ES2855699T3 - Estructura de electrodos provista de resistencias - Google Patents

Abstract

Aparato anódico para refinación electrolítica o extracción electrolítica de metales no ferrosos que comprende al menos un panel anódico, que se utiliza como ánodo y presenta, al menos, una superficie capaz de desprender oxígeno o cloro, y al menos una estructura de distribución de corriente eléctrica, caracterizado por el hecho de que dicho al menos un panel anódico está equipado con al menos una zona de discontinuidad eléctrica parcial o total, en donde una zona de discontinuidad eléctrica parcial es una región aislante a la electricidad, que mide al menos 1 cm a lo largo de al menos una dimensión, situada dentro del panel anódico, e incluye opcionalmente sus bordes, y una zona de discontinuidad eléctrica total es una región aislante a la electricidad, que mide al menos 1 cm a lo largo de al menos una dimensión que se extiende a lo largo de la dimensión total del panel, subdividiéndolo así en varios subpaneles; y de que dicha al menos una estructura de distribución de corriente eléctrica está conectada eléctricamente a dicho al menos un panel anódico mediante una pluralidad de resistencias fijadas en paralelo entre sí, teniendo cada resistencia de dicha pluralidad de resistencias una resistencia, medida a 40 °C, de entre 5 y 100 mW.

Description

DESCRIPCIÓN

Estructura de electrodos provista de resistencias

Campo de la invención

La invención se refiere a un electrodo que puede emplearse de manera útil en electrolizadores para plantas de refinación electrolítica y electrodeposición.

Antecedentes de la invención

Las plantas de electrodeposición de metales, tal como por ejemplo las plantas pensadas para la extracción electrolítica de metales no ferrosos, generalmente usan uno o más electrolizadores, comprendiendo cada uno una pluralidad de celdas elementales. Las celdas elementales comprenden un ánodo y un cátodo, generalmente ubicados en posiciones alternadas o mutuamente paralelas en el baño electrolítico. A los ánodos y cátodos se les suministra potencia eléctrica a través de un sistema de distribución de corriente que comprende al menos una barra colectora anódica y al menos una barra colectora catódica colocada en proximidad de los ánodos y cátodos respectivamente, y conectados eléctricamente a ellos.

Cada electrodo es alimentado eléctricamente y normalmente soportado en el baño electrolítico en una posición vertical a través de elementos de soporte conductores. Estos elementos comprenden una barra de soporte fijada o conectada a una o más barras colectoras portadoras de corriente y una o más estructuras de distribución de corriente eléctrica que conectan el electrodo a su propia barra de soporte.

En procesos para la electrodeposición de metales no ferrosos tales como el cobre, cinc o níquel, la deposición de metales en los cátodos puede tener lugar de forma no uniforme y dar lugar a formaciones dendríticas que crecen hacia el ánodo opuesto a velocidad creciente con el paso de corriente eléctrica. Además de tener un efecto adverso sobre la cantidad y calidad del metal recogido, las dendritas pueden provocar cortocircuitos eléctricos tras tomar contacto con el ánodo opuesto, con frecuencia dañando el electrodo, amenazando la seguridad de la planta, y teniendo un efecto muy adverso sobre la distribución de corriente en todo el electrolizador. Con ánodos de construcción moderna hechos de malla, estructuras de listones, chapas perforadas, chapas o mallas expandidas y chapas de titanio u otros metales de válvula, que tienen la ventaja de funcionar con consumo de energía reducido en comparación a los ánodos de plomo convencionales, los cortocircuitos provocados por las formaciones dendríticas pueden provocar un gran daño e irreversible al electrodo y requerir acción oportuna por el personal de la planta. Sin embargo, dicha necesidad de intervención humana no es deseable: la mayoría de las plantas para la extracción electrolítica de metales no ferrosos son insalubres y entornos potencialmente peligrosos; los periodos durante los cuales el personal de la planta se expone a los vapores ácidos de los electrolizadores deberían mantenerse lo más breves posibles.

Sin embargo, las soluciones que tratan este problema con sistemas de monitoreo automático para controlar el flujo de la corriente a través de los electrolizadores son actualmente complejas y caras y/o tienen serios problemas de eficacia y confiabilidad. El entorno ácido del baño electrolítico, las altas densidades de corriente, la remoción periódica de cátodos de sus asientos y las altas temperaturas de funcionamiento de la planta constituyen factores de riesgo indeseados para los componentes electrónicos que están presentes en los sistemas de control y monitoreo conocidos en la técnica, incluso cuando estos se proporcionan con revestimientos protectores adecuados o incorporados en resinas.

El documento US 2016/010233 A1 divulga un sistema para el procesamiento electrolítico de un metal, que comprende al menos dos celdas electrolíticas para el metal y un rectificador, que comprende al menos tres ánodos y al menos dos cátodos intercalados, en donde los ánodos o los cátodos de una primera celda tienen una conexión eléctrica a un terminal positivo o negativo del rectificador a través de una primera vía eléctrica, que tiene una primera resistencia, y los ánodos o los cátodos de una segunda celda tienen una conexión eléctrica a un terminal positivo o negativo del rectificador a través de una segunda vía eléctrica, con una segunda resistencia.

El documento WO 2015/079072 A2 divulga una estructura anódica para celdas de electrodeposición, que comprende una barra de soporte de ánodo, una estructura de soporte de material aislante, al menos una malla de ánodo con un sustrato metálico de válvula provisto de un revestimiento catalítico, estando subdividido dicho al menos un ánodo en al menos dos mallas secundarias recíprocamente aisladas, recibiendo individualmente dichas mallas secundarias corriente eléctrica a través de medios conductores conectados a dicha barra de soporte de ánodo, estando provista, además, la estructura anódica de al menos un sistema electrónico que comprende al menos una sonda de corriente y al menos un actuador para medir y controlar de forma individual el suministro de corriente en cada una de dichas mallas secundarias.

El documento US 5.100.525 A se refiere a un conjunto de ánodo expandible que comprende un elevador de ánodo y superficies de ánodo en los lados opuestos del elevador de ánodo. Cada superficie de ánodo comprende varias hojas de ánodo, soportadas por conectores de resorte, que permiten el movimiento de una hoja de una superficie de ánodo sin que se mueva la otra hoja de dicha superficie.

Un objetivo de la presente invención es presentar un sistema que permita desacelerar el crecimiento de formaciones dendríticas en las plantas de electrodeposición arriba descritas y en todo caso reducir el posible daño causado por cualquier posible conexión eléctrica directa entre electrodos opuestos, ya sea que la conexión sea provocada por dendritas o desalineación de los electrodos. Es también deseable que dicho sistema emplee componentes de probada resistencia, robustez y confiabilidad bajo condiciones de funcionamiento de una planta de electrodeposición, aunque sin reducir considerablemente la eficacia operativa del mismo.

Sumario de la invención

Varios aspectos de la presente invención se describen en las reivindicaciones adjuntas.

