Procedimiento para el tratamiento de fosfoyeso y en particular de lixiviados de fosfoyeso.

Procedimiento para tratar lixiviado procedente de un vertedero de fosfoyeso o de una pila de fosfoyeso que comprende las etapas de:

alimentar un flujo continuo de dicho lixiviado que tiene un contenido seco de menos del 5% en peso a un turboconcentrador que comprende un cuerpo tubular cilíndrico con eje horizontal, equipado con aberturas de entrada y salida, una camisa de calentamiento para llevar la pared 5 interna del cuerpo tubular hasta una temperatura predeterminada, un rotor de paletas, soportado de manera rotatoria en el cuerpo tubular cilíndrico en el que se hace rotar a velocidades periféricas comprendidas entre 15 y 40 m/s para dispersar dicho flujo de lixiviado continuo en un flujo de partículas de lixiviado, en el que se centrifugan dichas partículas de lixiviado contra la pared interna calentada del turboconcentrador con formación de una capa de fluido tubular altamente turbulenta, dinámica, delgada, que avanza sustancialmente en contacto con dicha pared interna hacia dicha abertura de salida, desde la que se descarga de manera continua un flujo de lixiviado concentrado que tiene un contenido seco comprendido entre el 20% y el 95% en peso.

Procedimiento para el tratamiento de fosfoyeso y en particular de lixiviados de fosfoyeso.

Campo de aplicaciïn La presente invenciïn concierne al campo tïcnico de la restauraciïn medioambiental y en particular se refiere a un procedimiento para tratar fosfoyeso.

Mïs especïficamente, la invenciïn se refiere a un procedimiento para tratar agua de lixiviado procedente de vertederos de fosfoyeso.

Tïcnica anterior

Se conoce el procesamiento de minerales de fosfato para producir ïcido fosfïrico y fertilizantes.

Tambiïn se conoce el uso de fosforita (o fosforitas) , roca sedimentaria fosfïtica de origen orgïnico que consiste principalmente en fosfatos de calcio como mineral de partida, con formaciïn de residuos y subproductos de procesamiento radiactivos, como el fosfoyeso.

El fosfoyeso (o fosfoyesos) , de hecho, es un subproducto del procesamiento de fosforitas en la prïctica que consiste en yeso que comprende sustancias contaminantes que incluyen fosfatos, cloruros, sulfatos, nitratos y que, ademïs, estï contaminado con metales tales como arsïnico, plomo, mercurio, nïquel, cobre, cadmio, selenio, cromo hexavalente y tambiïn con radionïclidos, principalmente pero no sïlo, uranio 238 (238U) , polonio 210 (210Po) , torio 232 (232Th) y potasio 40 (40K) .

Tambiïn debe aïadirse que la mayor parte de, si no todos, los agentes contaminantes descritos anteriormente tambiïn estïn presentes en el lixiviado que se deriva de vertederos o de pilas de fosfoyeso, que, debido a la capacidad de infiltraciïn que lo caracteriza, representa un riesgo incluso mayor para el medioambiente en general, y en particular para las aguas subterrïneas, en comparaciïn con el propio fosfoyeso.

Por tanto, el fosfoyeso asï como las aguas de lixiviado relacionadas constituyen un problema medioambiental serio que la tïcnica anterior ha intentado solucionar a travïs de diversos mïtodos y procedimientos de tratamiento, muchos de los cuales van dirigidos a reducir su contaminaciïn radiactiva.

El documento US 4.421.731 describe por ejemplo un procedimiento para reducir la radiactividad del fosfoyeso, que comprende una etapa de calcinaciïn tïrmica inicial del fosfoyeso.

Un procedimiento de este tipo va dirigido al tratamiento de desechos o residuos sïlidos.

Para el tratamiento del lixiviado procedente de vertederos de fosfoyeso, la tïcnica anterior ha proporcionado procedimientos que usan sustancialmente membranas que, aunque cumplen el fin, presentan la desventaja de que el tratamiento en el lixiviado como tal provoca un ensuciamiento rïpido de las membranas.

Vïase por ejemplo P. Battistoni et al., “Chemical-Physical Pretreatment of Phosphogypsum Leachate”, Ind. Eng. Chem. Res. 2006, 45, pïgs. 3237-3242, publicado en lïnea el 31 de marzo de 2006.

Sumario de la invenciïn El objetivo de la presente invenciïn es proporcionar un procedimiento para tratar fosfoyeso y en particular el lixiviado relacionado que sea una alternativa a los procedimientos proporcionados por la tïcnica anterior, que sea particularmente simple y rentable, implicando por tanto costes de producciïn y gestiïn de la planta de tratamiento relacionada inferiores a los de los procedimientos conocidos citados anteriormente.

