¿Qué es la electrodeposición?
La electrodeposición es un proceso en el cual, los iones de metal presentes en una solución conductora de la electricidad, se separan mediante una corriente continua. Esto se logra cuando se aplica una corriente continua a través de un ánodo y un cátodo que están sumergidos en una solución conductora de la electricidad, que hace que el metal se deposite en el cátodo. Decimos que estos metales fueron electrodepositados.
¿Qué son las soluciones conductoras de la electricidad?
Las soluciones conductoras de la electricidad, son soluciones que se forman cuando se disuelve un electrolito en un disolvente polar, por ejemplo agua. Cuando el electrolito se pone en un disolvente polar, se disuelve en aniones con carga negativa y cationes con carga positiva. Cuando se aplica una corriente continua a la solución, los aniones se dirigen al electrodo (o ánodo) cargado positivamente y los cationes se dirigen al electrodo (o cátodo) con carga negativa. La pista está de alguna manera en el nombre, las soluciones conductoras de la electricidad, son soluciones capaces de conducir electricidad para manipular el movimiento de los iones formados son la disolución del electrolito.
¿Cuáles son las diferencias entre la electrodeposición y la electrorrefinación?
Proceso de electrorrefinación convencional:
Proceso de electroobtención con emew:
La electrorrefinación usa ánodos compuestos de metal impuro. Cuando la corriente pasa a través de la solución, el ánodo se corroe en la solución, lo que provoca que el catión metálico migre para volver a depositarse en el cátodo. En la electrodeposición, por otro lado, el metal ya está disuelto en la solución, por lo tanto el ánodo es inerte.
¿Por qué necesitamos los procesos de electrorrefinación y electrodeposición?
Muchos metales, especialmente los metales no ferrosos, son difíciles de encontrar en la naturaleza en su forma más pura. Por lo general, estos metales se encuentran en sus formas mineralizadas, por lo que deben reducirse a sus formas metálicas para su uso posterior. La electrodeposición hace esto de una forma rentable y con un consumo eficiente de la energía. Es el motivo por el cual, estos son los procesos de uso generalizado para la producción y recuperación de metales puros.
¿Cuáles son los metales que más a menudo se obtienen por electrodeposición?
Los metales que más a menudo se obtienen por electrodeposición, son el cobre, el oro, la plata, el zinc, el cobalto y el níquel. La electrodeposición como proceso de extracción es especialmente importante para el cobre y la plata. Y con la avanzada tecnología “vortex” de electrodeposición, el proceso es aún más eficiente asegurando una pureza de “Cinco Nueves” (99.999%) en el metal electrodepositado, a la par de la capacidad de agotar los metales para abatir las concentraciones (<10 ppm).
¿Dónde pueden usarse los procesos de electrodeposición aparte de la minería?
Los procesos de electrodeposición también se pueden usar para el tratamiento de aguas residuales y el reciclaje en general. El principio sigue siendo el mismo, cualquier material impuro se puede lixiviar en una solución conductora, luego se aplica el voltaje de CC a través de la solución y se puede extraer el material deseado (por supuesto, existen ciertas limitantes, como la concentración del metal, la temperatura, niveles de acidez, componentes químicos y más). Cuando se trata del tratamiento de aguas residuales, la electrodeposición es una situación en la que todos ganan. Los metales menos solubles se dirigen al vertedero junto con la recuperación de metales valiosos que pueden comercializarse para compensar el costo del proceso.
¿Cómo se usa la electrodeposición para reciclar y por qué?
La electrodeposición se puede usar como una etapa de procesamiento para el reciclaje de metales no ferrosos. Los metales no ferrosos se pueden reciclar de manera indefinida sin perder ninguna de sus propiedades. Esta característica hace que la electrodeposición sea un proceso ideal para recuperar metales puros a partir de suministros complejos de metales mezclados. En muchos casos, es más barato reciclar los metales que extraer el mineral, procesarlo y extraer los metales puros. Y esto es especialmente cierto considerando las leyes de metal que van disminuyendo de forma continua en las minas y yacimientos existentes.
¿Qué proceso se usa con más frecuencia, la electrodeposición o la electrorrefinación?
Decidir qué proceso tomar dependerá de la situación. La electrorrefinación se usa cuando se funde y moldea un ánodo de metal impuro. La electrodeposición se emplea cuando el metal ya está disuelto en la solución, o cuando es más viable emplear una etapa de digestión hidrometalúrgica en lugar de fundir y moldear ánodos impuros. La electrodeposición también se puede efectuar a una escala más pequeña y para aplicaciones más específicas. Tanto en la electrodeposición como en la electrorrefinación se pueden obtener metales de muy alta pureza por arriba del 99.99%.
¿Cuáles son los problemas de la electrodeposición convencional?
En gran medida, la electrodeposición es un proceso bastante sencillo y directo. Conforme avanza el proceso, la concentración del metal buscado se agota de la solución en la medida que el metal se deposita sobre el cátodo. Conforme la concentración de metal disminuye, comienzan a formarse las llamadas zonas de agotamiento en las cercanías del cátodo. Estas son las zonas donde la concentración del metal buscado es menor que en la totalidad de la solución. Esto puede ser problemático, ya que si hay otros iones metálicos presentes en la solución comenzarán a depositarse en el electrodo, lo que generará impurezas y una baja eficiencia de corriente eléctrica.
¿Es posible mejorar el proceso de electrodeposición?
Afortunadamente, los avances en la electrodeposición han superado estos problemas. La tecnología de electrodeposición Vortex emew ofrece un enfoque alternativo a la electrodeposición convencional que garantiza resultados mucho mejores. La tecnología de electrodeposición emew emplea celdas cilíndricas en las que el electrolito circula rápidamente más allá de los electrodos a velocidades muy altas, que supera los problemas asociados con las zonas de agotamiento y permite la agotar el metal hasta concentraciones mucho más bajas, en tanto que logra la pureza más alta posible. Y por añadidura, todas las celdas de electrodeposición emew son sistemas cerrados que eliminan por completo la niebla ácida y otros gases nocivos, por lo que es un lugar mucho más seguro para trabajar.
Referencias
http://www.finishing.com/134/83.shtml
http://www.bbc.co.uk/bitesize/ks3/science/chemical_material_behaviour/compounds_mixtures/revision/6/
http://www.ct.ufrgs.br/ntcm/graduacao/ENG06631/5-b_copper.pd
fhttp://blog.emew.com/video-basics-of-electrowinning
https://en.wikipedia.org/wiki/Electrolyte
https://www.linkedin.com/pulse/conventional-electrowinning-vs-emew-alex-barshai-bscee