En un aspecto, la invención se refiere a un aparato anódico para la refinación electrolítica o electrodeposición de metales no ferrosos, como se define en la reivindicación 1. El aparato anódico comprende al menos un panel anódico y al menos una estructura de distribución de corriente eléctrica conectada eléctricamente entre sí mediante una pluralidad de resistencias colocadas en paralelo.

Por resistencias, se significa aquí cualquier elemento de resistencia que tenga una resistencia eléctrica de entre 5 y 100 mQ. Las resistencias pueden tener valores de resistencia eléctrica que son iguales o diferentes.

En adelante, los valores de resistencia eléctrica se refieren a valores medidos a 40 °C.

Mediante el término panel anódico se significa un elemento de cualquier forma y tamaño apto para ser usado como un ánodo y que presenta al menos una superficie capaz de desprender oxígeno o cloro. Esta superficie puede ser plana o corrugada, sólida, porosa, cortada, grabada o perforada. El panel anódico puede ser una estructura compuesta, y puede comprender también varios elementos separados físicamente unos de otros (subpaneles) y cada uno conectado con al menos una resistencia a al menos una estructura de distribución de corriente eléctrica común. Bajo condiciones de funcionamiento nominal, los subpaneles de un panel anódico dado por lo tanto estarán esencialmente en el mismo potencial anódico y estarán orientados hacia un mismo cátodo.

Las estructuras de distribución de corriente eléctrica pueden comprender una o más barras o placas conductoras, tal como, sin limitación, barras de cobre provistas con un revestimiento de titanio. Las estructuras de distribución de corriente eléctrica también pueden ser chapas o paneles de plomo o sus aleaciones, por ejemplo ánodos de plomo usados (o ánodos usados hechos de aleaciones de plomo).

Las estructuras de distribución de corriente conectan eléctricamente uno o más paneles anódicos a la barra de soporte del ánodo. Esta última a su vez está conectada a al menos una barra colectora anódica que suministra potencia eléctrica al electrodo.

Los inventores han observado que el aparato de acuerdo con la invención puede volver lento el crecimiento de formaciones dendríticas por más de 24 horas, y en caso de cortocircuito entre electrodos, reduce el daño al panel anódico limitando el paso máximo de corriente a través del mismo, evitando de aquel modo más pérdidas de eficacia. La configuración eléctrica de acuerdo con la presente invención, caracterizada por la conexión de resistencias en paralelo, no tiene un efecto adverso significativo en las condiciones de funcionamiento de la planta (en términos, por ejemplo, de la disipación de potencia eléctrica) cuando la celda funciona a valores nominales. De hecho, la pluralidad de resistencias conectadas en paralelo está asociada con una resistencia eléctrica equivalente que es menor que la de las resistencias individuales, y disminuye a medida que su número aumenta. Sin apegarse a una teoría específica, los inventores observaron que cuando se establece un contacto eléctrico directo entre el aparato anódico y el cátodo, por ejemplo como resultado de una formación dendrítica o desalineación de los electrodos, la corriente eléctrica parece fluir a través de un subconjunto específico de resistencias a causa de la resistencia eléctrica del panel anódico o sus características geométricas/eléctricas específicas adicionales (tal como por ejemplo zonas de discontinuidad eléctrica capaces de producir vías preferenciales para la corriente). Este subconjunto de resistencias está asociado con resistencia eléctrica que es mayor a la del circuito equivalente cuando el aparato funciona bajo condiciones nominales. Esto ayuda a reducir la corriente descargada a través del panel anódico en comparación con lo que sería en caso de que el último estuviera en contacto eléctrico directo con la estructura (o estructuras) de distribución de corriente.

La opción, número y valor de resistencia de las resistencias depende de varios factores, tales como por ejemplo las características físicas y químicas del panel anódico y la densidad de corriente en la cual opera la planta de extracción electrolítica.

Las resistencias pueden diseñarse ventajosamente de modo tal que, por un lado, el circuito equivalente tiene una caída óhmica aceptable para las operaciones de la planta, y, por otro lado, las resistencias individuales aseguran suficiente resistencia eléctrica para limitar el daño extenso al ánodo en caso de contacto con formaciones dendríticas (a saber, crea un daño de superficie de menos de 2,5 cm x 2,5 cm en tamaño. Por encima de este valor, la calidad de la deposición de metales se afecta negativamente). A estos efectos, al diseñar el valor de resistencia de las resistencias, la persona capacitada en la técnica tendrá en cuenta la densidad de corriente en la cual opera la planta y calculará el valor de la resistencia como una función de la corriente máxima que puede descargar a través del panel anódico, dados los parámetros operativos de la celda y el material del electrodo, sin crear grandes daños a su superficie activa.

El uso de resistencias óhmicas o resistencias lineales, al menos en el rango de temperatura entre 20 y 65 °C, preferentemente entre 20 y 100 °C, puede hacer su diseño más fácil y puede además asegurar su confiabilidad, debido a los varios factores incontrolables que contribuyen a las variaciones de temperatura en los aparatos anódicos durante su operación. Estas resistencias por lo tanto se prefieren para resistencias no óhmicas o no lineales y termistores u otros dispositivos conocidos tales como fusibles reajustables cuyo valor de resistencia depende en gran medida de la temperatura y/o de la fuerza de la corriente eléctrica en un modo muy no lineal y que comprenden componentes (tales como plásticos, cables pequeños) que son potencialmente peligrosos en las condiciones de funcionamiento de plantas de electrodeposición.

A fin de minimizar el aumento en el voltaje de las celdas en comparación al funcionamiento convencional utilizando paneles directamente conectados a la estructura de distribución de corriente, al tiempo que asegura el rol protector de las resistencias, puede ser ventajoso seleccionar una pluralidad de resistencias dispuestas en paralelo de modo que tengan una resistencia eléctrica equivalente entre 10-5 y 10-3 Ohm.

En una realización del aparato de acuerdo con la invención, el número total de resistencias para cada panel anódico es entre 15 y 600, preferentemente 20 y 300. Al ser iguales los valores de resistencia de las resistencias individuales, un número de resistencias por debajo de un umbral particular dará por resultado un incremento en la resistencia del equivalente del circuito con una consecuente caída en el rendimiento en términos de energía. Por otro lado, un número excesivamente alto puede hacer del montaje del aparato anódico un proceso muy largo y laborioso. En una realización el panel anódico descrito arriba se subdivide en 2 o 3 subpaneles, cada subpanel está conectado a una estructura de distribución de corriente a través de un número de entre 15 y 200 resistencias, preferentemente entre 20 y 100. De acuerdo con realizaciones adicionales de la invención, puede ser ventajoso seleccionar resistencias de chapas, tiras, mallas, cables, telas y almohadillas. Las resistencias pueden ser por ejemplo tiras a presión, mallas expandidas o perforadas o chapas de metal de válvula. Las resistencias de este tipo pueden tener la ventaja de no sufrir corrosión o excesivo sobrecalentamiento en caso de un cortocircuito entre el ánodo opuesto y el aparato del cátodo. Por sobrecalentamiento excesivo se significa un aumento en la temperatura de la resistencia de más del 50 °C en comparación a condiciones de funcionamiento nominales. Además, contrario a las soluciones descritas en la técnica que emplean componentes electrónicos convencionales, que comprenden plásticos, cerámica y/o elementos de cable delgados en el aparato anódico, el aparato de acuerdo con la presente realización precede dichos materiales críticos y puede representar una solución ventajosa en términos de seguridad y vida útil de los componentes anódicos.

