electro de oro

7/26/2019 Electro de oro

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Dr. Julio tremolada Payano Consultor Intercade

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DESCRIPCION DE EQUIPOS

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Salida posteriorde Carbn

Disco de Ruptura


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Carbon activado

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Reactivacin de horno decarbn activado se utilizapara uso secundario despusde la reactivacin


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Filtro activo del carbn

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MODELAMIENTO DE EQUIPOS


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CARBN

CARGADO

CATODOS DE ORO

ELECTRODEPOSICION

ADSORCION DESORCION

SOLUCONBARREN A PILAS

SOLUCION RICA

SOLUCIONPOBRE

SOLUCIONPREGNANT

FUNDICION

BULLION

TK DE REACTIVOSBOILER

ETAPAS EN LA PLANTA DE RECUPERACION

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Punto de Muestreode Solucin


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Valvula deLimpieza

Inferior dela Columna

Salida Frontal

del Carbn

Ingreso delcarbn

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Man Hole

Ventana deObservacin

Valvula Manual de Desfogue de Aire


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SIMULACION DE EQUIPOS

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CIRCUITO, Y REACTIVACION QUIMICA


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CIRCUITO DE REACTIVACION QUIMICA

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SISTEMA DE REACTIVACION QUIMICA

SALIDA DE SOLUCION ACIDAPARA RECIRCULACION

DRENAJE DE SOLUCION ACIDA

DRENAJE DEAGUA DELAVADO

DESCARGA DECARBON

INGRESO DEAGUA DELAVADO

HCL

H2O

TANQUE DEALMACENAMIENTO

REACTOR DEREACTIVACIONQUIMICA

A SISTEMA DETRATAMIENTO

LEYENDA BOMBA

CENTRIFUGA VALVULA


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SISTEMA DE REACTVACION TERMICA

HORNO DEREACTIVACION

TOLVA DEALIMENTACION

TOLVA DERECEPCION

MALLA 20

ALIMENTADOR

+20

- 20

CARBON ACOLUMNASDEADSORCION

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DESORCION A PRESION (6 TN Carbon)

ALTERNATIVAS1 Implementar: 01 Intercambiador de calor espiral, 02 celdas de electrodeposicion, 01 descarga de carbon de reactor 4"

Implementar Eductores, Mangueras, Dixon 3" para la carga de carbon

2 Implementar: 01 Reactor mas. (Trabajar con 01 Reactor y 01 en Stanbay)

3 Implementacion de 01 planta de Desorcin a Presin mas. (Trabajar con 02 Plantas de desorcin en simultaneo)

TIEMPOS DE PROCESOALTERNATIVAS

1 01:30 01:00 01:00 01:00

2 00:20 00:20 00:20 00:20 00:20

3 00:20 00:20 00:20 00:20 00:20

4 02:00 02:00 01:30 01:30 01:30

5 06:00 04:30 03:30 03:30 03:30

6 01:30 01:30 01:00 01:00 01:00

7 00:40 00:40 00:20 00:20

8 12:20 10:20 08:00 06:40 08:0012.25 10.25 7.92 6.58 3.96

DESORCIONES / DA 1.96 2.34 3.03 3.65 6.06

TN DE CARBON / DA 11.76 14.05 18.19 21.87 36.38

(2)OPERACIONES

INYECTAR SOLUCIN A LAS CELDAS

ENFRIAMOENTO

DRENAR SOLUCIN

CALENTAR SOLUCIN

INYECTAR SOLUCIN AL REACTOR

TIEMPO FINAL DE DESORCIN (Hrs)

(3)(1)PROMEDIO ACTUAL

CARGA DE REACTOR

DESCARGA DE REACTOR


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DESORCION CON ALCOHOL (2 TN Carbon)

TIEMPOS DE PROCESO

UN REACTOR-DP REACTOR-DA REACTOR-DAREACTOR-DA STAND BY 4 TN-CARBON 4 TN-CARBON

13:00 12:20 25.50 15:50

DESORCIONES / DIA 1.85 1.95 0.93 1.52

TN DE CARBON / DIA 3.69 3.89 3.72 6.06

ANALISIS DE LEYES DE CARBON EN ADSORCIONCarbon

Desorcion

(TN/DIA) (TN) (DIAS) (Kg)

