Publication: Propuesta de modelo FEM del flujo de electrolito y transporte de especies disueltas en una celda de electroobtención de cobre de escala industrial para desarrollo de modelo de predicción de KPIs
Date
2024
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Publisher
Universidad Católica de la Santísima Concepción
Abstract
La electroobtención de cátodos de cobre de alta calidad es un proceso fundamental en la industria minera de Chile, uno de los principales productores mundiales de este metal. Este proceso es crucial para obtener cobre con un 99,99% de pureza, que se utiliza en una amplia gama de aplicaciones industriales y tecnológicas, por lo que la eficiencia y la calidad del proceso de electroobtención son fundamentales para mantener la competitividad de la industria minera chilena en el mercado global.
Para garantizar la eficacia y la seguridad del proceso, es esencial utilizar herramientas avanzadas de modelado y simulación, como el software Comsol Multiphysics. Este software permite simular el proceso de electroobtención y analizar diferentes escenarios para optimizar la operación y prevenir posibles problemas, como la aparición de cortocircuitos o circuitos abiertos.
La presencia de cortocircuitos o circuitos abiertos pueden afectar significativamente la producción de cobre, ya que causan fluctuaciones en la densidad de corriente eléctrica provocando una mala deposición de cobre en el cátodo, disminución de vida útil de equipos y elevar el costo tanto de mantenimiento como de producción.
La detección temprana de estas anomalías es crucial para garantizar la eficiencia y calidad del producto final. Tradicionalmente se emplea equipos invasivos que intervienen en el proceso afectando su operación, por lo que el uso de modelos de predicción para anticipar el comportamiento de la celda ofrece una solución innovadora y no intrusiva.
Al entrenar un modelo de clasificación con datos de conductividad y con su respectiva clase (condición operativa), es posible desarrollar un modelo predictivo preliminar. Este modelo es capaz de detectar patrones asociados a cortocircuitos, circuitos abiertos o condiciones normales en base a la conductividad medida al final de la celda, logrando alertar al personal de mantenimiento antes de que estos problemas afecten significativamente a la producción.
Description
Informe de Habilitación Profesional para optar al grado académico de Licenciado en Ciencias de la Ingeniería y al título de Ingeniero Civil Eléctrico
Keywords
Minería, Electroobtención, Cátodos, Modelación, Concentración, Cobre, Ácido sulfúrico, Conductividad, COMSOL, Cortocircuito, Distribución de corriente, Método de elementos finitos, Eficiencia, Consumo específico, Voltaje celda, Ingeniería Civil Eléctrica, Facultad de Ingeniería