Cada resistencia en la pluralidad de resistencias ubicadas en paralelo tiene una resistencia eléctrica de entre 5 y 100 mQ. En particular, cada resistencia eléctrica puede ser de entre 10 y 50 mQ.

De acuerdo con una realización adicional de la invención, los paneles anódicos comprenden un substrato de metal de válvula o sus aleaciones y al menos un revestimiento catalítico. Los paneles pueden posiblemente proporcionarse con otros revestimientos para protección del substrato o del revestimiento catalítico mismo.

Los ejemplos no exclusivos de metales de válvula son: tungsteno, tantalio, titanio, zirconio y niobio.

Esta última realización puede tener menos impacto ambiental que los ánodos de plomo convencionales y sobre todas las cosas puede ofrecer la ventaja de incentivar la reacción anódica debido a un menor sobre-potencial para el desprendimiento de oxígeno o cloro.

De acuerdo con una realización adicional de la invención, las estructuras de distribución de corriente eléctrica pueden comprender al menos una chapa o panel hecha de plomo, tal como por ejemplo un ánodo de plomo agotado. De este modo es posible actualizar las celdas electrolíticas que solían emplear ánodos de plomo, utilizando los ánodos agotados como estructuras de distribución de corriente con un panel anódico de metal de válvula fijado a ellos. En este caso, el material anódico existente permanece dentro del electrolizador, evitando de aquel modo problemas de disposición de las estructuras de plomo, al tiempo que la planta puede tomar ventaja de los rendimientos mejorados en términos de costo de energía y/o cantidad de producto que puede ofrecer el metal de válvula.

De acuerdo con una realización adicional, el aparato de acuerdo con la invención se proporciona con al menos un panel anódico seleccionado de mallas expandidas, chapas, chapas perforadas y estructuras de listones. Por estructuras de listones se significa paneles provistos con una pluralidad de cortes o ranuras mutuamente paralelas, normalmente horizontales. Estas estructuras pueden tener un perfil corrugado, por ejemplo con una sección curva entre una ranura y otra, o como una persiana veneciana, o caracterizada por una pluralidad de tiras paralelas inclinadas respecto de la vertical.

Los inventores han observado que un panel anódico hecho de titanio que tiene una estructura de listones, chapa perforada o malla expandida opcionalmente proporcionada con cortes puede ser ventajoso al utilizarse en el aparato anódico de acuerdo con la invención. Sus características geométricas en caso de un cortocircuito con el cátodo opuesto parecen favorecer intrínsecamente el paso de corriente eléctrica a través de un conjunto reducido de resistencias en comparación al uso de una chapa sólida.

Un único panel anódico en el aparato de acuerdo con la invención puede conectarse eléctricamente a una o más estructuras de distribución de corriente a través de una pluralidad de resistencias dispuestas en paralelo. De forma similar, una estructura de distribución de corriente individual puede conectarse a uno o más paneles anódicos a través de una pluralidad de resistencias paralelas.

De acuerdo con una realización de la invención al menos un panel anódico comprende una multiplicidad de subpaneles separados entre sí y cada subpanel está conectado a al menos una estructura de distribución de corriente eléctrica común a través de al menos una resistencia, preferentemente a través de una pluralidad de ellas. El conjunto de resistencias individuales conectadas a los subpaneles individuales de hecho puede considerarse como un conjunto de resistencias en paralelo a los fines del circuito eléctrico que describe la celda electrolítica elemental con el aparato anódico descrito en la presente.

Los inventores han observado que a fin de facilitar el montaje del aparato anódico puede ser ventajoso limitar los subpaneles de cada panel anódico a un número equivalente a, o menor que, el número de estructuras que distribuyen corriente eléctrica. Cada subpanel puede conectarse ventajosamente a la correspondiente estructura de distribución a través de un número de entre 10 y 200 resistencias, preferentemente entre 15 y 150, incluso más preferentemente entre 20 y 100.

El aparato de acuerdo con la invención tiene al menos un panel anódico provisto de al menos una zona de discontinuidad eléctrica parcial o total.

Por “zona de discontinuidad eléctrica” se significa una región de aislamiento eléctrico que mide al menos 1 cm sobre al menos una dimensión. La zona de discontinuidad puede ubicarse dentro del panel anódico y opcionalmente incluir sus bordes (en este caso se define como parcial); también puede extenderse a lo largo de una dimensión total del panel, subdividiéndolo de aquel modo en varios subpaneles (en el último caso, la zona de discontinuidad se define como total).

La presencia de una o más zonas de discontinuidad eléctrica puede establecer vías eléctricas preferenciales sobre la superficie del panel anódico en caso de contacto con una formación dendrítica, favoreciendo de este modo que la corriente se descargue a través de un número limitado de resistencias.

De acuerdo con una realización de la invención el número de zonas de discontinuidad eléctrica para cada panel anódico es más de 10, preferentemente más de 50, incluso más preferentemente más de 65.

En el aparato de acuerdo con la invención cada resistencia puede conectarse al panel anódico a través de una región de conexión eléctrica de la cual al menos una porción está ubicada en el panel o sobre su borde. Esta región de conexión eléctrica también puede ser parcialmente discontinua, extendiéndose sobre una o más superficies del panel anódico y/o a través de su espesor. También puede ser un segmento o un punto o un conglomerado discontinuo de ellos.

En algunos casos, esta región puede corresponder a la soldadura entre la resistencia y el panel anódico. En algunos casos, esta región puede ser la porción de cualquier elemento conductor que conecta el panel anódico a la resistencia ubicada en el panel mismo. Cuando dicho elemento conductor es común a varias resistencias del conjunto de pluralidad de resistencias en paralelo, la región de conexión eléctrica relativa a la resistencia individual se identifica por la porción del elemento conductor ubicado en el panel correspondiente a la vía eléctrica más corta entre la resistencia individual y el panel.

En algunos casos, las resistencias y el panel anódico pueden hacerse de un único elemento, tal como por ejemplo una malla expandida o chapa o placa perforada. Dicho elemento único está plegado adecuadamente y cortado de modo tal de tener, en un lado, una superficie anódica en la cual tiene lugar la reacción electroquímica con el cátodo opuesto, y, por otro lado, una pluralidad de tiras resistivas plegadas detrás de la superficie anódica y conectadas en paralelo a la estructura de distribución de corriente eléctrica. En este caso, por región de conexión se significa el área geométrica o segmento correspondiente a los puntos donde la tira resistiva se transforma en la superficie del ánodo de desprendimiento de gas orientada hacia el cátodo, y normalmente se ubica en el borde curvado de dicha superficie del ánodo. En adelante, por región de conexión eléctrica se significa la región geométrica o segmento correspondiente a los puntos donde el panel se fija a las resistencias, directamente o a través de una conexión eléctrica, o como una alternativa está curvada, donde la parte curvada conecta la superficie del panel anódico opuesto al cátodo a la pluralidad de resistencias conectadas a la estructura de distribución de corriente.