DP 14.05 7 208 10 0.70

DP + DA 17.94 3 208 10 0.70

DP 18.19 2 208 10 0.70

DP + DA 22.08 0 208 9.4 0.64

DP 21.87 0 208 9.5 0.65

DP + DA 25.77 0 208 8.1 0.55

02 DP 36.38 0 208 5.7 0.41

02 DP + DA 40.27 0 208 5.2 0.37ALTERNATIVA 3

Carbon enProceso Ads.Procesos

Ley Au/TN

ACTUAL

ALTERNATIVA 1

ALTERNATIVA 2

TIEMPO FINAL DE DESORCION (Hrs)

Alternativas

OPERACIONES

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214

EVALUACION DE ALTERNATIVASDas / Mes 30 Dias

Precio 950 $/Oz

Equivalencia 31.1035 gr/Oz

Costo Unit./DP 1,702.21 $

Costo Unit./DA 1,000.00 $

N DE DESORCIONES / DIA

DP DA TOTAL

(Cant.) (Cant.) (Cant.) (kg/da) (Oz/da) ($)

DP 2.34 2.34 9.83 316.17 3,985.66

DP + DA 2.34 1.95 4.29 12.56 403.79 5,932.14

DP 3.03 3.03 12.73 409.36 5,160.39

DP + DA 3.03 1.95 4.98 14.13 454.37 7,106.86

DP 3.65 3.65 14.13 454.37 6,205.53

DP + DA 3.65 1.95 5.59 14.13 454.37 8,152.00

02 DP 6.06 6.06 14.73 473.71 10,320.77

02 DP + DA 6.06 1.95 8.01 14.73 473.71 12,267.24

PRODUCCION AuCOSTO

DESORCIONProcesos

ALTERNATIVA 1

ALTERNATIVA 3

ALTERNATIVA 2

ACTUAL


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N N ONZAS ONZAS

Desorciones Desorciones Producidas ProducidasQuincenal Mensual Quincenal Mensual

DP 35 70 4,743 9,485

DP + DA 64 129 6,057 12,114

DP 45 91 6,140 12,281

DP + DA 75 149 6,816 13,631

DP 55 109 6,816 13,631

DP + DA 84 168 6,816 13,631

02 DP 91 182 7,106 14,211

02 DP + DA 120 240 7,106 14,211

INCREMENTOS

DIA MES $ / Mes

PRODUCCION2.17 Kg/da 2,097.78 Oz/mes Ingreso 1,992,887.18

N DESORCIONES 3.72 Desorc./da 111.65 Desorc./mes Costos 190,053.22Utilidad 1,802,833.96

ALTERNATIVA

2

ALTERNATIVA

3

ACTUAL

ALTERNATIVA

1

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216

1ra quincena de Febrero

Produccin Fsica

Peso Bull ion Ley de Oro Ley de Plata $ oro $ plata Onzas Oro Onzas Plata

300616.3 58.458806 35.848585 175736.70 107766.69 5650.06 3464.78


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POZA SOL. PREGNANT

POZA SOL. BARREN

PILA DELIXIVIACION

BOMBA

PLANTA DERECUPERACION DEORO CON CARBONACTIVADO

HORNO DEFUNDICION

BULLION

BOMBA

DIAGRAMA DE FLUJO TIPICO

AdsorcinDesorcin/Electrodeposicin

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4. ESTRATEGIA DEOPTIMIZACION: P+E

(CARBON REACTIVATION)


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Para que sea econmica la aplicacin de carbn es necesario un medio eficaz

para regenerarlo una vez que se haya alcanzado su capacidad de adsorcin.

Los mtodos para regenerar el carbn granular se basan en:

Paso de vapor a baja presin a travs del lecho, para evaporar y eliminar el disolvente

ocluido. Si el carbn usado slo ha adsorbido algunos productos muy voltiles, puede

practicarse la regeneracin del mismo mediante vapor, que adems es til para quitar la

obstruccin de la superficie de los grnulos y esterilizar el carbn.

Extraccin del adsorbato mediante un disolvente, un cido 0 un lcali. Se citan desarrollos

que emplean un disolvente a 100'C y a pH elevado, con prdidas de carbn del orden del 1 %.

Regeneracin por va trmica.

Tratamiento del carbn con gases oxidantes.

