ES2230133T3 - Metodo para la lixiviacion de materia solida del codo. - Google Patents

Metodo para la lixiviacion de materia solida del codo.

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Abstract

Método para lixiviar materia sólida de un lodo con la ayuda de un gas que contiene oxígeno, en el que la lixiviación tiene lugar dentro de un reactor tubular (10), con una altura muchas veces mayor que su diámetro y que está equipado con una tubería central concéntrica (2) y un mezclador (5), caracterizado porque se forma un flujo de lodo dirigido hacia abajo en la tubería central (2) con la ayuda del mezclador (5) que se localiza hacia arriba del fondo del reactor (10) en la proximidad inmediata del borde inferior (7) de la tubería central (2), se gira la dirección del flujo de lodo fuera de la tubería central (2) en la parte del fondo (3) del reactor (10) en un flujo ascendente al mismo tiempo que se alimenta un gas que contiene oxígeno dentro del lodo y se dispersa en burbujas pequeñas.

Description

Método para la lixiviación de materia sólida del codo.
La presente invención se refiere a un método para la lixiviación de materia sólida de un lodo con la ayuda de un gas que contiene oxígeno, para lo cual se recircula la materia sólida del lodo en un reactor alto equipado con una tubería central en el centro del reactor y un mezclador de doble acción localizado en la proximidad del borde inferior de la tubería central. Se forma un flujo con la ayuda del mezclador que aspira el lodo de la tubería central hacia abajo, y un gas a conducir dentro del lodo en la parte del fondo del reactor es dispersado en forma de pequeñas burbujas dentro del lodo por fuera de la tubería central y se gira la dirección de flujo del lodo hacia arriba en la carcasa exterior del reactor.
Para lixiviar un lodo que contiene materia sólida, tal como por ejemplo concentrado de metal, es importante que el oxigeno participante en la lixiviación, que se introduce en forma de oxígeno o gas que contiene oxígeno, debe disolverse primeramente en el lodo que contiene el sólido, con el fin de que el oxígeno pueda participar en las reacciones de lixiviación de la materia sólida. Se usa un reactor alto para mejorar la disolución del oxígeno, por lo cual, comparado con las reacciones atmosféricas normales, se forma gran presión hidrostática en el fondo del reactor (1,5-3,0 atm., es decir, 0,15-0,30 Mpa), debido a lo cual el oxígeno se disuelve bien en la solución de reacción y de esta forma cataliza la disolución de la materia sólida.
En la técnica anterior es conocida, por ejemplo, la patente US nº 4.648.973, en la que el equipo se refiere a un reactor con una altura muchas veces mayor que su diámetro, dentro del cual se localiza una tubería concéntrica. El lodo es alimentado dentro de la parte superior de la tubería central, al igual que el oxígeno. Para la recirculación del lodo, la tubería central está equipada con un mezclador suspendido desde la parte superior hacia abajo, que bombea el lodo por la tubería central y el lodo asciende entonces a través del espacio situado entre el reactor y la tubería interna.
La razón entre los diámetros de la tubería central y la tubería exterior está comprendida entre 0,4 y 0,85.
Ahora, la invención desarrollada se refiere a un método para lixiviar la materia sólida del lodo, tal como concentrado de metal, con la ayuda de gas que contiene oxígeno por lo que el lodo es recirculado en un reactor alto. La altura del reactor es muchas veces mayor que su diámetro y el reactor está equipado con una tubería central concéntrica que se extiende hasta la parte del fondo, estando localizado un mezclador en la proximidad de la parte inferior de la tubería central y un miembro de alimentación para gas que contiene oxígeno. El árbol del mezclador se extiende hacia arriba desde el fondo del reactor. Se consigue un flujo de lodo que gira hacia abajo con la ayuda del mezclador. El gas que contiene oxígeno a alimentar debajo del mezclador se dispersa en el lodo en forma de pequeñas burbujas y al mismo tiempo se gira la dirección de flujo del lodo en la parte del fondo del reactor para ascender hacia arriba. Las reacciones entre el lodo que contiene materia sólida y el gas que contiene oxígeno se producen principalmente bien sea en la parte del fondo del reactor o en la parte de carcasa entre las paredes del reactor y la tubería central. Los rasgos esenciales de la presente invención están contenidos en las reivindicaciones adjuntas.
Como se ha mencionado más arriba, es esencial para el método que el mezclador esté localizado en la proximidad inmediata del borde inferior de la tubería central, por lo que el área en sección transversal del orificio de descarga que queda entre la tubería central y el mezclador es menor que la mitad del área en sección transversal de la tubería central, preferiblemente a lo sumo un tercio del área en sección transversal de la tubería. Así, la tasa de flujo, desde la tubería central, del lodo que fluye hacia abajo, aumenta al menos dos veces en comparación con la tasa de flujo que tiene lugar en la tubería central. Cuanto más cerca se localice el mezclador en el borde inferior de la tubería, mejor es la formación de succión en la tubería central. En la práctica, el límite es fijado por las tolerancias que resultan del desgaste del árbol y de la flexibilidad y dimensionamiento de las otras partes. En la razón del área en sección transversal antes mencionada, tal tasa de flujo se consigue por el hecho de que el flujo de la solución dirigida hacia abajo es más rápido que la tasa ascendente de las burbujas de gas, y la tasa de flujo ascendente de la solución en la carcasa anular del reactor es mayor que la tasa de sedimentación de las partículas de la materia sólida.
