Refinacion Del Estano Por Eletrolisis En Medio Basico

8/17/2019 Refinacion Del Estano Por Eletrolisis En Medio Basico

1/14

-482-

REFINACION

DEL ESTANO POR

ELECTROLISIS

EN MEDIO BASICO

por Saul J . Escalera , M.Sc. , Ph.D.*

Max

Vargas

Barahona,

Ing. Met.**

RESUMEN

__

. ---

i

li

__

. .. ·

El

t r aba jo

muestra los r

esul tados

de un es tud io

de

r e f inac iôn de es tano por e l proceso de

e l e c t r Ô l i s i s

en

medio b i s i co . En l a s pruebas

se

u t i l i z á

inodos de

metal

crudo

con

a l t o conten ido de impurezas , obten idos por r e d u ~

ción de polvos de v o l a t i l i z a c i ó n

y

e l e l ec t r Ó l i t o empleado

fue

e l t i o e s t an a t o de sodio , preparado

con

Na

2

s q u Í m i c a m e ~

t e

puro e

i ndus t r i a l .Los

par imetros es tudiados inc luyeron:


2/14

-483-

t i n obta ined by reduc t ion o f the powder

product

o f a vola

t i l i z a t i o n process ,

and

the e l e c t r o l y t e

used

was sodium

th ioes tanna te ,

prepared

wi th Na

2

s of both

reagent

and in

d u s t r i a l grades . The

parameters

s tud ied i n c l u d e d : a e l e c t r ~

l y t e concen t ra t ion , b) vol tage and c)

bath temperature .

When Na

2

s

of r eagen t

grade was used, the re f ined

t i n

obta ined

had a pur i ty o f

99,91%

Sn, the curren t

e f f i c i

ency

being 99,54%; using

Na

2

s

of i n d u s t r i a l grade,

the

r e f ined t i n assayed 99,92% Sn

with

a curren t e f f i c i ency

of

96,90%.

In

a l l

the

t e s t s , t h e t i n

deposi ted on the cathodes

was

uniform and compact, with no dendr i te format ion .

Fur ther , the

study

shows

t h a t the process i s

t e chn ica l ly f eas ib l e

fo r i n d u s t r i a l prac t i ce

in view

of

the highly sa t i s f a c t o r y

r e s u l t s

obta ined .


3/14

-484-,·

...

. -

1 )

rados

clas1cos

sobre

estano, como e l de Murach e t a l

,e l

( ) ( 3 )

de

Mantell L

y

e l

de Wright , no

abordan e l aspecto

teó

r ico del proceso. Por lo expuesto, las consideraciones que

se presentan en êsta sección, son

modelos

que mejor

repre

sentan

los

resultados

obtenidos.

D ~ especial

importancia

en

e l

proceso

de elect ró

l i s i s

en

rnedio

bis ico,

son

las

impurezas

que

contiene

e l

e}ectr óli.

to

como resul

.

' o

de

la

disolución

parcial

que su

fren los ânodos. En e l

presente

caso, las impurezas encon

tradas

pueden ser c las i f ica

c'

1s

en los 4

grupos

s iguientes .

TABLA 1. Valores Termodinimicos de Ciertos Ele

mentos

y sus

Compuestos

Sulfurados.

Compuesto

l l G

0

f ( 4 )


4/14

-485-

Grupo IV

Los elementos

de ~ s t e

grupo t i enen

un

potenc ia l

es tandard mayor que e l de l Sn, e l los

deberÍan

permanecer

en

e l ânodo;

en

caso de

d iso lve r se ,

se prec ip i t an fâc i lmente como su l fu res inso lu

b le s (S ) .

De acuerdo a l a

Tabla

l, l as Gnicas

impurezas que

pueden c rea r

problemas

en e l proceso son e l Sb y e l As

por

formar t i o s a l e s .

Pero ,

como sus potenc ia les

es tandard son

más pos i t ivos

que

e l

de l

Sn,

un

cont ro l

adecuado

de l

vol ta

je de

l a

ce lda , por debajo de los

va lo res

indicados , ev i t a

su

depos ic ión

en

e l cá todo.

