PROCEDIMIENTO Y DISPOSITIVO PARA LA PREPARACIÓN DE SULFURO DE MERCURIO DESTINADO A SU SUBSIGUIENTE ELIMINACIÓN COMO DESHECHO.

Procedimiento para la preparación de sulfuro de mercurio destinado a la subsiguiente eliminación como deshecho,

donde se obtiene el sulfuro de mercurio durante un proceso de mezcla en una instalación mezcladora (2) a partir de una mezcla de mercurio elemental y material de aportación a base de azufre elemental o de un compuesto de azufre, caracterizado porque la mezcla tiene lugar en la instalación mezcladora (2) en condiciones de depresión.

Procedimiento y dispositivo para la preparación de sulfuro de mercurio destinado a su subsiguiente eliminación como deshecho La invención se refiere a un procedimiento para la preparación de sulfuro de mercurio destinado a su subsiguiente eliminación como residuo, de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1.

Por sus características físicas especiales el mercurio se emplea en numerosas aplicaciones tecnológicas y en la producción industrial. Aquí hay que citar especialmente la electrolisis cloroalcalina para la obtención de cloro. Además de una multitud de propiedades positivas, el mercurio sin embargo es también una sustancia peligrosa tóxica, que debido especialmente a su tensión de vapor relativamente elevada incluso a temperatura ambiente, representa un peligro para las personas y el medio ambiente. Numerosos accidentes y daños casi irreversibles para el medio ambiente que se han producido en el pasado le han dado al mercurio una popularidad muy dudosa.

Teniendo en cuenta estos antecedentes, se están sustituyendo hoy día en muchos sectores el mercurio o incluso unos procedimientos completos de producción con el fin de reducir lo más posible el consumo de mercurio y por lo tanto las emisiones de mercurio. La menor demanda da lugar a una reducción que llega hasta el cese de la producción del mercurio primario en los centros de producción conocidos. Desde hace muchos años se está recuperando en plantas de reciclado, mercurio secundario a partir de residuos y se ofrece en el mercado como alternativa al mercurio primario. En el futuro se liberarán cantidades muy grandes de mercurio secundario al efectuarse la transformación a nivel mundial de las producciones de cloro existentes pasando del procedimiento de amalgama al procedimiento de membrana. A la larga no será posible que el mercurio disponible de estas plantas se emplee permanentemente en otras aplicaciones conformes para el medio ambiente. Teniendo en cuenta estos antecedentes será necesario proporcionar para el mercurio elemental una posibilidad de eliminación final como deshecho que sea conforme para el medio ambiente.

Una de las posibilidades de transformar el mercurio elemental en un compuesto estabilizado de mercurio consiste en la preparación de sulfuro de mercurio (cinabrio) . El sulfuro de mercurio es un compuesto estable o estabilizado que debido a sus propiedades conocidas (ausencia de toxicidad, estabilidad química, incluso en condiciones agresivas) permite realizar un almacenamiento de mercurio duradero y sin peligro. Por lo demás, también es posible en principio preparar el sulfuro de mercurio mediante el empleo de compuestos de azufre.

Por el documento WO 2006/016076 A1 se deduce ya un procedimiento genérico para la preparación de sulfuro de mercurio mediante la reacción de mercurio líquido con azufre sólido, siendo la proporción molar Hg/S de 1:1 a 1:3. El procedimiento se lleva a cabo en un reactor rotativo que está compuesto por un émbolo, un tubo fijado al mismo y un sistema de alimentación para cargar el mercurio y el azufre. La reacción tiene lugar a presión normal y dentro de un campo de temperaturas entre 20º C y 100º C, preferentemente entre 60º C a 80º C. El inconveniente del procedimiento conocido es que es necesario girar el reactor a unas velocidades de giro relativamente elevadas durante un periodo de tiempo bastante largo dentro del campo de temperaturas antes citado.

Por el documento US-A-5, 034, 054 ya se conoce un procedimiento para la preparación de un compuesto de mercurio estabilizado destinado a la subsiguiente eliminación como residuo. En este procedimiento se combina el mercurio en forma de una amalgama con cobre, zinc o níquel como material de aportación o también como sulfuro de mercurio en combinación con azufre como material de aportación, y a continuación se elimina de modo conforme con el medio ambiente. En el procedimiento conocido se añade el material de aportación al mercurio en una proporción estequiométrica mínima de 1:1 y preferentemente de 3:1. El proceso de mezcla se lleva a cabo a temperatura ambiente y presión ambiental. El inconveniente del procedimiento conocido es que el material de aportación se ha de añadir al mercurio en una proporción muy hiperestequiométrica para asegurar una reacción suficiente del mercurio con el compuesto del mercurio. Otro inconveniente del procedimiento conocido consiste en que debido al fuerte exceso hiperestequiométrico del material de aportación, que se añade en forma de polvo, se pueden producir durante el proceso de mezcla aerosoles, es decir partículas de material de aportación mínimas sedimentadas en el aire.

Por la publicación “Gmelins Handbuch del anorganische Chemie; 1968, editorial Chemie, Weinheim, tomo 34, pág. 554 y siguientes” se conoce un procedimiento para la preparación de sulfuro de mercurio negro, en el que se almacena primeramente mercurio y azufre en sendos brazos de un tubo en forma de U en el que se ha realizado un alto vacío, a temperaturas ordinarias. Si se emplea un tubo de conexión delgado entre los dos brazos, el sulfuro aparece en el tubo de conexión. Las cantidades que reaccionan son sumamente pequeñas.

