Procedimiento para valorizar residuos procedentes de explotaciones mineras.

Procedimiento para valorizar residuos procedentes de explotaciones mineras.



El procedimiento se basa en someter a los residuos procedentes de explotaciones mineras que pueden formar parte de escombreras, a una serie de fases operativas consistentes en disolver mediante un solvente apropiado, el material procedente de la escombrera o residuo a tratar, efectuándose seguidamente una decantación de los sólidos en suspensión para eliminación de barros, lodos y materiales insolubles, efectuándose seguidamente una evaporación controlada del solvente utilizado en la disolución, así como una posterior deshumidificación de los productos obtenidos en la fase anterior, para conseguir un subproducto sólido y seco que es clasificado por su granulometría para su posterior y definitivo almacenaje y distribución final del mismo.

Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P201200101.

Solicitante: REQUENA OROZCO,PEDRO.

Nacionalidad solicitante: España.

Inventor/es: REQUENA OROZCO,PEDRO.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • B03B7/00 SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES.B03 SEPARACION DE SOLIDOS POR UTILIZACION DE LIQUIDOS O POR UTILIZACION DE MESAS O CRIBAS DE PISTON NEUMATICO; SEPARACION MAGNETICA O ELECTROSTATICA DE MATERIALES SOLIDOS A PARTIR DE MATERIALES SOLIDOS O DE FLUIDOS; SEPARACION POR CAMPOS ELECTRICOS DE ALTA TENSION.B03B SEPARACION DE MATERIALES SOLIDOS POR UTILIZACION DE LIQUIDOS O POR UTILIZACION DE MESAS O CRIBAS DE PISTON NEUMATICO (operaciones para separar los fluidos de los sólidos B01D; separación magnética o electrostática de materiales sólidos a partir de materiales sólidos o fluidos, separación por campos eléctricos a alta tensión B03C; flotación, sedimentación diferencial B03D; separación por vía seca B07; cribado o tamizado B07B; separación por selección individual B07C; separación especial de materiales definidos, prevista en una sola de las otras clases, ver las clases apropiadas). › Combinaciones de procedimientos o de aparatos que operan por vía húmeda, con otros procedimientos o aparatos, p. ej. para la preparación de minerales o cenizas.
  • B03B9/00 B03B […] › Disposición general de un taller de separación, p. ej. esquema operatorio.

PDF original: ES-2424901_A1.pdf

 


Fragmento de la descripción:

OBJETO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a un procedimiento para valorizar residuos procedentes de explotaciones mineras, basándose en un proceso de eliminación de los lodos, barros e insolubles que contienen los residuos o escombros a tratar, para conseguir separarlos de los cloruros que son el objetivo valorizable principalmente.

El objeto de la invención es valorizar los residuos procedentes de explotaciones mineras de sales potásicas, sal gema y otros cloruros y minerales de similar composición, diferenciándolos y separándolos entre ellos, logrando unos grados de pureza aptos para ser admitidos según los requerimientos actuales en el mercado industrial, químico y alimenticio.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Durante muchos años las explotaciones mineras, tanto de interior como de superficie, han ido acumulando montañas de desechos procedentes de su propia actividad. Estas explotaciones suelen tratar un número elevado de toneladas de material en bruto para después, en sus procesos productivos, discriminar una pequeña parte donde se concentra el mineral o minerales por los que tienen otorgada la concesión minera para su aprovechamiento.

5 Habitualmente, en este proceso, la parte no susceptible de ser valorizada, bien por su bajo valor económico en ese momento, o bien por no ser objeto directo de la explotación, da como resultado la generación de una cantidad importante de residuos.

1 O Además, dichos residuos suelen a su vez acumularse en las inmediaciones de las mismas explotaciones, en forma de escombreras, depositadas para su posible aprovechamiento futuro o simplemente depositado porque el estado de la técnica no permite su reutilización.

15 Los residuos anteriormente comentados y que forman las escombreras en torno a las explotaciones mineras, no tienen una composición exacta e invariable, puesto que son depositadas en épocas y condiciones diferentes.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

20 El procedimiento que se preconiza viene a resolver la problemática anteriormente expuesta, teniendo en cuenta la variabilidad de parámetros correspondientes a los residuos a tratar, siendo un proceso suficientemente versátil como para adaptarse a una diversidad importante de composiciones.