De acuerdo con una realización adicional de la invención al menos una zona de discontinuidad eléctrica se coloca entre dos regiones de conexión eléctrica contiguas.

De acuerdo con una realización adicional de la invención, el aparato anódico se proporciona con al menos 7 pares de regiones de conexión eléctrica contiguas, preferentemente al menos 20, incluso más preferentemente al menos 50, y al menos una zona de discontinuidad eléctrica se ubica entre cada uno de dichos pares de regiones de conexión eléctrica contiguas.

Por regiones de conexión eléctrica contiguas se significa dos regiones de conexión entre las cuales no hay otra región de conexión.

De acuerdo con una realización adicional de la invención al menos un panel anódico está provisto con al menos 10 zonas de discontinuidad eléctrica y al menos 10 regiones de conexión, cada zona de discontinuidad eléctrica se ubica a una distancia de menos de 20 cm desde al menos una región de conexión.

De acuerdo con una realización adicional de la invención al menos un panel anódico es provisto con al menos 20 zonas de discontinuidad eléctrica y al menos 20 regiones de conexión, cada zona de discontinuidad eléctrica se ubica a una distancia de menos de 15 cm desde al menos una región de conexión.

De acuerdo con una realización adicional de la invención al menos un panel anódico está provisto con al menos 20 zonas de discontinuidad eléctrica y al menos 20 regiones de conexión, cada zona de discontinuidad eléctrica se ubica a una distancia de menos de 10 cm desde al menos una región de conexión

De acuerdo con una realización adicional de la invención al menos un panel anódico está provisto con al menos 25 zonas de discontinuidad eléctrica y al menos 25 regiones de conexión, cada zona de discontinuidad eléctrica se ubica a una distancia de menos de 10 cm desde al menos una región de conexión.

De acuerdo con una realización adicional de la invención hay al menos una zona de discontinuidad eléctrica sobre al menos una dirección predefinida en el plano del panel anódico ubicado entre cada par de regiones de conexión eléctrica consecutivas a lo largo de dicha dirección.

Esta realización puede ofrecer la ventaja de promover que la corriente pase a través de un número pequeño de resistencias en caso de un cortocircuito en la celda elemental provocado por contacto con la dendrita, limitando de aquel modo la corriente descargada a través del panel y por lo tanto reduciendo el daño causado al mismo.

De acuerdo con otra realización de la invención existe al menos una zona de discontinuidad eléctrica para cada par de regiones de conexión eléctrica contiguas. Por ejemplo, cuando dos regiones de conexión eléctrica contiguas están ubicadas a alturas h1 y h2 respectivamente, donde h1 < h2, al menos una zona de discontinuidad eléctrica se ubica en una altura h3, donde h1 es menor o igual a h3 y h3 es menor o igual a h2. Esta configuración puede fomentar que la corriente fluya esencialmente a través de solo una resistencia en caso de un cortocircuito provocado por contacto directo con la dendrita.

Las ubicaciones de las zonas de discontinuidad y de las regiones de conexión se identifican por las respectivas posiciones de sus centros geométricos (baricentros).

De acuerdo con una realización adicional de la invención, al menos un panel anódico está provisto con un número N1 de regiones de conexión eléctrica consecutivas que conectan el panel anódico a una pluralidad de resistencias en paralelo y un número N2 de zonas de discontinuidad eléctrica, donde N1 y N2 cumplen los siguientes criterios: N2 es un número entero mayor a la mitad de N1 y 5< N1 <100. Estas regiones de conexión están ubicadas sobre una primera tira vertical; las zonas de discontinuidad eléctrica están dispuestas sobre al menos una segunda tira vertical, opcionalmente superponiendo la primera en todo o en parte.

Una tira vertical dada es una superficie geométrica imaginaria, su altura coincide con la altura del panel anódico y su ancho es tal que contiene las proyecciones horizontales de todas las regiones de conexión o, alternativamente, de todas las zonas de discontinuidad, cuyas proyecciones individuales se superponen en al menos un punto.

El panel anódico también puede proporcionarse con un número N3 de regiones de conexión eléctrica consecutivas adicionales ubicadas sobre una tercera tira vertical que no coincide con la primera, con 5<N3<100. El panel también puede tener un número N4 de zonas de discontinuidad eléctrica adicionales, donde N4 es un número entero mayor a la mitad de N3, y estas zonas de discontinuidad eléctrica adicionales se ubican sobre una cuarta tira vertical, superponiendo opcionalmente la tercera en todo o en parte.

De acuerdo con una realización adicional, N1 (y/o N3, si estuviera presente) puede estar entre 10 y 100, 20 y 100, o 20 y 80.

De acuerdo con realizaciones adicionales de la invención el panel anódico puede tener una pluralidad de regiones de conexión eléctrica consecutivas adicionales ubicadas sobre una o más tiras verticales más separadas y puede tener opcionalmente una pluralidad de zonas de discontinuidad eléctrica adicionales ubicadas sobre una o más tiras verticales adicionales.

De acuerdo con otra realización, al menos una zona de discontinuidad eléctrica es un corte, orificio o inserción de material aislante de electricidad. Por orificio se significa una abertura de paso de cualquier naturaleza. Por corte se significa una incisión a través de todo el espesor del panel que puede hacerse con o sin remoción del material. En caso de contacto con la dendrita los inventores han observado que si las zonas de discontinuidad eléctrica tienen al menos una dimensión mayor o igual a 5 cm, por ejemplo en el caso de cortes adecuadamente dispuestos sobre la superficie del panel de acuerdo con las varias realizaciones descritas arriba, la corriente eléctrica que fluye a través del panel puede guiarse parcialmente sobre un pequeño número de resistencias. De este modo, la corriente máxima que pasa a través del panel puede mantenerse efectivamente por debajo de un valor umbral que limita los posibles daños al aparato anódico y conserva la seguridad de la planta.

De acuerdo con una realización adicional el aparato anódico de acuerdo con la invención comprende al menos dos paneles anódicos, preferentemente de titanio, provistos con revestimiento catalítico, orientado hacia dos cátodos opuestos. Los dos paneles, que están separados entre sí, se seleccionan de estructuras de listones, mallas expandidas o chapas. El aparato también comprende al menos dos estructuras de distribución de corriente eléctrica, cada una conectada a al menos un panel mediante una pluralidad de resistencias dispuestas en paralelo una respecto de la otra. Cada panel comprende 5-100 regiones de conexión ubicadas sobre una primera tira vertical y cada región de conexión se alterna con un corte horizontal de 5 cm de longitud o más. Cada corte tiene al menos un punto ubicado a una distancia de 0-10 cm desde dicha primera tira vertical. La alternación de cortes a las regiones de conexión no necesariamente implica que estos están ubicados entre dos áreas contiguas, pero que sobre una dirección vertical la posición vertical de cada corte está ubicado entre la proyección vertical de dos áreas de conexión contiguas.

