ES2305571T3

ES2305571T3 - Aparato para mezclar fluidos.

Info

Publication number: ES2305571T3
Application number: ES03811311T
Authority: ES
Inventors: Gary Haughton; Alexander Gris
Original assignee: Enersave Fluid Mixers Inc
Current assignee: Enersave Fluid Mixers Inc
Priority date: 2002-11-15
Filing date: 2003-10-24
Publication date: 2008-11-01
Anticipated expiration: 2023-10-24
Also published as: EP1886724B1; CA2549983C; EP1886724A1; CA2596287C; DE60329043D1; PT1572337E; EP1572337A1; DE60320674T2; EP1894618A1; DE60320674D1; AU2003275848A1; CA2596395A1; ATE440660T1; EP1894618B1; WO2004045753A1; DK1572337T3; CA2596395C; CA2549983A1; DE60328548D1; ATE393662T1

Abstract

Un aparato (100) para mezclar fluidos dentro de un recipiente (102) que tiene una pared lateral contigua (104) centrada alrededor del mismo y que define un eje longitudinal (A-A), comprendiendo el aparato mezclador (100): un alojamiento (138) situado por encima de dicho recipiente (102); un cabezal mezclador (106) que tiene un cuerpo de paleta (112) para su inmersión en los fluidos, teniendo el cuerpo de paleta (112) un primer extremo (120), un segundo extremo opuesto (122) dispuesto en relación espaciada con respecto al mismo a lo largo de un eje (H-H) del cuerpo de paleta; un árbol (196) para soportar el cabezal mezclador (106) que se extiende al interior del recipiente (102); un conjunto de accionamiento con movimiento alternativo (144) situado sustancialmente dentro del alojamiento (138), estando el conjunto de accionamiento con movimiento alternativo (144) conectado operativamente al árbol (196) para impartir movimiento longitudinal alternativo al cabezal mezclador (106); un conjunto de cojinete lineal (200) montado en el alojamiento (138) en relación circundante con respecto al árbol (196), comprendiendo el aparato mezclador (100) un paso (123) que se extiende longitudinalmente entre el primer extremo (120) y el segundo extremo (122), conificando el paso (123) desde el primer extremo (120) al segundo extremo (122), caracterizado porque el conjunto de cojinete lineal (200) incluye subconjuntos de cojinete superior (202) e inferior (204), estando los subconjuntos de cojinete (superior) (202) e inferior (204) separados longitudinalmente entre sí, para acoplarse con el árbol (196) en las respectivas posiciones superior (206) e inferior (208), longitudinalmente espaciadas.

Description

Aparato para mezclar fluidos.

Campo de la invención

La presente invención está relacionada en general con el campo del procesado de menas de minerales y, más particularmente, con un aparato mezclador y con su uso en la separación de minerales a partir de menas portadoras de minerales.

Antecedentes de la invención

En el estado de la técnica son ya conocidos los procedimientos que proporcionan la separación de minerales a partir de menas portadoras de minerales.

Por ejemplo, en los procedimientos conocidos empleados para la separación de cobre a partir de minerales que portan cobre, como se ilustra esquemáticamente en la figura 1, las menas no oxidadas 20 (que podrían contener una cantidad tan pequeña como 0,5% de cobre y que habitualmente contienen sulfuros de hierro), son procesadas en un triturador 22, con agua 24, para formar una suspensión espesa 26. La suspensión espesa 26 se transfiere entonces a una cuba de flotación 28 y se somete a una acción física, concretamente, pulverización de aire y mezcla. Como resultado de la acción física, una parte sustancial del contenido en cobre de la suspensión espesa 26 sube a la superficie de la cuba de flotación 28 como una espuma 30, cuya espuma se retira mediante un mecanismo de paleta 32, mientras que el resto de la roca 33 ("ganga") permanece en la masa, la cual se pasa finalmente desde la cuba 28 a un secador 34 y se descarga como colas 36. Este procedimiento de "separación de la espuma" surge de las diferencias en la capacidad de humectación del cobre en comparación con otros minerales, y es auxiliado habitualmente mediante espumado químico y agentes colectores 38 añadidos a la suspensión espesa 26, de manera que la espuma 30 procedente de dicha flotación contiene de 27 a 36% de cobre. El metilisobutilcarbonal (MIBC) es un agente espumante típico y, como agentes colectores habituales, se pueden mencionar xantato sódico, flueloil y VS M8 (una formulación
registrada).