25 Mas concretamente, el procedimiento de la invención se basa en la eliminación de los lodos, barros e insolubles que contienen los residuos a tratar, de manera que las salmueras obtenidas podrían ser comercializadas como tales directamente, aunque están compuestas por una mezcla de carbonatos y sulfatos y, mayoritariamente, por cloruros sódico, potásico, de

litio, de magnesio y otros en menores proporciones.

Por poner un ejemplo, la composición típica de una escombrera salina correspondiente a los residuos procedentes de explotaciones mineras, tiene unos componentes y porcentajes en peso que corresponden a los siguientes:

KCI ........................ 3, 0 -6, 5 % NaC1.........................75, 2-93, 5 % Li Cl ....................... 0, 005 -0, 02 % MgC12 .................... 1, 9-5, 8 % Sulfatos ................... 1 , O -4, 5 % Insolubles ................ 2, 5 -6, 5 % Humedad ................ 3, 5-7, 6% Otros ....................... 0, 1-0, 5 %

Pues bien, según el procedimiento objeto de la invención, para separar los diferentes tipos de compuestos valorizables que participan en una composición típica como la anteriormente referida, se llevan a cabo una serie de subprocesos de evaporación y redisolución, combinando diferentes temperaturas de la salmuera y aprovechando las diferencias de solubilidad de los distintos compuestos a distintas temperaturas, para conseguir una precipitación selectiva de los mismos.

Los cristales formados precipitan y son removidos del proceso aunque conservando parte importante de la humedad, siendo ésta eliminada por medios mecánicos y/o evaporación en una etapa posterior, para obtener un grado de humedad apto para su comercialización.

Dichos cristales, dependiendo de la composición original del producto o residuo, es posible que aún presenten concentraciones demasiado elevadas de otras sustancias consideradas contaminantes, siendo éstos removidos mediante duchas o subdisoluciones parciales con solventes a diferentes temperaturas y concentraciones de disolución, dependiendo del compuesto a eliminar. Las aguas a diferentes temperaturas que son utilizadas para refinar el material son reconducidas a uno u otros depósitos, para volver a iniciar el proceso y esta vez con una composición base de entrada diferente

a la anterior.

En el procedimiento de la invención las fases que participan para su ejecución son las siguientes:

-Primeramente se lleva a cabo una recuperación y transporte de los residuos en bruto, hasta la planta de valorización, pudiéndose utilizar cualquier método, tales como palas cargadoras, cintas transportadoras, sinfines, etc., siendo el objetivo recuperar masa sólida de las escombreras para su tratamiento. A menudo, debido a que estas escombreras se encuentran a la intemperie, pueden estar muy compactadas debido a factores metereológicos, en cuyo caso será necesario el uso de máquinas móviles de picaneo o rozadoras para desmembrar el compactado.

-Homogenización del material o producto anterior, para eliminación de la basura, efectuándose la separación manual mente o mediante medios mecánicos de los posibles restos de maquinaria vieja, restos de cintas transportadoras, maderas y otros, utilizando, por ejemplo, separadores de materiales ferromagnéticos, mediante imanes permanentes o electroimanes, ya que una parte de residuos no aprovechables está

compuesto de restos férricos magnetizables.

-Reducción del material o producto a una granulometría apta para su tratamiento. En el caso de residuos salinos, puede haber depositada piedras salinas de hasta 50 cm de diámetro, así como una cantidad importante de barro y lodos de granulometría micrométrica. Se reducirá el tamaño del compuesto mediante machacadora de quijadas, molinos y otros medios, hasta conseguir reducir el material a un tamaño apto para su posterior procesamiento, pudiéndose estimar el tamaño alrededor de los 3-5 mm de diámetro máximo.

-Análisis del producto una vez reducida su granulometría, efectuándose dicho análisis mediante la toma de pequeñas muestras representativas del material o producto, analizándose su composición de forma automática, siendo el material pesado mediante estática en tolvas o de forma dinámica en las mismas cintas transportadoras, de manera tal que el objeto de los muestreos y análisis es conocer exactamente que cantidad de material se va a procesar y cual es su composición, para que el sistema de control automático determine el grado e intensidad de aplicación de los subproductos de selección siguientes. Dichas mediciones automáticas también se repiten en pasos de tratamiento posteriores, tanto en sólidos como líquidos con intención de monitorizar el proceso en continuo en todo momento.