Un objetivo de este tipo se realiza, segïn la invenciïn, mediante un procedimiento para tratar agua de lixiviado procedente de un vertedero de fosfoyeso o una pila de fosfoyeso que comprende las etapas de:

alimentar un flujo continuo de dicho lixiviado que tiene un contenido seco de menos del 5% en peso a un turboconcentrador que comprende un cuerpo tubular cilïndrico con eje horizontal equipado con aberturas de entrada y salida, una camisa de calentamiento para llevar la pared interna del cuerpo tubular hasta una temperatura predeterminada, un rotor de paletas soportado de manera rotatoria en el cuerpo tubular cilïndrico en el que se hace rotar a velocidades perifïricas comprendidas entre 15 y 40 m/s, para dispersar el flujo de lixiviado continuo en un flujo de partïculas de lixiviado que se centrifugan contra la pared interna calentada del turboconcentrador con formaciïn de una capa de fluido tubular altamente turbulenta, dinïmica, delgada, que avanza sustancialmente en contacto con la pared interna mencionada anteriormente hacia la abertura de salida desde la que se descarga de manera continua un flujo de lixiviado concentrado que tiene un contenido seco comprendido entre el 20% y el 95% en peso.

El contenido seco del flujo de lixiviado concentrado es preferiblemente mayor del 75% en peso, incluso mïs preferiblemente estï comprendido entre el 80% y el 95% en peso.

Debe observarse que el flujo de lixiviado concentrado estï en forma de un sïlido pastoso y viscoso, y comprende todos los metales pesados presentes en el flujo de lixiviado inicial, que se han concentrado ventajosamente en el mismo.

Tambiïn debe observarse que el flujo de lixiviado concentrado mencionado anteriormente consiste sustancialmente en yeso.

En particular, debe observarse que el yeso obtenido a partir de la etapa mencionada anteriormente (yeso naciente) , en la que se concentra el lixiviado, puede apantallar la radiactividad que caracteriza al lixiviado antes de que se someta al presente procedimiento de tratamiento.

Por tanto, ventajosamente, el flujo de lixiviado concentrado mencionado anteriormente puede devolverse al vertedero de fosfoyeso, tras haberse sometido posiblemente a una etapa de separaciïn y/o neutralizaciïn.

En detalle, preferiblemente, el flujo de lixiviado concentrado en la salida del turboconcentrador se alimenta a una unidad de separaciïn de la que se obtiene un segundo flujo de lixiviado concentrado como corriente de salida en forma de un sïlido pastoso altamente viscoso que se devuelve al vertedero de fosfoyeso, tras haberse sometido posiblemente a la etapa de neutralizaciïn mencionada anteriormente en un reactor adecuado.

Preferiblemente, en el caso de neutralizaciïn, una etapa de este tipo se lleva a cabo en un turborreactor en el que se hace reaccionar el flujo de lixiviado concentrado mencionado anteriormente (en la salida del turboconcentrador o en la salida de la unidad de separaciïn) con hidrïxido de calcio Ca (OH) 2.

Tambiïn debe observarse que a partir de la unidad de separaciïn mencionada anteriormente, que es preferiblemente del tipo de un hidrociclïn, tambiïn se obtiene un flujo adicional, o flujo de lixiviado vaporizado, como corriente de salida, que preferiblemente, tras haberse condensado, se somete a etapas de procedimiento adicionales que comprenden al menos una etapa de ïsmosis inversa, preferiblemente dos etapas de ïsmosis inversa.

Todavïa preferiblemente, las etapas de ïsmosis inversa mencionadas anteriormente van precedidas por una etapa de filtraciïn del flujo de lixiviado condensado, llevada a cabo ventajosamente con carbonos activos, y tales dos etapas de ïsmosis inversa se separan preferiblemente mediante una etapa de neutralizaciïn, llevada a cabo ventajosamente con sosa (hidrïxido de sodio - NaOH) .

De esta manera se obtiene un flujo de lixiviado permeado esencialmente libre de agentes contaminantes, o en cualquier caso un lixiviado permeado en el que estïn presentes los compuestos y elementos nocivos y/o contaminantes en porcentajes muy bajos, hasta el punto en que el lixiviado permeado final obtenido tiene caracterïsticas conformes a lo que estï previsto en el decreto legislativo italiano 152/06 y, por tanto, puede usarse ventajosamente como agua industrial.

