSIÓN
Para evitar la corrosión por pitting en los cátodos de acero, las concentraciones de cloruro deben ser inferiores a 40 ppm para plantas que operan a densidades de corriente de alrededor de los 300 A/m2, pero para plantas que operan sobre los 400 A/m2, la concentración de cloruro no debe superar los 20 ppm. Otro factor a controlar es el agua de proceso utilizada, ya que esta podría contener cloruro y así aumentar la concentración de este elemento en el electrolito.
Como AVR Consultores, recomendamos que existan controles permanentes de la concentración de cloruro en todos los flujos de entrada a la planta y de ser necesario, aplicar un tratamiento previo al agua de proceso que ingresa directamente a electrowinning, ya que de esta forma se podrá evitar una corrosión generalizada de los cátodos de acero de la planta.
Autor: Gonzalo Parada
Fuente Fotográfica: https://www.codelco.com/memoria2013/site/artic/20130415/imag/foto_0000002020130415180522.jpg