Alternativamente, los cortes pueden estar inclinados a un ángulo de entre 20°-60° respecto de la vertical. Los cortes pueden hacerse con o sin remoción del material; en el primer caso, pueden estar a lo largo de los orificios que cruzan el espesor del panel.

De acuerdo con otro aspecto, la invención se refiere a un electrolizador para electrodeposición de metales no ferrosos que comprende al menos uno de los aparatos anódicos descritos arriba.

Breve descripción de las figuras

A continuación se describen varias realizaciones de la invención a modo de ejemplo con referencia a los dibujos adjuntos, cuyo objetivo es exclusivamente ilustrar la disposición mutua de los varios elementos relativos a dichas realizaciones de la invención; en particular, los dibujos no deben entenderse que son dibujos a escala.Las Figuras 1­ 13 ilustran esquemáticamente varias realizaciones del aparato anódico de acuerdo con la invención.

Descripción detallada de las figuras

La Figura 1 muestra una proyección esquemática posterior (I), lateral (II) y frontal (III) del aparato anódico de acuerdo con la invención. La figura muestra una barra de soporte anódica (100) conectada a una estructura (300) para la distribución de corriente eléctrica. La última está conectada a un panel anódico (200) a través de una pluralidad de resistencias (400), conectadas al panel a través de regiones de conexión eléctrica consecutivas (500). La superficie frontal del panel anódico (vista III) es aquella donde ocurre la reacción para la liberación de oxígeno o cloro. La dirección vertical se indica con la flecha (y); que normalmente coincide con la dirección vertical de una celda de electrodeposición convencional. La base del panel anódico (200) está ubicada en la altura indicada por el eje x, que identifica la referencia horizontal.

La Figura 2 proporciona una vista desde la parte posterior (I), lateral (II) e inferior (III) de una realización del aparato anódico de acuerdo con la invención. En esta realización las resistencias (400) son mallas expandidas de titanio soldadas al panel anódico (200) en correspondencia con las regiones de conexión eléctrica consecutivas (500). En el panel hay una zona de discontinuidad eléctrica (600) entre cada par contiguo de regiones de conexión. Estas zonas de discontinuidad generan una fragmentación parcial del panel anódico sobre la dirección vertical. Se ha observado que si hay contacto entre una formación dendrítica y un área del panel que yace entre dos áreas de discontinuidad la corriente puede preferentemente fluir a través de la resistencia (o resistencias) en proximidad de la región (o regiones) de conexión más cercanas. La resistencia eléctrica opuesta a la corriente en caso de contacto directo entre los electrodos por lo tanto estará cercana a la resistencia Ri de la resistencia individual. Esto a su vez será adecuadamente dimensionado por una persona capacitada en la técnica de modo tal de asegurar que bajo las condiciones de funcionamiento de la planta la corriente máxima que pasa a través de un punto de contacto en el panel se mantiene debajo de un valor umbral predeterminado a fin de preservar al aparato. Por otro lado, bajo las condiciones de operación nominal de la planta la resistencia eléctrica ofrecida por el aparato anódico corresponde esencialmente a la resistencia eléctrica equivalente Req del circuito paralelo formado por la pluralidad de resistencias, donde Req << Ri. Cuando las resistencias son idénticas entre sí, y están presentes en un número Nr, Req corresponderá a R/Nr. Al elegir un número adecuado de resistencias y una resistencia adecuada Ri es posible por lo tanto obtener tanto una pequeña caída en la eficacia de la celda elemental y al mismo tiempo se asegura que el panel anódico esté protegido en caso de contacto eléctrico entre los electrodos.

En la realización ilustrada en la Figura 2, un elemento aislante (700) se ubica entre el panel anódico y la estructura de distribución de corriente (300). Este elemento contribuye a evitar que el panel anódico y la estructura de distribución tomen contacto directo por accidente. También constituye un elemento de soporte mecánico para el panel. El panel anódico, el elemento aislante y la estructura de distribución de corriente pueden asegurarse entre sí mediante medios de sujeción (no se muestra en la figura).

La Figura 3 muestra una vista desde la parte posterior (I), frontal (II) e inferior (III) de una realización del aparato anódico de acuerdo con la invención. El panel anódico y las resistencias se fabrican a partir de un único elemento plano que está parcialmente plegado hacia atrás sobre sí mismo sobre una dirección vertical (050). El borde plegado de este elemento plano está provisto con una pluralidad de cortes horizontales (900) y está en contacto con la estructura de distribución de corriente (300). Los cortes horizontales (900) subdividen la parte plegada del elemento en una pluralidad de resistencias (400) en paralelo. Los cortes se extienden sobre el plano frontal del panel anódico (200), proporcionando las zonas de discontinuidad (600). Las regiones de conexión eléctrica consecutivas (500) representan la separación imaginaria entre el plano frontal donde tiene lugar la reacción anódica (a saber el panel anódico) y las tiras paralelas que constituyen las resistencias. El elemento aislante (700) puede construirse como se ilustra en la Figura o puede extenderse ventajosamente dentro del espacio entre el panel anódico (200) y la pluralidad de resistencias (400) a fin de evitar cualquier contacto eléctrico accidental entre los diferentes elementos.

La Figura 4 proporciona una vista frontal (I), lateral (II) e inferior (III) de una realización del aparato anódico de acuerdo con la invención. Esta realización comprende dos paneles anódicos (200) y (250) conectados a la estructura de distribución de corriente mediante una pluralidad de resistencias (400) en paralelo. Cada panel está conectado a la pluralidad de resistencias a través de regiones de conexión eléctrica consecutivas (500) ubicadas sobre dos tiras verticales diferentes. Como se ilustra en la Figura, las regiones de conexión pueden ser diferentes entre sí. Una pluralidad de zonas de discontinuidad eléctrica (600) se ubican entre los diferentes pares de regiones de conexión. El elemento aislante (700) y el elemento aislante (750) se insertan entre los paneles anódicos (200) y (250) y la estructura de distribución de corriente (300) respectivamente. Otros elementos aislantes (no mostrados en la Figura) pueden insertarse ventajosamente entre las resistencias conectadas al panel anódico (200) y las resistencias conectadas al panel anódico (250).

La Figura 5 ilustra una vista posterior de una realización de la invención caracterizada por dos estructuras de distribución de corriente (300) y (350), un panel anódico (200) y una barra de soporte anódica (100).

El panel anódico (200) comprende una pluralidad de subpaneles (801, 802, 803, 804, 851, 852, 853, 854) que están separados físicamente unos de otros. Cada subpanel está conectado a una estructura de distribución de corriente a través de al menos una resistencia (400).

La Figura 6 muestra una proyección trasera de una realización del aparato de acuerdo con la invención caracterizada por dos estructuras de distribución de corriente (300, 350) conectadas a un panel anódico (200), que comprende dos subpaneles (801, 802), a través de una pluralidad de resistencias. Las dos estructuras de distribución de corriente también se conectan a una barra de soporte anódica (100). La última está conectada eléctricamente a una barra colectora anódica (900) ilustrada en la presente en sección transversal. El panel anódico está provisto con una pluralidad de zonas de discontinuidad eléctrica parcial, por ejemplo cortes horizontales (600) y orificios (650), y una zona de discontinuidad eléctrica total (675).

