Un aparato fijador para la purificación de una solución acuosa que sale de una extracción líquido-líquido que se produce en relación con la recuperación hidrometalúrgica de metales de gotitas de una solución de extracción,

en el que dicho aparato comprende (consiste en) un tanque de fijación con forma esencialmente rectangular (1) que se extiende horizontalmente entre un extremo de alimentación (4) y un extremo trasero (15), y que comprende lados y un fondo (5) y al menos un tubo de alimentación y un tubo de extracción (2, 20) para la solución acuosa, en el que situado en el tanque de fijación hay al menos un coalescente de gotitas (9) que se extiende desde un lado del tanque al otro y desde el fondo del tanque hasta por encima de la altura de llenado del líquido en uso, caracterizado porque el coalescente es impermeable desde un lado del tanque al otro en su sección verticalmente central pero teniendo en la sección inferior una casete con placa de flujo (11) para el flujo de la solución acuosa, cuya casete está constituida por varias placas de flujo superpuestas (21) estando dirigidas oblicuamente hacia abajo en la dirección del flujo en un ángulo de 10 - 45 grados con respecto al fondo y con superficies rugosas y/o perfiladas y localizadas a una distancia que corresponde al 10-25% de la altura del coalescente de gotitas, y donde la sección superior del coalescente de gotitas comprende una casete de canal conector (13) con placas guía para el flujo de la solución de extracción que se está dirigiendo oblicuamente hacia arriba cuando se ve en la dirección del flujo en un ángulo de 5 - 25 grados, y el número de placas guía es 1/6 - 1/3 del número de placas de flujo, en el que además el extremo trasero (15) del tanque de fijación está además equipado con varias unidades de succión de solución acuosa purificada (19) dirigidas oblicuamente hacia abajo que se conectan con un tubo colector (20) y un canal de descarga de la solución de extracción (16) que se extiende sobre el extremo trasero completo del tanque

Campo de la invención

La invención se refiere a un método y aparato con el que la solución acuosa de una extracción líquido-líquido en la recuperación hidrometalúrgica de metales se purifica a partir de gotitas de una solución de extracción orgánica.

Antecedentes de la invención

La recuperación hidrometalúrgica de metales a menudo comprende las siguientes etapas: la lixiviación de un concentrado o mena, la extracción líquido-líquido y la precipitación o reducción del metal. La lixiviación puede ser biolixiviación o lixiviación ácida diluida, desde la que la solución acuosa se envía a la extracción líquido-líquido. En la extracción, la solución de extracción orgánica se mezcla, en una célula de extracción (mezclador-fijador) o en una columna, en una solución acuosa que contiene un metal, normalmente en forma de ión o como un compuesto junto con varias impurezas. El metal precioso a ser refinado reacciona selectivamente con la solución de extracción orgánica, por lo que se separa de la solución acuosa en la sustancia química de extracción de una forma pura. La solución acuosa reducida de los metales preciosos, es decir, el refino, vuelve a la lixiviación de concentrado/mena. El metal o sustancia preciosa unida al extractante puede a continuación separarse de la solución orgánica de vuelta a la solución acuosa (extracción) con la reacción química invertida a la extracción, y puede a continuación recuperarse de nuevo de ahí como un producto, por ejemplo mediante precipitación o reducción al metal. La reducción puede ser por ejemplo electrólisis.

Por lo tanto, el proceso de extracción es la mezcla de líquidos que son físicamente insolubles entre sí en gotitas o una dispersión en la sección de mezcla del aparato de extracción, y tras la transferencia de masa química, se provoca que las gotitas en la dispersión se fusionen de vuelta a las capas originales del líquido en la sección de fijación o fijador. La mezcla intensiva o un cambio significativo en las condiciones químicas de la superficie del proceso pueden dar como resultado gotitas muy pequeñas, que requieren mucho tiempo para retirarse a su propia fase líquida. Estas gotitas no tienen necesariamente tiempo para retirarse en la sección de fijación real de la etapa de extracción, pero avanzan en el proceso con la otra fase.

La incorporación de la solución de extracción en las etapas del proceso que se producen en la fase acuosa tales como lixiviación o electrólisis (electroobtención) provoca alteraciones en el proceso. La biolixiviación es particularmente sensible a la alteración, porque la solución de extracción orgánica es tóxica a las bacterias que mantienen la biolixiviación. Además, la pureza del metal producido mediante electroobtención sufre de la solución de extracción que se acumula en los tanques de electrólisis. Por lo tanto, el electrolito que entra a la electrólisis también debe purificarse cuidadosamente de las gotitas del extractante. Se permite un máximo de solamente 3-5 ppm de solución de extracción en el electrolito.