El mezclador usado en el método de acuerdo con la invención es de doble acción, estando formado por dos partes que tienen una placa sensiblemente horizontal entre ellas. Paletas curvadas están fijadas encima de la placa horizontal que aspiran el lodo hacia abajo en la tubería central. Las paletas fijadas bajo la placa horizontal forman un mezclador de turbina de paletas rectas. Al ser alimentado el gas que contiene oxígeno bajo el mezclador instalado en la parte del fondo del reactor, la parte inferior del mezclador dispersa el gas de alimentación en burbujas muy pequeñas, facilitando así la disolución del gas en el lodo. Al suministrar el gas dentro del lodo en la parte del fondo del reactor, las burbujas de gas que se mueven con el flujo de lodo tienen un tiempo de residencia y reacción en el lodo lo más largo posible, antes de alcanzar la superficie o descender con el flujo para recircular a través de la tubería central o bien se descargan a través de medios de salida en la parte superior del reactor.
El equipo para llevar a cabo el método de acuerdo con la invención es explicado con más detalle con la ayuda de las figuras adjuntas, en las que:
la figura 1 muestra una sección vertical del reactor,
la figura 2 muestra una sección vertical del reactor en el punto de la tubería central y el mezclador, y
la figura 3 muestra una representación tridimensional del mezclador del reactor.
Para lixiviar lodo que contiene materia sólida, la figura 1 muestra un reactor tubular 1, equipado con una tubería central concéntrica 2, que se extiende hasta la parte del fondo del reactor. La distancia de la tubería central desde el fondo del reactor es del orden de 0,2-1,0 veces el diámetro del reactor estando comprendido preferiblemente entre 0,3-0,5. La razón de área de superficie entre la tubería central y la carcasa del reactor que la rodea es inferior a 0,1. Por encima del fondo del reactor 3 hay un mezclador 5 soportado por su árbol 4, y un miembro de alimentación 6 para gas que contiene oxígeno. Como la entrada del árbol del mezclador está en la parte inferior del reactor, se puede hacer que el árbol sea lo más corto y robusto posible.
El mezclador es concéntrico con la tubería 2 y se localiza en una proximidad muy cercana a un borde inferior 7 de la tubería central. Como se ve en la figura, la tubería central 2 puede estar equipada en los extremos superior e inferior con extensiones cónicas 8 y 9. De acuerdo con la figura, el mezclador puede colocarse también parcialmente dentro de la tubería central. El espacio anular comprendido entre las paredes del reactor 10 y la tubería central 2 puede diseñarse como una carcasa 11. Cuando es necesario, la parte inferior de la tubería central puede estar equipada con deflectores (no ilustrados). El lodo alimentado en el reactor puede alimentarse de un modo convencional, por ejemplo, a la tubería central y la solución puede retirarse, por ejemplo, como reflujo, o el lodo puede alimentarse preferiblemente y descargarse vía sus propios medios bajo una superficie de lodo 12. Los medios de entrada y salida no están ilustrados con más detalle en la figura.
Como se puede ver en las figuras 2 y 3, el mezclador 5 comprende el árbol mezclador 4, al que se fija una placa horizontal 13, debajo de la cual están unidas paletas inferiores rectas 14 y encima de la cual están unidas paletas superiores curvadas 15. La placa horizontal del mezclador impide el flujo del lodo desde encima del mezclador hasta debajo del mismo y viceversa. La placa horizontal puede ser circular o angular. Tanto las paletas inferiores 14 como las paletas superiores 15 están fijadas a la placa horizontal 13 del mezclador de una manera sensiblemente vertical. Las paletas inferiores son casi rectangulares y su tarea es dispersar el gas de oxígeno alimentado por debajo del mezclador lo mejor posible en el lodo y efectuar un flujo verticalmente rotativo en el fondo del reactor, impidiendo de este modo que la materia sólida contenida en el lodo se sedimente en el fondo del reactor. Se forma así un área bien mezclada, de una altura aproximadamente igual que el diámetro del reactor, en la parte de fondo del reactor.
Las partes inferiores de las paletas superiores son preferiblemente de forma rectangular, pero la parte superior está suavemente ahusada. Las paletas superiores curvadas producen un flujo descendente en la tubería central y las paletas inferiores, el flujo de retorno ascendente a la carcasa 11 del reactor, en otras palabras, entre las paredes 10 y la tubería central 2. En la figura 2 se puede ver también que en este caso el mezclador está instalado a una altura tal que las paletas superiores 15 se extiendan parcialmente dentro del interior de la tubería central.
Los beneficios alcanzados con el método de acuerdo con la presente invención pueden relacionarse entre los siguientes hechos: Se ejecuta un mezclado eficaz en el lodo únicamente en la parte inferior del reactor donde se alimenta también el gas que contiene oxígeno, y por ello tanto la energía mezcladora que fomenta la disolución de la materia sólida del lodo como la energía que se necesita para la recirculación se aportan al lodo al mismo tiempo y entonces la energía total necesitada es menor que convencionalmente. En el método se forma primeramente un flujo de aspiración descendente en la tubería central y en segundo lugar un flujo que gira el flujo de lodo desde la parte del fondo del reactor hacia arriba y al mismo tiempo mezcla el gas que contiene oxígeno con el lodo e impide sedimentarse a las partículas de la materia sólida.