La espuma 30 se alimenta entonces a un fundidor con oxígeno 40 y los sulfuros de cobre y hierro son oxidados a elevada temperatura, dando lugar ello a metal fundido impuro 42 (97%-99%, cobre, con cantidades importantes de óxido de hierro) y dióxido de azufre gaseoso 44. El metal impuro 42 se transfiere entonces a una unidad de purificación electrolítica 46, la cual separa el metal impuro 42 en material de cobre 48 con una pureza de 99,99% y escoria 50.

El dióxido de azufre gaseoso 44 se recoge un reactor 52 en donde se lava y mezcla con agua 24 para formar ácido sulfúrico 54. el ácido sulfúrico 54 se mezcla adecuadamente con agua 24 y se emplea para lixiviar minerales oxidados, generalmente mediante "lixiviación en montones" de un montón de mineral 56. El ácido resultante portador de cobre 58 se conoce como "solución de lixiviación madre". La solución de lixiviación madre 58 se obtiene también mezclando soluciones de ácido sulfúrico 54, en cubas 60, con las colas 36 descargadas de las operaciones de flotación, para disolver las cantidades de traza de cobre que allí permanecen.

El cobre es "extraído" del lixiviado madre 58 mezclando con el mismo, en una etapa de extracción primaria 62, disolvente orgánico 64 (con frecuencia queroseno) en donde se disuelve preferencialmente el metal cobre. Junto con el disolvente orgánico suelen emplearse también quelantes químicos orgánicos 66, que ligan el cobre solubilizado pero no los metales presentes como impurezas, tal como hierro, para activar así aún más la migración del cobre. A este respecto, como ejemplo se pueden citar las hidroxioximas.

En la etapa de extracción primaria 62, el cobre se extrae preferencialmente en la fase orgánica de acuerdo con la fórmula:

[CuSO_{4}]_{acuoso}\ +\ [2HR]_{orgánico} \rightarrow [CuR_{2}]_{orgánico}\ +\ [H_{2}SO_{4}]_{acuoso}

en donde HR = extractante (quelante) de cobre.

Se permite la separación de las fases mezcladas, para obtener un disolvente orgánico cargado de cobre 68 y un lixiviado agotado 70.

El lixiviado agotado 70 se pone en contacto entonces con más disolvente orgánico 72 en una etapa de extracción secundaria 74, del modo anteriormente indicado, y se deja sedimentar, tras lo cual las fases se separan para obtener una fase orgánica ligeramente cargada (que se recicla como disolvente 64 a la etapa de extracción primaria) y un lixiviado estéril o refinado 76.

El lixiviado estéril 76 se suministra a un coalescedor 78 para separar del mismo los compuestos orgánicos arrastrados 80, los cuales son reciclados al sistema; el lixiviado así acondicionado 82 es entonces adecuado para ser reciclado al sistema de lixiviación.

La mezcla orgánica madre 68 (producida en la etapa de extracción primaria 62) se separa de su contenido en cobre en una operación de separación 84 mediante la adición de una solución separadora acuosa de mayor acidez 86 (para invertir la ecuación anterior); después de la separación de fases, permanece una solución electrolítica cargada 88 ("electrolito rico"), así como un disolvente orgánico, siendo este último reciclado como disolvente 72 en la etapa de extracción secundaria 74.

El electrolito rico 88 es enviado a una unidad de electro-recuperación 90. La electro-recuperación consiste en la deposición del cobre solubilizado sobre el cátodo y el desprendimiento de oxígeno en el ánodo. A continuación se muestran las reacciones químicas implicadas con estos procedimientos:

Cátodo:: CuSO_{4}\ +\ 2e^{1-} \rightarrow\ Cu\ +\ SO_{4}{}^{2-}

Anodo:: H_{2}O \rightarrow 2H^{+}\ +\ 0,5\ O_{2}\ +\ 2e^{1-}

Este procedimiento da lugar a metal cobre 92 y a electrolito pobre (pobre en cobre), el cual se recicla como solución separadora 86.

La combinación de lixiviación, junto con extracción y electro-recuperación, se conoce habitualmente en la técnica como extracción con disolvente-electrorrecuperación, referido de aquí en adelante en esta descripción y en las reivindicaciones como "SXEW".