Por ejemplo, en la recuperación hidrometalúrgica del cobre, se usan aparatos mezcladores-fijadores que principalmente se disponen horizontalmente. Su funcionamiento ha mejorado en años recientes hasta el punto de que la cantidad de solución de extracción incorporada a la solución acuosa está en el intervalo de aproximadamente 10 ppm. Sin embargo, se ha descubierto que la reducción permanente de la cantidad de gotitas incorporadas por debajo de 5 ppm no puede realizarse usando solamente un aparato mezclador-fijador.

La separación de gotitas pequeñas de otra solución se produce usando el principio de la coalescencia de la gotita. Cuando las gotitas se hacen más grandes, pueden separarse de otra solución debido al efecto de la gravedad. Hay varios tipos de agentes coalescentes de gotitas, por ejemplo coalescentes de placa, coalescentes de fibra/malla, coalescentes de lecho fijo y coalescentes de membrana. Por ejemplo, el documento WO 03/097205, en el cual se basa el preámbulo de la reivindicación 1, desvela un fijador que incluye miembros de reversión como vallas localizados en la sección de separación para la separación controlada de dos líquidos en sus propias fases formando diferentes capas de solución.

Hoy en día, por ejemplo, un tipo de dispositivo coalescente de gotita orgánico de lecho fijo, que de hecho es un filtro de presión, tal como el descrito en la publicación de patente de Estados Unidos 6.015.502 se usa para purificar el electrolito. Un relleno tal como antracita se usa en el filtro de presión para unirse a las gotitas. El relleno es regenerativo a intervalos regulares, para que sus poros no se atasquen demasiado con la solución orgánica. En la práctica, se requieren varios dispositivos conectados en paralelo para la purificación, por ejemplo de cuatro a seis unidades en una instalación de gran tamaño para extracción de cobre. El aparato es caro y sus características de funcionamiento son complicadas. Debido a que la dirección del flujo de la solución tiene que cambiar de vez en cuando, esto da como resultado el hecho de que las soluciones de diferentes etapas del funcionamiento se mezclan de manera desventajosas. Al mismo tiempo, algo del electrolito y de la solución de extracción también se pierde.

La cantidad de refinado, la corriente de solución acuosa de la etapa de extracción que se envía de vuelta a la lixiviación, es considerablemente mayor que la cantidad de electrolito en contacto con la solución orgánica en la etapa de extracción. Incluso si el aparato descrito en la patente de Estados Unidos 6.015.502 se usara para purificar el electrolito, su uso en la purificación de refinado no sería económicamente viable en la práctica. Se proponen tanques para purificar el refinado, en los que se colocan placas con ranuras de acuerdo con varias realizaciones. La distancia entre las placas es normalmente superior a 10 mm y cuando el tamaño de las gotitas de la solución de extracción es inferior a 50 micrones, el efecto limpiador generalmente sigue siendo modesto, mucho menos que la mitad de la cantidad de la solución de extracción contenida en el refinado.

Fin de la invención

El fin del método y aparato de la invención es tratar la solución acuosa que sale de la extracción hidrometalúrgica líquido-líquido de los metales realizando la separación física de las gotitas de la solución de extracción de la solución acuosa de una manera simple y económica. La solución acuosa puede ser bien la que sale de la extracción que contiene metales preciosos o un refinado que sale de la propia extracción, que se reduce de la sustancia preciosa.

Sumario de la invención

Los rasgos característicos de la invención se harán aparentes en las reivindicaciones independientes adjuntas 1 y 9.

En el método de acuerdo con la invención la solución acuosa que sale de la extracción líquido-líquido que se produce durante la recuperación hidrometalúrgica de metales se trata en un tipo tras fijador de tanque fijador, donde se provoca que fluya desde el extremo de alimentación del tanque hacia el extremo trasero. Se provoca que la solución acuosa fluya a través de un área del canal de flujo con una sección transversal reducida que se extiende sobre la anchura de tanque al menos en un punto. Los canales de flujo están localizados en la sección inferior del coalescente de gotitas de acuerdo con la invención, con la sección superior del dispositivo siendo principalmente impermeable. En la zona del coalescente de gotitas se provoca que la solución acuosa fluya a través de los canales de flujo, que tienen un área en sección transversal del 10-25% del área total en sección transversal de la profundidad de la solución, es decir, formados por placas de flujo localizadas a una distancia que corresponde al 1025% de la altura del coalescente de gotitas.