La Figura 7 proporciona una vista frontal (I), lateral (II) e inferior (III) de una realización del aparato anódico de acuerdo con la invención. En esta realización las resistencias (400) son mallas expandidas de titanio soldadas en dos paneles anódicos (200, 250) en correspondencia con las regiones de conexión (500). En cada panel hay una zona de discontinuidad eléctrica (600) entre cada par de regiones de contacto contiguas. Estas zonas de discontinuidad eléctrica generan una fragmentación parcial del panel anódico sobre la dirección vertical. Un elemento aislante (700) se ubica entre los paneles anódicos y la estructura de distribución de corriente (300). Dos elementos aislantes (710, 720) adicionales aseguran que los paneles (200, 250) se mantengan paralelos entre sí y planos (a veces la planicidad del panel está compuesta por los cortes en sus bordes externos y/o la flexibilidad de su estructura, especialmente en caso de que se utilicen mallas de metal de válvula), proporcionando soporte metálico adicional al aparato anódico. Los elementos (710, 720) se omiten desde la vista lateral (II) para permitir que la disposición de las otras partes del aparato se vea en la figura. Los elementos aislantes, la estructura de distribución de corriente y los paneles anódicos están unidos entre sí por medios de sujeción, no mostrados en la figura, tal como por ejemplo abrazaderas de material aislante y/o pernos.

La Figura 8 proporciona una vista frontal (I), lateral (II) e inferior (III) de una realización del aparato anódico de acuerdo con la invención. En esta realización las resistencias (400) son tiras de titanio plegadas en forma de acordeón y soldadas al panel anódico (200) en correspondencia con las regiones de conexión eléctrica consecutivas (500). Un orificio (600) se coloca entre cada par contiguo de regiones de conexión (500).

La Figura 9 (I) proporciona una vista frontal de una realización del aparato anódico de acuerdo con la invención. El panel anódico (200) está conectado a una estructura de distribución de corriente (300) mediante una pluralidad de resistencias (no mostradas en la figura) conectadas al panel mediante regiones de conexión (500). El panel también está provisto con una pluralidad de orificios (650) y un elemento aislante (700).

La Figura 9 (II) proporciona una vista frontal del aparato anódico de la Figura 9 (I), donde se enfatizan una primera tira vertical (001) y una segunda tira vertical (002). Las regiones de conexión eléctrica consecutivas (500) se disponen sobre dicha primera tira vertical, y los orificios (650) se disponen sobre dicha segunda tira vertical. Los orificios se alternan con las regiones de conexión eléctrica contiguas en la dirección vertical, al tiempo que mantienen una distancia mínima > 0 desde dichas regiones.

La Figura 10 ilustra una proyección frontal (I), lateral (II), e inclinada (III) y una proyección desde abajo (IV) de una realización del aparato anódico de acuerdo con la invención. El panel anódico (200) y las resistencias (400) están fabricadas de un único elemento plano. Una pluralidad de cortes horizontales en el panel anódico produce una pluralidad de tiras. Una de cada dos tiras es empujada hacia atrás en una dirección en ángulos derechos al panel anódico, creando una resistencia (400). Las resistencias están conectadas eléctricamente en paralelo con la estructura de distribución de corriente (300). Los cortes horizontales también identifican una pluralidad de zonas de discontinuidad eléctrica (600) correspondientes al vacío dejado por las tiras de resistencia (400). Se inserta un elemento aislante (700) entre las resistencias (400) y el panel anódico (200). Esto asegura que la superficie de las resistencias no esté involucrada en la reacción de desprendimiento de gas del aparato anódico cuando este último está operativo dentro de un electrolizador para la electrodeposición o refinación electrolítica. A los fines de claridad, el elemento aislante (700) se omite de las vistas III y IV. Las regiones de conexión eléctrica consecutivas (500) ilustran el área de separación imaginaria entre la superficie electroquímicamente activa del panel anódico y las tiras paralelas que constituyen las resistencias.

La Figura 11 proporciona una vista frontal (I) y una vista desde abajo (II) de dos elementos del aparato anódico de acuerdo con la invención: el panel anódico (200) y la pluralidad de resistencias (400). En esta realización el panel anódico y las resistencias están ambas hechas de mallas expandidas de titanio. Como se ilustra en la ampliación encuadrada del panel (I), el panel anódico (200) tiene un perfil levemente curvo en correspondencia con los cortes (600) (y los cortes (650), perfil no mostrado). Preferentemente, durante el montaje del aparato anódico, el panel anódico se monta de modo tal que los bordes curvos de las zonas de discontinuidad eléctrica (600, 650) son reentrantes en la dirección de las resistencias (y la estructura de distribución de corriente eléctrica). Los inventores han observado que dicha curvatura puede favorecer el desprendimiento de formaciones dendríticas, cuando estas impactan sobre, y se vuelvan fijas a, los perímetros de los cortes u orificios presentes en la superficie del panel anódico. El panel anódico presenta bordes plegados (210), que pueden mejorar su robustez mecánica, evitando que se tuerza y doble, en particular cuando la última está hecha de mallas expandidas o chapas flexibles de metal de válvula. En la presente realización la pluralidad de resistencias (400) está construida dentro de un panel resistivo (1000) de una única malla de titanio expandida provista con orificios. Sobre la base de su número y tamaño, los orificios identifican una pluralidad de tiras paralelas que presentan una resistencia eléctrica predeterminada. El panel resistivo puede formarse y plegarse como se ilustra en la sección transversal de la vista II. El panel resistivo está conectado al panel anódico mediante la soldadura de los dos entre sí sobre una pluralidad de regiones ubicadas en correspondencia de las áreas de contacto de dos paneles cuando el panel resistivo (1000) está ubicado dentro del panel anódico (200) (a saber contenido dentro de sus bordes plegados (210)). Las regiones de conexión eléctrica consecutivas (500) (solo una de las cuales está elegida para claridad) están en este caso ubicadas en correspondencia con los puntos de soldadura de las resistencias, o del borde continuo del panel resistivo, en el panel anódico. Un elemento aislante puede colocarse entre el panel resistivo (1000) y el panel anódico (200) para evitar los contactos accidentales entre ambos. Dicho elemento aislante también puede evitar que las formaciones dendríticas crezcan a través de los orificios (600) y (650) e impactan directamente sobre el panel resistivo (1000). El último puede conectarse a una estructura de distribución de corriente sobre la nervadura vertical central. Los bordes laterales verticales del panel anódico y del panel resistivo pueden ser continuos. Como alternativa, los cortes (600) en el panel anódico o los cortes que componen las tiras del panel resistivo pueden alcanzar y romper los bordes de los respectivos paneles.

Un aparato anódico que tiene dos o más estructuras de distribución de corriente puede montar ventajosamente el sistema descrito en la Figura 11 en cada estructura de distribución.