-Disolución del material ya disgregado y cuantificado, efectuándose dicha disolución mediante un solvente apropiado y utilizando elementos tales como agitadores, bombas

recirculadoras de lodos o cualquier medio mecánico, con el objetivo de conseguir una disolución saturada. El solvente utilizado será preferentemente agua ya que la composición de la mezcla está mayoritariamente compuesta por cloruros de halógenos muy solubles en agua, contemplándose también la posibilidad de utilizar compuestos orgánicos para disolver otros tipos de cloruros como es el caso del litio. En el caso de determinar que la mezcla es rica en minerales con un índice de solubilidad elevado a alta temperatura relativa, se procederá directamente a formar esta disolución con solvente a temperatura elevada, y en caso contrario se podrá utilizar el solvente a temperatura ordinaria.

Decantación/precipitación de sólidos en suspensión de la disolución, de manera que mediante adición o remoción de productos químicos adecuados, tales como fluculantes o aditivos, es posible variar algunas condiciones, como puede ser el PH, provocando o acelerando la precipitación selectiva de alguno o algunos de los componentes de la disolución.

-Filtración de la disolución obtenida en la fase anterior, es decir de la disolución ya bastante limpia, para la eliminación de barros, lodos y materias insolubles contenidas en la mezcla correspondiente a la disolución referida, de manera que estos componentes son de granulometría pequeña aunque perjudicarían el aspecto y composición de los productos finales y es por lo que se utilizan medios de filtraje para eliminación de tales componentes, mediante recirculación... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1a. Procedimiento para valorizar residuos procedentes de explotaciones mineras, que basándose en la eliminación de lodos, barros e insolubles que contienen los residuos o escombros a tratar, para conseguir separarlos de los cloruros como material fundamental a valorizar, se caracteriza porque comprende las siguientes fases operativas:

a) Eliminación de la basura para conseguir una homogenización de los residuos a tratar. b) Reducción de la granulometría correspondiente al material resultante tras la eliminación de la basura. e) Análisis de la composición del material, mediante la toma de pequeñas muestras.

d) Disolución del material ya disgregado y cuantificado en las fases anteriores, efectuándose la disolución en un solvente apropiado.

e) Decantación de los sólidos en suspensión de la disolución correspondiente a la fase anterior, para eliminación de barros, lodos y materiales insolubles.

f) Evaporación controlada del solvente utilizado en la fase d) , para conseguir la separación de los subproductos valorizados. g) Deshumidificación de los subproductos valorizados para conseguir un subproducto sólido y seco.

h) Clasificación por granulometría de los subproductos resultantes de la fase anterior, para su posterior y definitivo almacenaje mediante ensacado, envasado, paletizado o fraccionado de los mismos, permitiendo su distribución final.

2. Procedimiento para valorizar residuos procedentes de explotaciones mineras, según reivindicación 1, caracterizado porque sobre la disolución de la fase d) es susceptible de variarse algunas condiciones, como puede ser el PH, mediante la adición o remoción de productos químicos apropiados, tales como floculantes o aditivos, provocando o acelerando la precipitación selectiva de alguno o algunos de los componentes de la disolución.

3. Procedimiento para valorizar residuos procedentes de explotaciones mineras, según reivindicación 1, caracterizado porque sobre la disolución de la fase d) se aplica alternativa y ordenadamente diferentes temperaturas, permitiendo obtener un precipitado selectivo mediante cristalización de alguno o algunos de sus componentes.

4. Procedimiento para valorizar residuos procedentes de explotaciones mineras, según reivindicación 1, caracterizado porque sobre la disolución de la fase d) se aplica un proceso de evaporación controlada, mediante aportación y/o absorción de calor, para conseguir un precipitado selectivo mediante cristalización y precipitación de alguno o algunos de sus componentes.

5. Procedimiento para valorizar residuos procedentes de explotaciones mineras, según reivindicaciones 3 y 4, caracterizado porque el proceso de evaporación de la disolución se realiza mediante reducción de presión en un recipiente estanco.

6. Procedimiento para valorizar residuos procedentes de explotaciones mineras, según reivindicaciones 3, 4 y 5, caracterizado porque la aportación y/o absorción de calor, así como la elevación y/o descenso de la temperatura, se realiza mediante un sistema de generación de energía renovable.

7. Procedimiento para valorizar residuos procedentes de explotaciones mineras, según reivindicación 1, caracterizado porque la fase de deshumidificación g) se efectúa mediante aportación de calor,

centrifugación y/o reducción de presión atmosférica en un recipiente estanco.

8. Procedimiento para valorizar residuos procedentes de explotaciones mineras, según reivindicación 1, caracterizado porque la clasificación de los productos correspondientes a la fase h) se efectúa en función del tamaño, mediante cribas u otros medios de separación granulo métrica.


 

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