Los canales de flujo se agrupan para estar superpuestos e inclinados oblicuamente hacia abajo en la dirección del flujo. La profundidad de los canales de flujo está en la región de 2-6 mm, preferentemente 3-5 mm. La mayor parte del flujo de la solución es laminar, pero la parte superior del canal de flujo es adecuada para formar una espiral, que hace que las gotitas de la solución de extracción choquen entre sí y por lo tanto formen gotitas más grandes. Las superficies de los canales de flujo son rugosas y/o tienen otra forma para crear espirales. La forma también provoca una desaceleración del movimiento de las gotitas de la solución de extracción y... [Seguir leyendo]

1. Un aparato fijador para la purificación de una solución acuosa que sale de una extracción líquido-líquido que se produce en relación con la recuperación hidrometalúrgica de metales de gotitas de una solución de extracción, en el que dicho aparato comprende (consiste en) un tanque de fijación con forma esencialmente rectangular (1) que se extiende horizontalmente entre un extremo de alimentación (4) y un extremo trasero (15), y que comprende lados y un fondo (5) y al menos un tubo de alimentación y un tubo de extracción (2, 20) para la solución acuosa, en el que situado en el tanque de fijación hay al menos un coalescente de gotitas (9) que se extiende desde un lado del tanque al otro y desde el fondo del tanque hasta por encima de la altura de llenado del líquido en uso, caracterizado porque el coalescente es impermeable desde un lado del tanque al otro en su sección verticalmente central pero teniendo en la sección inferior una casete con placa de flujo (11) para el flujo de la solución acuosa, cuya casete está constituida por varias placas de flujo superpuestas (21) estando dirigidas oblicuamente hacia abajo en la dirección del flujo en un ángulo de 10 – 45 grados con respecto al fondo y con superficies rugosas y/o perfiladas y localizadas a una distancia que corresponde al 10-25% de la altura del coalescente de gotitas, y donde la sección superior del coalescente de gotitas comprende una casete de canal conector (13) con placas guía para el flujo de la solución de extracción que se está dirigiendo oblicuamente hacia arriba cuando se ve en la dirección del flujo en un ángulo de 5 – 25 grados, y el número de placas guía es 1/6 – 1/3 del número de placas de flujo, en el que además el extremo trasero (15) del tanque de fijación está además equipado con varias unidades de succión de solución acuosa purificada (19) dirigidas oblicuamente hacia abajo que se conectan con un tubo colector (20) y un canal de descarga de la solución de extracción (16) que se extiende sobre el extremo trasero completo del tanque.

2. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la distancia de las placas de flujo y guía unas respecto a otras es 2-6 mm, preferentemente 3-5 mm.

3. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la altura de la rugosidad de las placas de flujo y guía está en el intervalo de 0,3-1 mm y/o la altura del perfil es alrededor de 2-3 mm.

4. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque las superficies de las placas de flujo y guía son onduladas.

5. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque las protuberancias redondeadas (22) se forman sobre la superficie superior de las placas de flujo y guía y la superficie inferior es rugosa.

6. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el número de coalescentes de gotitas en el tanque de fijación es entre 1 y 5.

7. Una aparato de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el tanque de fijación está equipado con al menos un elemento de giro impermeable (14) que asciende esencialmente verticalmente desde el fondo y que está situado detrás del coalescente de gotitas cuando se ve en la dirección del flujo, y que se extiende desde un lado del tanque al otro y que tiene una altura que es cómo máximo la mitad de la altura de llenado del líquido en el tanque.

8. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el tubo de alimentación forma parte de una placa vertical (7) que divide el extremo de alimentación, y porque la altura de dicha placa vertical es el 30-50% de la profundidad efectiva del tanque.

9. Un método para la purificación física de una solución acuosa que sale de la extracción líquido-líquido que se produce en relación con la recuperación hidrometalúrgica de metales de gotitas de solución de extracción orgánica en el que se provoca que la solución acuosa fluya a través de un aparato de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 12 para fundir gotitas pequeñas de la solución de extracción.

10. Un método de acuerdo con la reivindicación 9, caracterizado porque el área en sección transversal de la zona del canal de flujo es el 10-25% del área en sección transversal de la profundidad total de la solución.

11. Un método de acuerdo con la reivindicación 9, caracterizado porque la solución acuosa se introduce oblicuamente hacia abajo en el extremo delantero del fijador en varias sub-corrientes.

12. Un método de acuerdo con la reivindicación 9, caracterizado porque la solución acuosa se succiona del extremo trasero del fijador en varias sub-corrientes oblicuamente hacia arriba desde la sección del fondo.

13. Un método de acuerdo con la reivindicación 9, caracterizado porque la solución de extracción separada se extrae del extremo trasero del fijador sobre el borde del exceso al canal de descarga que se extiende a través de la anchura completa del tanque y porque la cantidad de solución extraída es el 10 – 50 % de la cantidad de solución introducida en el tanque.