El objetivo de la presente invención es proporcionar un procedimiento mejorado para la preparación de sulfuro de mercurio.

Este objetivo se resuelve básicamente de acuerdo con la invención porque la mezcla en el dispositivo de mezcla se realiza con depresión. En este caso depresión se refiere a cualquier presión inferir a la presión ambiental, incluso hasta el vacío. Bastan ya unas pequeñas depresiones de 0.05 bar, lo que para una presión ambiental de 1 bar corresponde a unas presiones absolutas de 0, 95 bar. La realización del proceso de mezcla bajo depresión da lugar a que tal como se ha descrito anteriormente, el punto de ebullición de mercurio disminuye correspondientemente, y a temperaturas ya más reducidas se consigue una elevada concentración de mercurio en forma gaseosa en el recipiente mezclador del dispositivo mezclador, con lo cual el mercurio reacciona con mayor rapidez con el azufre para formar sulfuro de mercurio.

Con relación a la invención se ha observado que la adición del material de aportación en proporción fuertemente hiperestequiométrica según el documento US-A-5, 034, 054 es necesaria porque la reacción del azufre con el mercurio tiene lugar siempre únicamente en la superficie de las partículas de azufre que están presentes en estado sólido. Para que sea posible lograr una reacción completa del azufre con el mercurio se requiere en esta reacción de sólido -líquido un gran exceso de azufre. La mayor temperatura por encima del punto de fusión del material de aportación empleado en la presente invención durante el proceso de mezcla da lugar como tal primeramente a que se incremente más la tensión de vapor del mercurio. De este modo, pasa a la fase de vapor una mayor parte del mercurio de lo que sucede a temperatura ambiente. En conjunto se incrementa de este modo la reactividad del mercurio y se mejora la formación de sulfuro de mercurio.

Con vistas a lograr una conversión completa de los materiales empleados para formar el mercurio resulta especialmente ventajoso si la mezcla tiene lugar por encima del punto de fusión del material de aportación, preferentemente a una temperatura superior a 150º C y en particular dentro del campo del punto de ebullición de mercurio. El aumento de temperatura hasta los valores antes citados da lugar a lo siguiente. Primeramente cambia el estado de agregación del material de aportación pasando de sólido a líquido. Además el aumento de temperatura da lugar a un mayor aumento de la tensión de vapor del mercurio. Al mismo tiempo se forma según el nivel de temperatura también un vapor de azufre. De este modo tiene lugar en la instalación de mezcla diferentes procesos de mezcla, que son concretamente referidos al mercurio/azufre los procesos de mezcla de líquido/sólido, líquido/líquido, líquido/gaseoso, gaseoso/sólido, gaseoso/líquido, y gaseoso/gaseoso. De este modo se consigue una conversión óptima de los materiales empleados para formar sulfuro de mercurio.

Se prefiere especialmente realizar el proceso de mezcla dentro de la instalación de mezcla en un campo de temperaturas situado aproximadamente en la zona del punto de ebullición del mercurio, y con depresión simultánea. De este modo se puede conseguir que la totalidad de mercurio elemental todavía presente pase durante el proceso de mezcla a la fase gaseosa y pueda tener lugar de este modo una mezcla óptima con el azufre. Por otra parte también es razonable bajo aspectos... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para la preparación de sulfuro de mercurio destinado a la subsiguiente eliminación como deshecho, donde se obtiene el sulfuro de mercurio durante un proceso de mezcla en una instalación mezcladora (2) a partir de una mezcla de mercurio elemental y material de aportación a base de azufre elemental o de un compuesto de azufre, caracterizado porque la mezcla tiene lugar en la instalación mezcladora (2) en condiciones de depresión.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la mezcla del mercurio y del material de aportación tiene lugar durante el proceso de mezcla a una temperatura que está por encima del punto de fusión del material de aportación.

3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la mezcla tiene lugar a una temperatura superior a 150º C y en particular dentro del campo del punto de ebullición del mercurio.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el material de aportación y el mercurio se alimentan en una proporción estequiométrica o ligeramente hiperestequiométrica, preferentemente en una proporción estequiométrica entre 0, 16:1 y 0, 5:1, en particular entre 0, 18:1 y 0, 32:1, y muy preferentemente entre 0, 19:1 y 0, 23:1.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la instalación mezcladora (2) se barre con gas inerte para obtener una atmósfera exenta de oxígeno.

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el proceso de mezcla se lleva a cabo en una cámara cerrada de la instalación mezcladora (2) , estanca a los gases.

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el proceso de mezcla se lleva a cabo a lo largo de un proceso de tratamiento entre 10 minutos y tres horas, en particular entre 20 minutos y dos horas y especialmente entre 30 minutos y una hora.

8. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la instalación mezcladora (2) se alimenta en cada proceso de mezcla con una carga entre 10 y 10.000 litros.

9. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque a la instalación mezcladora se añade por lo menos un aditivo para el acondicionamiento del sulfuro de mercurio, en particular para la preparación de sulfuro de mercurio en forma granular.

10. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque después de efectuada la mezcla, el sulfuro de mercurio se extrae a través de una instalación de evacuación en circuito cerrado, acoplada a la instalación mezcladora (2) .