220


220

Es frecuente el uso de una de las dos primeras tcnicas en combinacin con lassiguientes; as, el carbn granular se regenera fcilmente por oxidacin de lamateria orgnica y su posterior eliminacin de la superficie del carbn en un horno.

La regeneracin del carbn se lleva a cabo, sobre todo, por va trmica -procesoque requiere fuertes inversiones-, utilizando hornos de pisos (por ejemplo, tipoHerreshoff) mltiples, de tipo rotatorio o de lecho fluidizado. En los de tiporotatorio, el carbn avanza a contracorriente con una mezcla de gases decombustin y vapor sobrecalentado. Las prdidas de carbn pueden llegar hastael 10% por regeneracin, por lo que al cabo de unas 10 a 12 regeneraciones sehabr sustituido, estadsticamente, toda la masa de carbn inicial. En el horno decmara mltiple el carbn es calentado hasta una temperatura suficientementeelevada (900-930C) en una atmsfera aire-vapor (reactivacin trmica con bajaconcentracin de oxgeno para evitar que se inflame el carbn) para quemar elmonxido de carbono y el hidrgeno pro-ducido por la reaccin de reactivacin.Se recupera del 90 al 95% del material, con una capacidad de adsorcin algoinferior a la del nuevo carbn.


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221

Las reacciones necesarias para la regeneracin son:

C+CO2

2CO

C + H2O H2+ CO

Estas reacciones son endotrmicas pero por encima de unos 760C. tienenlugar en el sentido sealado de forma prcticamente total. Entonces, lacomposicin de la fase gaseosa cambia hasta alcanzar el equilibrio deacuerdo con la siguiente reaccin:

CO + H2O C02 + H2

222


222

cuya constante de equilibrio vale:

K = 1,0 (870C); K = 0,7 (980C)

Por otro lado, hay que minimizar la oxidacin directa del carbn a C02,controlando la concentracin de oxgeno en el reactor. Esta reaccin esexotrmica y se producira en condiciones de oxidacin intensa sobre toda lasuperficie del carbn. El horno debe ir provisto de dispositivos de control deatmsfera y de temperatura, de un sistema de deshidratacin a la entrada y deun temple del carbn a la salida del horno.


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En la figura 8 se presentan de forma simplificada los principales elementos de unainstalacin para la regeneracin de carbn activo gastado. El sistema de transporte yregeneracin se ocupa del movimiento del carbn hacia y desde el horno deregeneracin, de la regeneracin del carbn y de la introduccin y transporte delcarbn fresco nuevamente al sistema.

Diagrama de flujo para la regeneracin de carbn activado

Caracterizacindel carbn

Tanques de lodode carbn

Almacenamientoy drenaje

Lodos decarbn gastado

Controlcontaminacin

gases

Combustible

VaporHORNO

Almacenamientoy clasificacin

tamaos

Agua de proceso a recido

Carbn regenerado

Carbn regenerado a columnas

de adsorcin (contacto)Finas de carbn

224


224

Para la regeneracin del carbn activo se puedentambin usar hornos de infrarrojos. Este tipo de hornos,que funcionan desde 1973, a escala piloto en principio yposteriormente con capacidades de hasta unas 15 t/da,permiten la regeneracin del carbn activo en polvo. Elproceso es similar al carbn granular, variando el valorde algunas magnitudes en el sistema de alimentacin yde otros parmetros especficos relacionados con lascondiciones para la regeneracin ptima. Debido a la

mayor densidad de la torta de carbn activo en polvo serequieren tiempos de residencia superiores a loscorrespondientes al carbn activo granular; por ejemplo,30 minutos en lugar de 20.


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En muchos casos, el carbn activo en polvo agotadocontiene cantidades importantes de materialescombustibles, debidos sobre todo al "lodo" formadodurante el tratamiento de las aguas residuales. En estecaso puede ser de inters la combustin de una partede estas materias voltiles dentro del horno,reducindose as el consumo de energa de ste. Comose ha dicho, hay que controlar muy bien la cantidad deaire alimentado a la combustin, as como las prdidasde carbn por oxidacin.

226


226

Hay diversos sistemas de hornos de infrarrojos endiferentes estados de diseo y desarrollo, con distintostamaos y para variadas aplicaciones.Parece ser que en la regeneracin del carbn activo(granular o en polvo), los hornos de infrarrojo tienenalgunas ventajas derivadas del propio control del proceso,as como econmicas, en cuanto el capital inmovilizado

necesario y los costes de operacin y mantenimiento, queson comparativamente reducidos.