Las

rea c

c iones generales que t i enen lugar

en e l


5/14

-486-

formas. Sin

embargo,

la r eacc ión (7)

que

t i ene

una

energ ia

l i b re

de formación

Â G ~ =

-71,02

5

Kcal/mol parece se r la

más favorable . Es pos ib le que e l SnS formado por l a

reac

ciÓn (5) se produzca sÓlo

en

la i n t e r f a se

ânodo-e lec t rÓl i

t o ,

pasando

a formar

inmediatamente

e l

iÓn

t i oes t ana to

por

...

meqio de la

reacc1on (7) .

c) Reacciones en

e l cátodo:

4H20 + 4e

....,.

(8)

SnS3

+

2H

2

-+

( 9 )

El

modelo

invo lucra

un

ataque

del

t i oes t ana to

por e l hidrÓgeno formado por l a reacc ión (8)

en

e l cá todo,

o

= - .

produciendo Sn y

S ,

es t e ult1mo vuelve a l i n t e r i o r

del

e l e c t r Ó l i t o produciendo un nuevo c i c lo

de

e l ec t rÓ l i s i s . La


6/14

ELE.CTRONES

LWO DF '

ANOCO

(+)

-487-

1

LUJO

DE

ELECTRONES

- t CÁTODO


7/14


8/14

Elec t rÓl i to

Vol ta je

Temperatura

489

Variab le : 5 a 25 g/1 Sn

0,06 v

85°C

El obje to

pr inc ipa l

de la primera prueba f u ~ en

r iquece r

progresivamente

la concentración de

es tano

en e l

e l e c t r Ó l i t o .

Los

a n â l i s i s de con t ro l

de

ês t a concentraa ión

demostraron que

e l

contenido de ión es tanoso

no

sobrepasab

de

0,29

g/1 ,

dando

en la mayoría de los casos

sÓlo

i ~ d i c i o s

de

ese

ión . Por lo t an to , se concluyó

que

e l e l ec t rÓl i to

..

...

.

...

4+

contenla

so lo

10n Sn

.

Los mejores r e su l t ados de la

se r i e

fueros o b t ~ i

dos en e l

range

de concentración de

15

a 20 g/1 Sn. En

efec to ,

para

una deposic ión de 85

horas ,

se

logró un

e s t ~ o


9/14

w

1-

z

w

õ:

o:

o

u

w

a


10/14

49

4.1.3.

Temperatura.

Todas las anteriores pruebas fueron real izadas ·a

o

una

temperatura

de

85 C. A pesar

de los buenos resultados

obtenidos,

se intentó estudiar

e l efecto

de la variación

de temperatura sobre e l proceso. Para

t a l

efecto,

se

die- .

rón

las s iguientes

condiciones de operación:

ElectrÓli to

15 a 20 g/1 Sn

Voltaje O,lOV

.

'

Temperatura

Variable 7 ~ a ·9o°C

..

o

Como

a temperaturas mayores a· 88 C

e l

elect ró+i-

to comenzó a hervir ,

las

s iguientes pruebas

se real izaron

a temperaturas

menores

a

85°C.

Los resultados mostraron q u e _ u n ~ ..

disminución

de·

...

la temperatura no parece

efectar

la purezP,,., del Sn

deposit


11/14

4.2 . Pruebas con N a Indus t r i a l .

E

pr inc i

? a l f i n

de ês t a

se r i e

fue lograr una

mayor economia en e l proceso . En todas l a s pruebas se usô

como e l ec t r Ó l i t o

una

so lución

a l 10%

de Na

2

s

i n d u s t r i a l

en

agua

des t i l ada

y

f i l t r a d a

cuidadosamente.

Las

condiciones

de operación

fueron

la :

s iguientes :

E lec t rÓl i to 15

a 20

g/1

Sn

\lvl t a j

e

'

\' emperatura

Estas

c o n d i c i o n E

1eron

mantenidas

cons tan tes

pard todas l a s

pruebas

r ea l i zadas en

es t a

se r ie .

4 .2 .1 . Resul tados

con

Anodos de FUNESTARa y

Ex-METABaL.