La Figura 12 muestra una vista desde el frente (I) y desde la parte inferior (II) de una realización del panel anódico (200) de acuerdo con la invención. La figura muestra también una vista desde el frente (III) y la parte inferior (II) de una correspondiente pluralidad de resistencias (400) incorporadas en un panel resistivo (1000). El panel anódico (200) está provisto con una pluralidad de zonas de discontinuidad eléctrica y está provisto con dos pliegues (210) sobre el borde vertical, que mejoran su estabilidad mecánica. Las resistencias (400) incorporadas en el panel resistivo (1000) están hechas y dimensionadas como un número de orificios de tamaño adecuado hechos allí. El panel resistivo (1000) está conectado a un panel anódico (200) a través de una pluralidad de soldaduras, ubicadas por ejemplo en correspondencia con la región (550). En este caso la región (550) está ubicada en una porción del borde plegado del panel anódico (200) y no directamente en la superficie anódica (donde tiene lugar la reacción de desprendimiento del gas). La región de conexión eléctrica (500) correspondiente a una región de soldadura (550) está ubicada en el borde del panel a la misma altura que la resistencia, y representa (como se define anteriormente) la porción del elemento conductor ubicado en el panel anódico correspondiente a la vía eléctrica más corta entre la resistencia individual y el panel. Algunas regiones de conexión eléctrica consecutivas (500) se ilustran en la figura como ejemplos.

La Figura 13 ilustra una proyección frontal (I) y lateral (II) de una realización de la invención. El panel anódico (200), la estructura de distribución de corriente (300) y las resistencias (400) se incorporan en una única estructura continua que a su vez puede estar integrada (o conectada) a la barra de soporte del ánodo (100). La estructura de distribución de corriente (300) coincide con la pluralidad de resistencias (400): esto comprende una pluralidad de barras, preferentemente 8 o más, capaces de conducir la corriente desde la barra de soporte del ánodo (100) al panel anódico (200), ofreciendo una resistencia eléctrica de 510-5 Q o más. El panel anódico está equipado con zonas de discontinuidad eléctrica (600).

Los siguientes ejemplos se incluyen para demostrar las realizaciones específicas de la invención, cuya implementación ha sido verificada abundantemente dentro del rango de valores reivindicados. Los expertos en la técnica deberían apreciar que las composiciones y técnicas descritas en los siguientes ejemplos representan composiciones y técnicas que los inventores han detectado que funcionan bien en la implementación de la invención; sin embargo, a la luz de la presente descripción, las personas capacitadas en la técnica deberían advertir que pueden hacerse varios cambios a las realizaciones específicas divulgadas al tiempo que se logra un resultado similar o análogo sin exceder el alcance de la invención.

Ejemplo 1

Se llevaron a cabo una serie de ensayos de laboratorio en una única celda de electrodeposición que tenía una sección transversal general de 170 mm x 170 mm y una altura de 1500 mm, conteniendo dos cátodos y un aparato anódico ubicado entre ellos.

Una chapa de acero inoxidable AISI 316 de 3 mm de espesor, 150 mm de ancho y 1100 mm de alto (de los cuales 1000 fueron sumergidos en la solución electrolítica) se utilizó para los cátodos. El aparato anódico comprendía dos paneles de titanio dispuestos en una configuración similar a la simplificada en el dibujo de la Figura 7. Cada panel estaba verticalmente orientado hacia uno de los dos cátodos a una distancia de 40 mm entre superficies externas. Los dos paneles anódicos estaban ubicados en lados opuestos de la misma estructura de distribución de corriente. Cada panel anódico era una estructura de listones de 1 mm de espesor, 150 mm de ancho y 1000 mm de alto, activada con un revestimiento mixto de óxidos de iridio y tantalio.

Cada panel estaba conectado a la estructura de distribución de corriente eléctrica mediante una conexión de 30 resistencias colocadas en paralelo, cada resistencia consiste en una malla de titanio expandida de 2 cm x 10 cm de tamaño y caracterizada por una resistencia eléctrica de 30 mQ cada una.

Las 30 resistencias estaban conectadas a cada panel a través de 30 regiones de conexión eléctrica consecutivas (a saber soldaduras) ubicadas sobre una tira vertical. Las resistencias también estaban conectadas a la estructura de distribución de corriente, que a su vez estaba soportada por una barra de soporte conductora. Se crearon cortes horizontales de aproximadamente 10 cm de largo sobre un lado vertical de cada panel. Cada corte yacía entre dos regiones de conexión eléctrica contiguas.

Un elemento aislante se insertó entre cada panel y la estructura de distribución de corriente. Dos elementos aislantes adicionales fijaron los extremos verticales exteriores de los dos paneles, manteniéndolos planos y paralelos entre sí.

La celda operaba utilizando un electrolito que contenía 50 g/l de cobre como CuSO4 y 200 g/l de H2SO4 y se alimentó con corriente de 136,5 A a una tensión constante de 1800 V correspondiente a una densidad de corriente esperada de aproximadamente 455 A/m2. Se liberó oxígeno en el panel anódico y se depositó cobre en el cátodo. Se produjo artificialmente una dendrita insertando un tornillo, como un centro de nucleación, en la chapa de acero inoxidable de uno de los dos cátodos y perpendicularmente al panel anódico. La punta del tornillo se colocó a 5 mm del panel anódico. Luego de 36 horas de operación, se observó el crecimiento de cobre en la dendrita y esto resultó en un contacto entre la dendrita y el panel.

La celda se mantuvo en operación durante las siguientes 40 horas tras el contacto. Cuando las operaciones finalizaron, los cátodos se removieron de la celda. El cátodo afectado por la formación dendrítica se quitó de la celda sin dificultad. El panel anódico frente a él tenía un leve deterioro de la superficie, correspondiente al área de contacto con la dendrita, de aproximadamente 1 cm x 0,5 cm. No se observaron orificios, deformaciones u otros daños significativos que pudieran afectar al funcionamiento del panel.

Cuando la celda se puso luego en operación, se observó que la deposición de cobre en los cátodos frente al panel anódico con el leve deterioro en la superficie era uniforme.

Ejemplo comparativo 1

El ensayo del ejemplo 1 se repitió bajo las mismas condiciones, excepto que el aparato anódico fue reemplazado por un aparato que comprendía dos paneles de titanio de 1 mm de espesor, 150 mm de ancho y 1000 mm de alto, activado con un revestimiento mixto de óxido de iridio y tantalio. Cada panel tenía una estructura de listones directamente conectada eléctricamente a la misma barra de cobre revestida en titanio y soportada por una barra de soporte conductora. Se produjo artificialmente una dendrita insertando un tornillo como un centro para la nucleación en la chapa de acero inoxidable de uno de los dos cátodos, perpendicularmente al panel anódico. La punta del tornillo se colocó a 5 mm del panel anódico. Luego de 8 horas de funcionamiento, se encontró en la dendrita el crecimiento de cobre que provocó el contacto entre la dendrita y el panel.

La celda se mantuvo en operación durante las siguientes 20 horas luego del contacto. Cuando las operaciones finalizaron, los cátodos se quitaron de la celda. El cátodo afectado por la formación dendrítica se quitó del panel anódico opuesto con dificultad. El último tenía un orificio circular de un diámetro de aproximadamente 2,5 cm correspondiente al área de contacto con la dendrita.

