Optimización de Celdas Electrolíticas mediante la Monitorización por Termografía

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Los cortocircuitos son un problema constante en la electrólisis del mineral, tanto en Electroobtención (Electrowinning) como Electrorrefinación, y el sistema de cámaras termográficas fijas bcbElectrolyticIR ha permitido a empresas como Grupo México en San Luis Potosí (México) mapearlos con exactitud dentro de naves de refinación de zinc. ​

Para los mineros y metalúrgicos la electrólisis es considerada como la parte más bonita de la refinería. Y no lo dicen solo por la estética y orden que mantiene este área, sino también por ser el punto donde se extrae en la forma más pura el mineral (99.99%), llámese cobre, zinc, níquel o cobalto, además de los otros como el oro y la plata.

En la electrometalurgia existen dos procesos de electrólisis: electrowinning (imagen izq.) y electrorrefinación (imagen der.). El primero conforma el metal en el cátodo desde una disolución, y el segundo directamente desde el ánodo de los potentes electrodos.

El principal problema de estos procesos son precisamente los cortocircuitos, que producen impurezas y deformaciones en los cátodos, además de elevar el consumo de energía. La detección tradicional de esta condición es realizada por los operadores, los cuáles transitan a lo largo de las celdas mientras realizan una minuciosa búsqueda. Y justamente, las políticas de seguridad y salud de la actualidad exigen cada vez una menor presencia del personal en esta zona debido a gases tóxicos de las disoluciones y el alto voltaje de los electrodos.

Siendo consciente de esta necesidad, bcb desarrolló un sistema termográfico que posiciona estratégicamente cámaras fijas por toda la nave para conformar un mapa de temperaturas de la misma, otorgando así una visión total de las celdas electrolíticas al cuarto de control y por ende la intervención de los operadores para deshacer el cortocircuito es mucho más efectiva.

Ejemplo de mapa térmico de una nave de electroobtención de zinc de 80 x 20 m

Físicamente, el sistema bcbElectrolyticIR está compuesto principalmente por las cámaras termográficas, las que cuentan con una protección contra el ambiente corrosivo generado por la evaporación del ácido sulfúrico. Las imágenes generadas por ellas son adquiridas por un procesador que las analiza con el software de bcb, y emite alarmas tanto en pantalla como en distintos protocolos industriales para el PLC (ethernet IP, Modbus TCP, Profinet o IO discretas) así como también mediante SMS y correo. El operador cuenta además con una tableta visualizadora rugerizada que recibe la imagen termográfica de la nave en tiempo real.

bcbElectrolyticIR almacena, procesa e integra los datos térmicos en tiempo real para su posterior estudio y proporciona la base para posibles ajustes del proceso. Además, el software permite la comunicación con el sistema propio de la empresa (SCADA o Base de Datos) para gestionar toda esta información, proporcionando a los usuarios mediciones de temperatura en vivo en todas las superficies del área de la celda, flujos de imágenes, alarmas/eventos y configuración/análisis integrado.

Se muestran arriba dos ejemplos de arquitectura del bcbElectrolyticIR, el cual puede integrar un número ilimitado de cámaras termográficas​.

Usando esta tecnología, es posible reducir el consumo de energía por tonelada (kWh/tonelada), aumentando la eficiencia actual gracias a una detección más rápida de cortocircuitos. Además es posible detectar obstrucciones en las tuberías de alimentación y cajones de rebose, optimizando el voltaje de la celda gracias a la detección de barras colectoras sucias y el control de temperatura más estricto. El sistema permite mejorar la calidad del cátodo y reducir los desechos del ánodo, y centrar las acciones del operador en las celdas con problemas gracias a la configuración y visualización claras de las alarmas, así como disminuir los movimientos y desplazamientos de operadores sobre las celdas.

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