12/14

-493-

2. El elect rÓl i to puede ser preparado a par t i r

de Na

2

s

indus t r ia l corriente

y no

es

necesaria

una

pur i f i

cación

previa

de

la

solución. Una

simple

f i l t rac ión

produ

ce una solución

clara y apta

para

ser usada en e l proceso.

3.

Los

ânodos

fabricados

a

par t i r

del

estano

me

tá l ico

proveniente de

la

reducción

directa

de

polvos

de

vo

l a t i l i zac ión , pueden ser t ratados por e l p'roceso

sin p r ~

via refinaciÕn térmica.

4. La deposiciÓn del estano en los

cátodos

es

-

compacta

y

uniforme,

s in requer i r

de

adit ivos

especiales

para su logro. El estano

e lec t ro l Í t i co

logrado t iene una

pureza super ior a 99,9% Sn y un buen control

del vol ta je

podrÍa

elevar

es ta pureza

hasta

99,95%.Sn.


13/14

494

REFERENCIAS

1.

MURACH, N.N. e t

a1 (1967)

Meta11urgy of

Tin,

Nationa1 Lending

Library

for Science and Tech

no1ogy.

E.C.

El1wood,

Editor

(Traducción

de1

ruso).

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Refining,

Reinho1d

Publishing

House, New York.

3. WRIGHT, P.(l966)

Extractive

Metallurgy of Tin, E1sevier

Pub.,

New York.

4.

LATIMER, W.M.

(1964) Oxidation Potentia1s,Second

Edit ion, Prentice Hall,New York.

,


14/14

.,

TABLA

RESVMEN

DE

LAS

PRUEBAS EXPERIMENT A

LE

S

;

·:

,:·.

.

d

Consurr')l

_ , ,_r

1c.

e .

e1 e ···:· .. 1 •

corr l t :

'

< . ·-· • .. cn"'r1en -

1

., + · · · . · - te

\nodos

Elec t rÓ l i to

Densida<

Sn

s

co r r ien

... - - ··- t

1

(

Sn ) e (% ) (Kwh/

ton

Prue

ba

N9

Reac.

usado

Na

2

s

g/1) te 2

(AI

dm )

C á ~ o ~ o ~ TemplVoltaje

inlc) .a

I

coe )

V

)

l e s

2

Pro-Anal t ~ r

3 Pro-Anal ENAF

4 Pro-Anal ENAF

5 Pro-Anal tNAF

ENAF 85

ENAF . 85

ENAF 85

ENAF 85

0.0634 5-10

55-65

0.0623

10-15

60-70

0.0600 15-20

60-70

0.0603

20-25

60-70

0.405 99.9156

0.383 99.9106

0.480 99.8988

0.520

99.9018

93-59

92.25

97.64

97.92

61.12

60.94

55.44

55.60

6

Pro-Anal

ENAF ENAF

85

0.1021 15-20 60-70 0.834 9g.9114 99.54

98.91

95.56

92.60

93.51

104.52

7 Pro-Anal ENAF ENAF 85 0.1022 15-20 50-60

0.839

99.8894

8

Pro-Anal

ENAF ENAF 85

0.1109 15-20

50-60 0 . 750

99.9185

9 Pro-Anal ENAF ENAF

80 O ~ 0 6 5

j l5-20 50-60

1

10 Pro-Anal

ENAF ENAF '75 0 . 1 0 1 ~

15-20

50-60

11 IPro-Anall

FUNEST

ENAF

12

I Indust . IFUNESTI ENAF

13

Indus t .

·

EX-MET

~ F

85 O

1051

1

15-2

O

IS0-60

as

I

. l135 \1s-2o

130-40

as.

. o.lC53

1 s ~ z o

so-7o

I Indust . I EX-METI ~ N A F I

8S

0.1079

tLS-20 I60.7Q

t

J\4ero

15 I Indust .

JEX-"W

Inox.l as

0.1335

115-20 ~ 5 7 5

0.807

99.9165

0.727

99.9199

0.670

99.9145

94.78

96.23

96.62

101.42

95.76

98.18

0.541

1

99.8628 I 96.77

1

105.85

0.•

829

99.9159

___

•.

90

97.88

0 . 8 2 2 1 9 9 . 9 3 ~ 8 I 95.381

102.12

0.437199.9771 82.091 148.01

I

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1.0

Ul

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