Cuando la celda estaba posteriormente en operación, se observó que la deposición del cobre en el cátodo frente al orificio en el panel anódico no era uniforme.

La presente descripción no pretende limitar la invención, la cual puede utilizarse de acuerdo con varias realizaciones sin apartarse de los objetivos mencionados, cuyo alcance está unívocamente definido por las reivindicaciones anexas.

En la descripción y en las reivindicaciones de la presente solicitud, la palabra “comprender” y sus variaciones tal como “comprende” y “comprendido” no excluyen la presencia de otros elementos adicionales, componentes o etapas.

La discusión de documentos, actas, materiales, aparatos, artículos y lo similar está incluida en la presente solicitud con el solo propósito de proporcionar un contexto para la invención. Sin embargo, no se pretende que este material o parte del mismo constituyan conocimientos generales en el área relativa a la presente invención antes de la fecha de prioridad de cada una de las reivindicaciones adjuntas a la presente solicitud.

Claims (19)

REIVINDICACIONES

1. Aparato anódico para refinación electrolítica o extracción electrolítica de metales no ferrosos que comprende al menos un panel anódico, que se utiliza como ánodo y presenta, al menos, una superficie capaz de desprender oxígeno o cloro, y al menos una estructura de distribución de corriente eléctrica, caracterizado por el hecho de que dicho al menos un panel anódico está equipado con al menos una zona de discontinuidad eléctrica parcial o total, en donde una zona de discontinuidad eléctrica parcial es una región aislante a la electricidad, que mide al menos 1 cm a lo largo de al menos una dimensión, situada dentro del panel anódico, e incluye opcionalmente sus bordes, y una zona de discontinuidad eléctrica total es una región aislante a la electricidad, que mide al menos 1 cm a lo largo de al menos una dimensión que se extiende a lo largo de la dimensión total del panel, subdividiéndolo así en varios subpaneles;

y de que dicha al menos una estructura de distribución de corriente eléctrica está conectada eléctricamente a dicho al menos un panel anódico mediante una pluralidad de resistencias fijadas en paralelo entre sí, teniendo cada resistencia de dicha pluralidad de resistencias una resistencia, medida a 40 °C, de entre 5 y 100 mQ.

2. El aparato de la reivindicación 1, en donde dicho al menos un panel anódico está hecho de un substrato hecho de metal de válvula o sus aleaciones y al menos un revestimiento catalítico.

3. El aparato de la reivindicación 1, en donde dicho al menos un panel anódico se elige de estructuras de malla, de placas perforadas o de listones.

4. El aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-3, en donde cada panel anódico está conectado eléctricamente a al menos una estructura de distribución de corriente eléctrica mediante un número de entre 15 y 600 resistencias fijadas en paralelo.

5. El aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-4, en donde dicha pluralidad de resistencias está conectada a dicho al menos un panel anódico a través de una pluralidad de regiones de conexión eléctrica situadas en el panel y dicha al menos una zona de discontinuidad eléctrica está situada entre dos regiones de conexión eléctrica contiguas.

6. El aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-4, en donde dicha pluralidad de resistencias está conectada a dicho al menos un panel anódico a través de una pluralidad de regiones de conexión eléctrica, teniendo dicho panel anódico una pluralidad de zonas de discontinuidad eléctrica, y por cada dos zonas contiguas de discontinuidad eléctrica fijadas a una altura h1 y h2 respecto de la base de dicho al menos un panel anódico, con h1 < h2, hay al menos una región de conexión situada a una altura h3, con h1 < h3 < h2.

7. El aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-6, en donde dicho al menos un panel anódico está equipado con al menos un número N1 de regiones de conexión eléctrica conectadas a dicha pluralidad de resistencias y al menos un número N2 de zonas de discontinuidad eléctrica, estando dichas N1 regiones de conexión dispuestas a lo largo de una primera tira vertical, estando dichas N2 zonas de discontinuidad eléctrica dispuestas a lo largo de una segunda tira vertical; siendo N1 un número entre 5 y 100 y siendo N2 mayor de 0,5N1.

8. El aparato de la reivindicación 7, en donde dicho al menos un panel anódico está equipado con al menos un número N3 de regiones de conexión eléctrica adicionales conectadas a dicha pluralidad de resistencias, estando dichas N3 regiones de conexión dispuestas a lo largo de una tercera tira vertical, y siendo N3 un número entre 5 y 100.

9. El aparato de la reivindicación 8, en donde al menos un panel anódico está equipado con al menos un número N4 de zonas de discontinuidad eléctrica adicionales, siendo N4 mayor de 0,5N3, estando dichas N4 zonas de discontinuidad eléctrica dispuestas a lo largo de una cuarta tira vertical.

10. El aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-9, en donde al menos una zona de discontinuidad eléctrica es un corte, un orificio o una inserción de material aislante eléctrico.

11. El aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-10, en donde dicha al menos una zona de discontinuidad eléctrica mide al menos 5 cm de longitud a lo largo de al menos una dimensión.

12. El aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 9-11, en donde dicho panel anódico comprende al menos dos subpaneles anódicos de titanio separados entre sí, siendo elegidos dichos al menos dos subpaneles de estructuras de listones, chapas y malla expandida, y al menos dos estructuras de distribución de corriente eléctrica, estando cada estructura de distribución de corriente eléctrica conectada a un subpanel mediante una pluralidad de resistencias fijadas en paralelo entre sí, comprendiendo cada subpanel 5-100 regiones de conexión dispuestas a lo largo de una primera tira vertical, alternándose cada región de conexión con un corte horizontal que tiene una longitud de al menos 5 cm y teniendo cada corte al menos un punto fijado a una distancia de 0-10 cm desde dicha tira vertical.

13. El aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-12, en donde dicho panel anódico está equipado con al menos 20 zonas de discontinuidad eléctrica y al menos 20 regiones de conexión capaces de conectar dicho al menos un panel anódico a al menos 20 resistencias fijadas en paralelo entre sí, estando cada zona de discontinuidad eléctrica fijada a una distancia de menos de 15 cm desde al menos una de dichas regiones de conexión.

14. El aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-13, en donde dicha pluralidad de resistencias fijadas en paralelo tiene una resistencia eléctrica equivalente de entre 10'5 y 10'3 Q.

15. El aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-14, en donde cada resistencia de dicha pluralidad de resistencias se elige del grupo que consiste en placas, tiras, mallas, cables, telas y almohadillas.

16. El aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-15, en donde dicha pluralidad de resistencias es una chapa, una malla expandida o una placa perforada de metal de válvula con zonas de discontinuidad eléctrica.

17. El aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-16, en donde dicho al menos un panel anódico y dicha pluralidad de resistencias son una pieza única de una chapa curvada, una malla expandida o una placa perforada de metal de válvula.

18. El aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-17, en donde la estructura de distribución de corriente eléctrica comprende una chapa o un panel hechos de plomo o de aleaciones de plomo.

19. Un electrolizador para la extracción electrolítica de metales no ferrosos que comprende al menos un aparato anódico tal como se describe en una cualquiera de las reivindicaciones 1-18.