Estudio de corrosión en cátodos de acero inoxidable empleados en electro-obtención de cobre

Abstract

La presente investigación tuvo como objetivo el desarrollo de un estudio de carácter exploratorio, con la finalidad de relacionar el deterioro observado sobre la superficie de los cátodos con las concentraciones de cloruro típicamente reportadas en el electrolito para el proceso de electrowinning de cobre en combinación a la temperatura. La propuesta de investigación constó, principalmente, de un estudio teórico asociado a los conceptos de pasividad y corrosión, además del desarrollo a escala de laboratorio de pruebas electroquímicas, empleando técnicas tales como: voltametría cíclica, voltametría lineal y cronoamperometría, además del desarrollo de ensayos de corrosión a partir de muestras de acero inoxidable de tipo austenítico y dúplex, en un caso cubiertas por una pasta espesa de sulfato y ácido, preparada en base a los análisis químicos realizados a muestras obtenidas desde la superficie (inmediatamente superior al nivel del electrolito) de un conjunto de cátodos utilizados dentro de la nave de electrowinning de Antucoya y en otro, inmersas en una solución neutra concentrada de cloruro, ambas con la finalidad específica de simular una condición evaporativa en la superficie catódica. La inspección de la totalidad de muestras de acero inoxidable empleadas para dichas pruebas fue realizada mediante microscopio metalográfico y el uso de lupa estereográfica. Como resultado más relevante del estudio, se tiene la determinación de una correlación empírica entre el potencial crítico de pitting y la concentración de cloruro, a partir de lo cual se observa la ocurrencia de pitting sólo sobre concentraciones superiores a 0,108 M o 3829 ppm de Cl – en medio neutro, para las muestras de acero AISI 316L en la condición superficial evaluada y comparadas respecto a un medio oxidante de nivel alto, lo cual difiere de forma significativa respecto a la concentración de cloruro contenido comúnmente en el electrolito empleado en la operación, que es del orden de los 30 ppm. Esto último, podría indicar que el fenómeno de pitting observado en electrowinning de cobre resulta del desarrollo de un conjunto de eventos más complejo a lo planteado por estudios previos, sugiriendo así, la posibilidad de que la ocurrencia de corrosión localizada sobre los cátodos en realidad responda a la interacción sinérgica entre múltiples factores, tales como la condición superficial, la temperatura, el desarrollo de soluciones concentradas, formación de compuestos intermedios y el potencial redox.