Estudio de la recuperación electroquímica de zinc procedente de los baños de decapado de las industrias de galvanizado de zinc en caliente

Abstract

[ES] En este trabajo fin de grado se realiza un estudio electroquímico de la recuperación del zinc proveniente de baños de decapado agotados mediante la técnica de la electrodeposición, con el objetivo de recuperar la mayor cantidad de zinc posible bajo un coste de operación mínimo. Los resultados obtenidos muestran que las mejores condiciones de operación se consiguen con una intensidad de 0,7 A. Los valores de rendimiento promedio para cada intenisdad son: 53,1% para 0,3 A; 45,7% para 0,45 A; 35,53% para 0,7 A; 20,5% para 1 A; 14,86% para 1,75 A. Los valores de la mínima concenración relativa obtenida son: 0,414 para 0,3 A; 0,195 para 0,45 A; 0,178 apra 0,7 A; 0,466 para 1 A; 0,308 para 1,75 A. Se ha evaluado el efecto del hierro en la recuperación de zinc. Se ha encontrado que éste puede disminuir en casi un 33% la recuperación del zinc, además, la mejor intensidad de trabajo en disoluciones con presencia de hierro es 0,45 A. Se probaron un total de tres ánodos: grafito, cerámico y BDD. El ánodo de grafito sufría un desgaste tal que se debería ser reemplazado tras cada uso. El ánodo BDD obtenía un buen rendimiento eléctrico. El ánodo cerámico no aportaba ninguna mejora respecto a los otros. Se probaron un total de cuatro cátodos: grafito, cobre, zinc y acero. El cátodo de zinc ofrece las mejores condiciones debido a que alcanza con menor tiempo la menor concentración relativa que se puede conseguir y, además, lo hace con el mejor rendimiento eléctrico y un consumno energético bajo . Se ha evaluado el efecto de usar membrana de intercambio iónico, observando que se descartaba la presencia de contaminantes en la disolución y que el uso de un reactor membrana aumentaba considerablemente el consumo energético.

[CA] En aquest treball fi de grau es realitza un estudi electroquímic de la recuperació de l'zinc provinent de banys de decapatge esgotats mitjançant la tècnica de l'electrodeposició, amb l'objectiu de recuperar la major quantitat de zinc possible sota un cost d'operació mínim. Els resultats obtinguts mostren que les millors condicions d'operació s'aconsegueixen amb una intensitat de 0,7 A. Els valors de rendiment mitjà per a cada intenisdad són: 53,1% per 0,3 A; 45,7% per 0,45 A; 35,53% per 0,7 A; 20,5% per a 1 A; 14,86% per 1,75 A. Els valors de la mínima concenración relativa obtinguda són: 0,414 per 0,3 A; 0,195 per 0,45 A; 0,178 apra 0,7 A; 0,466 per a 1 A; 0,308 per 1,75 A. S'ha avaluat l'efecte del ferro a la recuperació de zinc. S'ha trobat que aquest pot disminuir en gairebé un 33% la recuperació del zinc, a més a més, la millor intensitat de treball en dissolucions amb presència de ferro és 0,45 A. Es van provar un total de tres ànodes: grafit, ceràmic i BDD. L'ànode de grafit patia un desgast tal que s'hauria de ser reemplaçat després de cada ús. L'ànode BDD obtenia un bon rendiment elèctric. L'ànode ceràmic no aportava cap millora respecte als altres. Es van provar un total de quatre càtodes: grafit, coure, zinc i acer. El càtode de zinc ofereix les millors condicions pel fet que arriba amb menys temps la menor concentració relativa que es pot aconseguir i, a més a més, ho fa amb el millor rendiment elèctric i un consumno energètic baix. S'ha avaluat l'efecte d'usar membrana d'intercanvi iònic, observant que es descartava la presència de contaminants en la dissolució i que l'ús d'un reactor membrana augmentava considerablement el consum energètic.

[EN] In this final degree project, an electrochemical study of the recovery of zinc from exhausted pickling baths is carried out using the electrodeposition technique, with the aim of recovering as much zinc as possible at a minimum operating cost. The results obtained show that the best operating conditions are achieved with an intensity of 0.7 A. The average performance values for each intensity are: 53.1% for 0.3 A; 45.7% for 0.45 A; 35.53% for 0.7 A; 20.5% for 1A; 14.86% for 1.75 A. The values of the minimum relative concentration obtained are: 0.414 for 0.3 A; 0.195 to 0.45 A; 0.178 to 0.7 A; 0.466 for 1A; 0.308 for 1.75 A. The effect of iron on zinc recovery has been evaluated. It has been found that this can decrease the recovery of zinc by almost 33%, in addition, the best intensity of work in solutions with the presence of iron is 0.45 A. A total of three anodes were tested: graphite, ceramic, and BDD. The graphite anode suffered such wear that it should be replaced after each use. The BDD anode obtained good electrical performance. The ceramic anode did not provide any improvement over the others. A total of four cathodes were tested: graphite, copper, zinc, and steel. The zinc cathode offers the best conditions because it achieves the lowest relative concentration that can be achieved in less time and, in addition, it does so with the best electrical performance and low energy consumption. The effect of using ion exchange membranes has been evaluated, observing that the presence of contaminants in the solution was ruled out and that the use of a membrane reactor considerably increased energy consumption