Estudio técnico para determinar un modelo cinético para soluciones individuales de cobre y plata de concentración aproximada a un efluente industrial utilizando una celda electrolítica para proponer un reactor electrolítico a escala laboratorio.

Abstract

El siguiente Trabajo de Graduación tiene como objetivo principal determinar un modelo cinético para soluciones individuales de cobre y plata de concentración aproximada a un efluente industrial minero y de radiografía usando una celda electrolítica para proponer un reactor electrolítico a escala laboratorio. Para lograr dicho objetivo, fue necesario realizar una serie de experimentos a escala laboratorio, con dos metales cobre y plata, por ser estos metales de valor considerable en el mercado. Las pruebas se realizaron usando una solución de 0.1 M CuSO₄ y otra solución de 0.1M AgNO₃. Se evaluaron metales para su uso como electrodos, se determinó la corriente de trabajo necesaria para la reducción de los iones de cobre y plata, y se determinaron los modelos de reacción para las reacciones óxido- reducción del cobre y la plata en el laboratorio. Además, se determinaron las dimensiones de dos reactores electrolíticos del tipo intermitente con agitación (STR) a escala laboratorio; para cada reacción de reducción, cobre y plata. Las pruebas en el laboratorio y la cinética de reacción se llevaron a cabo usando una la celda electrolítica, cuyos electrodos consistieron en placas de acero inoxidable 304 de 0.05m de largo, 0.025m de ancho y espesor de 0.001m. El arreglo propuesto para los electrodos fue de ánodo-cátodo-ánodo-cátodo-ánodo colocadas una frente a otra, con una distancia constante de 0.01m. Las concentraciones de trabajo fueron de 0.1 M CuSO₄, y 0.1 M AgNO₃. La corriente eléctrica fue suministrada usando una fuente de poder BX PRECISIÓN 1760A, la cual suministró 0.447A, para la reducción del cobre y 0.055A para la reducción de la plata. El orden y la constante de reacción para la reducción del cobre fue de 0.5 y 2.5x10ˉ⁵5L¹·⁵/mol¹·⁵·s respectivamente. Mientras que para la reducción de la plata, el orden fue de 0.1 y la constante de reacción fue de -0.9x10ˉ⁶ L¹·¹/mol¹·¹ ·s. Se obtuvo un volumen de 5.17x10ˉ⁴ m³ para el reactor tipo STR, para la reducción de cobre, con una altura de 0.1010m y radio de 0.04038 m. Las dimensiones de los electrodos fueron: altura de 0.0350 m y largo de 0.025 m con un área de contacto de 0.0015 m². La potencia de giro del impulsor de paletas fue de 0.3628 W. Se obtuvo un volumen de 4.33x10ˉ⁴ m³ para el reactor tipo STR, para la reducción de la plata, con una altura de 0.0951m y radio de 0.0381m. Las dimensiones de los electrodos fueron: altura de 0.033 m y largo de 0.025 m con un área de contacto de 0.0015 m². La potencia de giro del impulsor de paletas fue de 0.2974 W.