Claims (9)

1. Método para lixiviar materia sólida de un lodo con la ayuda de un gas que contiene oxígeno, en el que la lixiviación tiene lugar dentro de un reactor tubular (10), con una altura muchas veces mayor que su diámetro y que está equipado con una tubería central concéntrica (2) y un mezclador (5), caracterizado porque se forma un flujo de lodo dirigido hacia abajo en la tubería central (2) con la ayuda del mezclador (5) que se localiza hacia arriba del fondo del reactor (10) en la proximidad inmediata del borde inferior (7) de la tubería central (2), se gira la dirección del flujo de lodo fuera de la tubería central (2) en la parte del fondo (3) del reactor (10) en un flujo ascendente al mismo tiempo que se alimenta un gas que contiene oxígeno dentro del lodo y se dispersa en burbujas pequeñas.
2. Método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque se incrementa la tasa de flujo del lodo descargado de la tubería central (2) al menos dos veces en comparación con la tasa de flujo del lodo dentro de la tubería central.
3. Método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque se ajusta el área en sección transversal que queda entre el mezclador (5) y la tubería central (2) para que sea menor que la mitad, preferiblemente a lo sumo un tercio, del área en sección transversal en la tubería central.
4. Método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la tasa de flujo del lodo que desciende en la tubería central (2) es más rápido que la tasa ascendente de las burbujas de gas disueltas en el lodo.
5. Método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la tasa de flujo del lodo que asciende en una carcasa (11) del reactor (10) es mayor que la tasa de sedimentación de las partículas de la materia sólida.
6. Método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque se ejecuta la aspiración del lodo que desciende en la tubería central (2) con la ayuda del mezclador de doble acción (5) situado en la proximidad inmediata del tubo central por lo que las paletas curvadas superiores (15) del mezclador llevan a cabo el flujo de aspiración hacia abajo.
7. Método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque se consigue la dispersión del gas que contiene oxígeno en el lodo y se gira el flujo de gas hacia arriba con la ayuda de las paletas inferiores, casi rectangulares y rectas (14) del mezclador.
8. Método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el borde inferior (7) de la tubería central (2) se encuentra a una altura del fondo del reactor que es 0,7-1,3 veces la del diámetro del reactor, preferiblemente igual que el diámetro.
9. Método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la razón en sección transversal de la tubería central (2) y su carcasa de reactor circundante (11) es inferior a 0,1.
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