Procedimiento y dispositivo para la preparación de sulfuro de mercurio destinado a su subsiguiente eliminación como desecho.

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

donde se obtiene el sulfuro de mercurio durante un proceso de reacción en un reactor (2) a partir de una mezcla de mercurio elemental y material de aportación a base de azufre elemental o de un compuesto de azufre, alimentándose el reactor (2) de modo continuo con el mercurio y con el material de aportación, calentando el mercurio y el material de aportación en el reactor (2) para convertirlos a una fase gaseosa, teniendo lugar la reacción entre el mercurio y el material de aportación en la fase gaseosa y realizándose la reacción en el reactor (2) en condiciones de depresión hasta en el vacío, como mínimo a 0,05 bar por debajo de la presión ambiental.

Procedimiento y dispositivo para la preparación de sulfuro de mercurio destinado a su subsiguiente eliminación como desecho.

La invención se refiere a un procedimiento para la preparación de sulfuro de mercurio destinado a su subsiguiente eliminación como desecho, obteniéndose el sulfuro de mercurio en el curso de un proceso de reacción que tiene lugar en un reactor a partir de una reacción de mercurio elemental y un material de aportación que contiene azufre elemental y/o un compuesto de azufre.

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 ya muchos años se está recuperando mercurio secundario en plantas de reciclado a partir de desechos 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 procedente 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 desecho 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 del 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 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 desecho. 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 realizando la carga de la instalación mezcladora de forma discontinua. El inconveniente del procedimiento conocido es que el material de aportación se ha de añadir al mercurio en una proporción muy hiperestequiométrica para asegurar que se produzca 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. El funcionamiento de la instalación mezcladora por cargas da lugar en el procedimiento conocido a unos costes elevados y a unas cantidades de producción de sulfuro de mercurio relativamente pequeñas.

Por el documento GB 404 886 ya se conoce un procedimiento para la producción de ZnS en el cual los elementos reaccionan directamente entre sí en la fase gaseosa. Las partículas obtenidas de este modo se emplean a continuación como pigmentos. Por la publicación "Gmelins Handbuch der anorganische Chemie" (manual Gmelin de química inorgánica) ; 1968, editorial Chemie, Weinheim, tomo 34, pág. 554 y siguientes, se conoce que el procedimiento conocido por el documento GB 404 886 A se puede emplear también para la preparación de HgS.

El objetivo de la presente invención es proporcionar un procedimiento de la clase citada inicialmente mediante el cual se pueda preparar sulfuro de mercurio de forma sencilla y económica, y a ser posible, sin que suponga una carga para el medio ambiente.

Este objetivo se resuelve mediante un procedimiento de la clase citada inicialmente que presenta las características de la reivindicación 1. Para ello se carga el reactor de forma continua con el mercurio y el material de aportación, calentándose el mercurio y el material de aportación en el reactor, pasando a un estado gaseoso, teniendo lugar la reacción entre el mercurio y el material de aportación en la fase gaseosa, realizándose la reacción en el reactor bajo depresión.

La invención se refiere a un procedimiento continuo para la inmovilización de mercurio mediante la reacción con azufre para formar sulfuro de mercurio, en el que el mercurio y el azufre se convierten mediante unos aparatos adecuados de modo continuo a la fase gaseosa, consiguiéndose una reacción continua en fase gaseosa entre el mercurio y el azufre. En comparación con el procedimiento conocido por el documento US-A-5, 034, 054, la preparación continua de sulfuro de mercurio da lugar a un ahorro de costes y a una simplificación del proceso. Al mismo tiempo, el procedimiento conforme a la invención está diseñado preferentemente de tal forma que el sulfuro de mercurio obtenido cumpla los requisitos para la subsiguiente eliminación como desecho, preferentemente para una eliminación bajo tierra.

Con relación a la invención se ha observado que es necesario efectuar la adición del material de aportación en proporción fuertemente hiperestequiométrica según el documento US-A-5, 034, 054 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. En cambio, en el procedimiento conforme a la invención, el mercurio y el material de aportación se convierten en el reactor a la fase gaseosa, con lo cual los dos componentes de la reacción reaccionan entre sí en estado gaseoso. De este modo aumenta notablemente la reactividad del mercurio y se facilita la formación de sulfuro de mercurio.

Con relación con la producción continua de sulfuro de mercurio está previsto además que el sulfuro de mercurio que se obtiene en el reactor durante la reacción se retire del reactor de forma continua en forma de vapor. La temperatura de trabajo en el reactor se encuentra para ello preferentemente por encima de la temperatura de ebullición del sulfuro de mercurio o por encima de su temperatura de evaporación, con el fin de que el sulfuro de mercurio formado no se condense en el interior del reactor o se vuelva a sublimar. La temperatura de trabajo en el interior del reactor debería estar por lo tanto preferentemente por encima de unos 580º, si bien se puede elegir también una temperatura más elevada para poder excluir con seguridad la posibilidad de que se produzca la condensación o resublimación del sulfuro de mercurio. Si el reactor trabaja con depresión, se puede reducir también correspondientemente la temperatura de trabajo.

El funcionamiento del reactor a temperaturas situadas dentro de un campo que queda por encima de la temperatura de ebullición del sulfuro de mercurio da por cierto lugar a que los materiales empleados pasen muy rápidamente a la fase gaseosa después de cargarlos en el reactor. De este modo se puede corregir debidamente el tiempo de permanencia necesario en el reactor aumentando... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para la preparación de sulfuro de mercurio destinado a la subsiguiente eliminación como desecho, donde se obtiene el sulfuro de mercurio durante un proceso de reacción en un reactor (2) a partir de una mezcla de mercurio elemental y material de aportación a base de azufre elemental o de un compuesto de azufre, alimentándose el reactor (2) de modo continuo con el mercurio y con el material de aportación, calentando el mercurio y el material de aportación en el reactor (2) para convertirlos a una fase gaseosa, teniendo lugar la reacción entre el mercurio y el material de aportación en la fase gaseosa y realizándose la reacción en el reactor (2) en condiciones de depresión hasta en el vacío, como mínimo a 0, 05 bar por debajo de la presión ambiental.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el sulfuro de mercurio que se obtiene durante la reacción en el reactor (2) se extrae del reactor (2) de modo continuo en forma gaseosa.

3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el reactor (2) trabaja a una temperatura superior a la temperatura de ebullición del sulfuro de mercurio, en particular a una temperatura de trabajo superior a 500ºC y en particular superior a 580ºC.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el reactor (2) se carga con una mezcla preferentemente homogeneizada de mercurio y material de aportación.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el material de aportación y el mercurio se alimentan al reactor (2) 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.

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el tiempo de permanencia calculado del mercurio y del material de aportación en el reactor (2) es como mínimo de 1 s, preferentemente entre 1 y 6 s, más preferentemente inferior a 4 s.

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el reactor (2) trabaja en un régimen estanco a los gases.

8. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque después de evacuar el sulfuro de mercurio del reactor (2) este es enfriado bruscamente mediante un refrigerante líquido por lo menos hasta alcanzar el estado sólido, preferentemente hasta una temperatura inferior a 50ºC.

9. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el sulfuro de mercurio enfriado se separa del refrigerante que circula en particular en circuito cerrado mediante separación de sólido - líquido.

10. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la separación de sólido - líquido tiene lugar mediante separación por gravedad o separación por fuerza centrífuga y porque después de la separación de sólido - líquido el sulfuro de mercurio preferentemente se prensa y eventualmente se seca.