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III. ELECTRO OBTENCION

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228

1. INTRODUCCION


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Este proceso consiste en recuperar el metal desde una

solucin rica debidamente acondicionada (solucinelectrolito), y depositarlo en un ctodo, utilizando unproceso de electrlisis. El proceso de electro obtencinse lleva a cabo haciendo fluir una solucin cianuradaconcentrada en oro, obtenida en el proceso de elusin,por un circuito cerrado, que consta de 2 estanques deacumulacin y 3 celdas de electro obtencin conectadasen serie.La electroobtencin es usada para tratarsoluciones de oro con elevada concentracin, como porejemplo, eluidos de carbn activado, para producir

ctodos.

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230

2. PROCESOS


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PROCESO DE ELECTROOBTENCION

232


232

Reaccin de reduccin de oro

El potencial al cual cual ocurre la reaccin varaentre 0,7 y 1,1 V, dependiendo de laconductividad, la concentracin de especies inicaspresentes y la temperatura.


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Reacciones Andicas

En soluciones alcalinas de cianuro la principal reaccin

andica es la oxidacin del agua.

El cianuro puede ser oxidado a cianato

y tambin siendo esta ltima reaccin muy lenta

eOHCNOOHCN 222 ++=+

232 CONHOHOHCN +=++

234


234

Otros complejos metlicos de cianuro como Ag, Hg yPb pueden ser reducidas preferencialmente al oro a lospotenciales normales de trabajo.


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Factores que influyen en la depositacin de oro

Temperatura

La temperatura presenta las siguientes ventajas:

Aumenta el coeficiente de difusin del complejo deoro

Aumenta la conductividad de la solucin

Disminuye la solubilidad del oxgeno

236


236

Equilibrio potentials for the reduction of various metal cyanide ions.(Metal ion concentration = 10 mol dm ; Free CN concentration = 0.04 moldm , i.e. 0.2% NaCN) (from ref.[16] in Chapter 7)

-4 -3

-3

-

Reaction

Hg(CN)Pb(CN)Ag(CN)Au(CN)Cu(CN)Fe(CN)

Ni(CN)Zn(CN)O 2OH2H O H + 2OH

Hg 2 - 0.33Pg 2 - 0.38Ag 1 - 0.45Au 1 - 0.63Cu 1 - 0.75Fe 2 - 0.99

Ni 2 - 1.07Zn 2 - 1.22pH = 13 0.45pH = 13 - 0.78

No. electrons involved E , ( V )eq

2-

2-

-

-

2-

4-

2-

2-

-

-

4

4

2

2

3

6

4

4

2

2 2


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ELECTRODEPOSICION

Electrodeposicin Directa de Soluciones Pregnant.Sin enriquecimiento previo.

Soluciones de Desorcin de Carbn Activado.Soluciones de eluciones de solventes extractantes

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238

OxidacinAnodo

ReduccinCtodo

Medio AcuosoIones Metlicos

Au

Ag

Cu

Hg

FUNDAMENTOS DE LA ELECTRODEPOSICION


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El voltaje aplicado > Potencial reversible quenecesita para que la reaccin ocurra

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240

REACCIONES QUIMICAS

ANODO

O2+ 4H ++ 4e- 2 H 2O

CATODO

M(CN) Y-X + Ye- M + xCN-

e - + Au (CN)-2 Au+ 2 CN-


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EO2/ H2O

E (V)

E M /M

E aplicado

n a

n c

Log. i ( A m -2)

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242

CONCENTRACION DE ORO

> Potencial de corriente

HIDRODINAMICA DEL ELECTROLITO

El grado de mezcla, el flujo y como llegen al ANODOy CATODOS.

Forma del electrodo

Modelo de la celda.

FACTORES EN LA ELECTRODEPOSICION


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243

> T> electrodeposicin.a. > T> coeficiente de difusin de oro > electrodeposici nb. > T> conductividad + eficiencia de corrientec. > T< solubilidad del oxgeno < cantidad O 2en la reduccin en el ctodo.

TEMPERATURA

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244

MODELAMIENTO DELPROCESO DE ELECTRO

OBTENCION


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Recuperacin de oro mediante electrodeposicin.

