Piloto de electroobtención de cobre 10

Una configuración de referencia para un piloto de electroobtención de cobre que produce 10–50 kg de cátodo por día a partir de PLS o licor de reextracción.

La lógica de dimensionamiento

La producción diaria fija la corriente: 1 kA durante 24 horas deposita aproximadamente 26 kg de cobre con 100 % de eficiencia de corriente. Un piloto de 20 kg/día necesita, por tanto, cerca de 1 kA al 85 % de eficiencia. Ese número define rectificador, barra y área de cátodos.

Rectificador: 1–2 kA, 6–12 V, tiristor o switch-mode, a corriente constante y rizado < 5 %.
Celdas: 2–4, en PP o FRP, con tensión de celda de 1,8–2,2 V.
Ánodos: Pb-Sn-Ca o MMO sobre Ti; el plomo exige control de niebla y cuidado al manipularlo.
Cátodos: 316L, 0,5–1 m² cada uno, con bordes encintados contra cortocircuitos.
Circulación: 10–30 L/min por celda, uniforme sobre los cátodos.
Niebla: bolas flotantes o campana con scrubber; obligatorio por exposición del operador.
Calefacción: inmersión o intercambiador, 35–45 °C; la eficiencia cae por debajo de unos 30 °C.

Barra colectora y disposición

A 1 kA, la barra y la resistencia de contacto importan: un contacto flojo se vuelve punto caliente y una caída de tensión que parece baja eficiencia. Use cobre estañado, apriete según especificación y revise imágenes térmicas tras la primera semana.

Sensibilidad a impurezas

Un piloto tiene poco electrolito, así que las impurezas se concentran rápido: prevea una purga desde el primer día y vigile hierro, cloruro y orgánicos. Los orgánicos arrastrados del SX causan depósitos rugosos y nodulares. El hierro(III) redisuelve cobre, el manganeso por encima de unos 2 g/L ataca los ánodos de plomo y el cloruro desestabiliza el depósito.

Lo que la celda piloto no puede decirle

A escala piloto el área catódica es tan pequeña que la corriente se reparte de forma casi uniforme, la temperatura se mantiene dentro de un grado y la caída en barras es despreciable: las tres pérdidas dominantes en una nave de producción. La celda piloto confirma química, calidad de depósito y eficiencia, pero sobrestima entre dos y cuatro puntos la eficiencia de una nave completa. Use el piloto para las preguntas de química —relación férrico/ferroso, cloruro, dosis de aditivo— y dimensione la nave comercial con un modelo térmico y de barras, tomando la eficiencia del piloto como techo y no como predicción.

Para calificación se suelen pedir muestras de cátodo de 99,99 % Cu con registro de las condiciones de celda. Envíenos su producción diaria objetivo, la ley de alimentación y el perfil de impurezas, y dimensionaremos rectificador y celdas.