A partir del flujo de lixiviado condensado mencionado anteriormente sometido a la primera etapa de ïsmosis inversa mencionada anteriormente, tambiïn se obtiene un flujo de lixiviado concentrado adicional (tercer flujo de lixiviado concentrado) que se transporta ventajosamente aguas arriba del turboconcentrador para reintroducirse en el procedimiento de purificaciïn al inicio de la planta segïn la presente invenciïn.

De esta manera se obtiene ventajosamente un procedimiento de circuito cerrado.

Ventajas y caracterïsticas adicionales de esta invenciïn pasarïn a ser mïs claras a partir de la descripciïn de una realizaciïn de ejemplo de un procedimiento segïn la invenciïn, realizada mïs adelante en el presente documento con referencia al dibujo adjunto, proporcionado para fines ilustrativos y no limitativos.

Breve descripciïn del dibujo La figura 1 ilustra un diagrama de flujo que representa esquemïticamente un procedimiento para tratar un flujo de lixiviado procedente de vertederos de fosfoyeso segïn la presente invenciïn.

Descripciïn detallada Con referencia a la figura 1, se describirï a continuaciïn en mayor detalle un procedimiento... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para tratar lixiviado procedente de un vertedero de fosfoyeso o de una pila de fosfoyeso que comprende las etapas de:

alimentar un flujo continuo de dicho lixiviado que tiene un contenido seco de menos del 5% en peso a un turboconcentrador que comprende un cuerpo tubular cilïndrico con eje horizontal, equipado con aberturas de entrada y salida, una camisa de calentamiento para llevar la pared interna del cuerpo tubular hasta una temperatura predeterminada, un rotor de paletas, soportado de manera rotatoria en el cuerpo tubular cilïndrico en el que se hace rotar a velocidades perifïricas comprendidas entre 15 y 40 m/s para dispersar dicho flujo de lixiviado continuo en un flujo de partïculas de lixiviado, en el que se centrifugan dichas partïculas de lixiviado contra la pared interna calentada del turboconcentrador con formaciïn de una capa de fluido tubular altamente turbulenta, dinïmica, delgada, que avanza sustancialmente en contacto con dicha pared interna hacia dicha abertura de salida, desde la que se descarga de manera continua un flujo de lixiviado concentrado que tiene un contenido seco comprendido entre el 20% y el 95% en peso.

2. Procedimiento segïn la reivindicaciïn 1, en el que dicho flujo de lixiviado concentrado tiene un contenido seco de mïs del 75% en peso, preferiblemente comprendido entre el 80% y el 95% en peso, y un pH de menos de 4.

3. Procedimiento segïn una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende ademïs la etapa de alimentar dicho flujo de lixiviado concentrado a una unidad de separaciïn, preferiblemente un hidrociclïn, desde la que se descargan un flujo de lixiviado concentrado adicional y un flujo de lixiviado vaporizado.

4. Procedimiento segïn una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho flujo de lixiviado concentrado se somete a una etapa de neutralizaciïn, preferiblemente con hidrïxido de calcio Ca (OH) 2.

5. Procedimiento segïn la reivindicaciïn 4, en el que dicha etapa de neutralizaciïn se lleva a cabo en un turborreactor que comprende un cuerpo tubular cilïndrico con eje horizontal, equipado con al menos una abertura de entrada para la introducciïn de dicho flujo de lixiviado concentrado, al menos una abertura de salida para la descarga de un flujo de lixiviado neutralizado, una camisa de calentamiento para llevar la pared interna del cuerpo tubular hasta una temperatura predeterminada, un rotor de paletas, soportado de manera rotatoria en el cuerpo tubular cilïndrico.

6. Procedimiento segïn una cualquiera de las reivindicaciones 3 y 4, en el que se condensa dicho flujo de lixiviado vaporizado y se somete posteriormente a al menos una etapa de ïsmosis inversa y preferiblemente a dos etapas de ïsmosis inversa posteriores.

7. Procedimiento segïn la reivindicaciïn 6, en el que entre dichas dos etapas de ïsmosis inversa se lleva a cabo una etapa de neutralizaciïn, preferiblemente con hidrïxido de sodio, en un primer flujo de lixiviado permeado.

8. Procedimiento segïn una cualquiera de las reivindicaciones 6 y 7, en el que dicho flujo de lixiviado condensado, antes de dicha al menos una etapa de ïsmosis inversa, se somete a una etapa de filtraciïn, llevada a cabo preferiblemente con carbonos activos.