La electrodeposicin es el proceso por el cual seaprovecha el paso de la corriente elctrica a travs deuna solucin conductora para provocar la migracin delas especies metlicas presentes (o cationes) hacia elpolo negativo (o ctodo) de una celda electroqumica.Los cationes aceptan electrones y se depositan enforma metlica sobre el electrodo negativo o ctodo.

246


246

Los componentes de una celda electroltica (figura 3)son por tanto:

Solucin acuosa conductora: que tiene en su seno,cationes que sirven de paso a la corriente elctrica yelectrones.

Electrodos: positivo o nodo y negativo o ctodo. Estoselectrodos estn conectados directamente a los polos de

una fuente de poder El momento en que circula corrientepor el sistema, ocurren las siguientes reacciones en loselectrodos:


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Reaccin andica (nodo): HOH 1/2 O2o + 2H+ + 2e-

agua oxgeno ion electroneshidrgeno

Reaccin catinica (ctodo) 2Au(CN)2- (aq) + 2e- 2Auo + 4CN-

Complejo cianurado electrones orourico metlico

REACCION GLOBAL 2Au(CN)2- (aq)+ H2O 2Au

o + 4CN- +1/2 O2o + 2H+

248


248

-

- -

Anodo(oxidacin)

(Prdida deelectrones)

Ctodo(reduccin)

(Ganancia deelectrones)

-

()-

Figura 3. Esquema de una celda electroltica.


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249

Se denomina corriente catdica al paso de los

electrones del ctodo al nodo.

El proceso de electrlisis, est gobernado por las

leyes de Faraday, que dicen:

Primera Ley: La cantidad de metal depositado en

el ctodo es directamente proporcional a la

cantidad de electricidad que atraviesa la celda

250


250

Segunda Ley: Una cantidad dada de electricidaddeposita el mismo nmero de equivalentes qumicosde la sustancia en el ctodo. Con:

Peso atmico


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El equivalente electroqumico de un metal, es el nmero degramos del metal que son depositados en el ctodo por cadacoulombio de electricidad que pasa por la celda. (1 coulombio =amp.seg)La ley de Faraday establece que los equivalentes qumicos sonproporcionales a los equivalentes electroqumicos, siendoconstante la razn de proporcionalidad e igual a 96500 coulombios(= 26,81 Amperios.hora) (constante de Faraday).

Esto quiere decir, que usando una corriente de 1 Amperio x hora,

se pueden depositar 2,4524 gramos de oro metlico

252


252

Normalmente, hay prdidas de corriente, debido a variosfactores, por lo que se requiere aplicar un mayor voltajeque el requerido.

Cada de voltaje debido a la resistencia interna de loselectrodos, normalmente fabricados de metales.

Cada de voltaje debido a la resistencia de loscontactos elctricos.

Cada de voltaje debido a reacciones secundarias en elelectrolito, provocadas por impurezas en la solucinconductora.


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253


253

La temperatura es un factor que influye en la eficienciade corriente. Para el caso del oro, se recomiendatrabajar a 80oC. En la tabla 1, se presentan losparmetros de operacin de una celda pararecuperacin de oro

Tabla 1. Condiciones operatorias para la electrodeposicin del oro:

Elemento Concentracin deoro en solucin

(g/l)

Voltajeterico

(V)

Voltajeprctico

(V)

Densidadde

corriente(A/m2)

Materialdel nodo

Materialdel

ctodo

Oro 500 6000 mg/l 0,27 3 - 5 350 - 500 Acero Inox Hierro

254


254

Al igual que existen varios procesos de desorcin, tambinexisten diversos diseos de celdas de electrodeposicin del oro,a partir de la solucin concentrada obtenida de la desorcin delcarbn. En trminos generales, la electrodeposicin del oroutiliza ctodos que pueden estar constituidos de lana de aceroordinario, lana de acero inoxidable, planchas de aceroinoxidable o de grafito; mientras que los nodos son fabricadosprincipalmente de acero inoxidable. Condiciones de operacintpicas en estas celdas son: un voltaje de celda entre 3 - 5 V,una densidad de corriente entre 350 - 500 Amp/m2, temperaturade 80C, concentracin de entrada de 500 ppm Au a 6 g Au/l,concentracin de salida de la solucin, 10 - 20 ppm Au. En esteproceso se obtienen recuperaciones superiores al 99%.

electro de oro

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