En la aplicación conocida del procedimiento SXEW descrito, tanto en la etapa de extracción primaria 62 como en la etapa de extracción secundaria 74, las fases orgánica y acuosa combinadas se suministran a través de una serie de recipientes mezcladores (primario P, secundario S y terciario T) y luego a un tanque de sedimentación ST, teniendo el recipiente mezclador primario P un diámetro de alrededor de 2,44 m (8 pies) y una altura de 3,66 m (12 pies), y estando agitado mediante un mezclador rotativo accionado por un motor de 14.920 vatios (20 caballos), y en donde cada uno de los recipientes mezcladores secundario S y terciario T tienen un diámetro y una altura de alrededor de 3,66 m (12 pies), y están agitados por un mezclador rotativo accionado por un motor de 5.595 vatios (7,5 caballos). (El sistema de mezcladores primario P, secundario S y terciario T y tanque de sedimentación ST, es repetido para satisfacer las necesidades de flujo en volumen, procesando cada sistema alrededor de 0,63 m^{3} por segundo (10.000 gpm)). Esto da lugar a un régimen de mezcla en donde las fases orgánica y acuosa se mezclan íntimamente durante un periodo de tiempo suficiente para permitir el intercambio del cobre (para lograr la máxima recuperación de cobre), al mismo tiempo que se separan sustancialmente de un modo relativamente rápido en fases orgánica y acuosa.

En una aplicación conocida del procedimiento de flotación de espuma, se utiliza una pluralidad de cubas de flotación 28, cada una de ellas de alrededor de 1,52 m^{2} (5 pies cuadrados) y de 1,22 m (4 pies) de altura, compartiendo los pares de cubas un motor de 37.300 vatios (50 caballos) que acciona los respectivos mezcladores rotativos (no mostrados). Esto aporta un régimen de mezcla suficiente para permitir que las burbujas de aire transporten el contenido en cobre hacia la superficie.

Se pueden realizar varias modificaciones en los mezcladores rotativos, en los extractores y en los tanques de flotación del procedimiento anterior. Sin embargo, se ha comprobado que las configuraciones generales indicadas anteriormente proporcionan resultados relativamente económicos y el hecho de realizar importantes variaciones de las mismas puede impactar de manera adversa sobre la economía. Por ejemplo, un intento de reducir costes de energía disminuyendo las dimensiones de los motores de los mezcladores tendría el consecuente impacto sobre la eficiencia de recuperación del cobre o sobre las tasas de producción disponibles del procedimiento. Concretamente, los motores relativamente grandes empleados son necesarios para accionar los mezcladores rotativos y árboles robustos (y por tanto pesados) que se necesitan para soportar los pares motores causados por la rotación; los motores de potencia más baja demandarían una velocidad más lenta de las paletas o el uso de paletas más pequeñas, con los consecuentes impactos sobre la eficiencia de las operaciones de mezcla y transferencia. Además, en WO 02/083280 se propone un aparato para mezclar fluidos dentro de un recipiente que tiene una pared lateral contigua de entrada a su alrededor y que define un eje longitudinal, comprendiendo el aparato mezclador: un alojamiento que se puede situar por encima de dicho recipiente; un cabezal mezclador que tiene un cuerpo de paleta para su inmersión en los fluidos, teniendo el cuerpo de la paleta un primer extremo, un segundo extremo opuesto y dispuesto en relación espaciada respecto al mismo a lo largo de un eje geométrico del cuerpo de la paleta; un árbol para soportar el cabezal mezclador que se extiende al interior del recipiente; un conjunto de accionamiento de movimiento alternativo situado sustancialmente dentro del alojamiento, estando el conjunto de accionamiento con movimiento alternativo conectado operativamente al árbol para impartir movimiento longitudinal alternativo en el cabezal mezclador. Un conjunto de cojinete lineal dispuesto en el alojamiento en relación circundante con respecto al árbol. Sin embargo, el aparato según WO 02/083280 no aporta ninguna contestación positiva a los inconvenientes anteriormente mencionados. Una solución al respecto queda definida en la parte caracterizante de la reivindicación 1. Según otra característica, el subconjunto de cojinete superior está adaptado y configurado para acoplarse de manera deslizante con el árbol. Según una característica más, el subconjunto de cojinete superior incluye un par de bloques de casquillos coincidentes que rodean al árbol para acoplarse de manera deslizante con el mismo. Cada bloque de casquillo tiene una acanaladura formada en el mismo para recibir de manera deslizante al árbol. Las acanaladuras de los bloques de casquillos están dispuestas en relación opuesta entre sí con el árbol dispuesto entre las mismas cuando los bloques de casquillos se hace coincidir entre sí. Además, la acanaladura formada en cada bloque de casquillo está revestida con un forro fabricado a partir de un material de auto-lubricación. Por otro lado, el forro presenta nervios longitudinales formados en el mismo. Según una característica más, la acanaladura formada en cada bloque de casquillo es generalmente semi-circular. En otra característica, el alojamiento incluye una base. La base soporta uno de los bloques de casquillos del subconjunto de cojinete superior. El árbol está dispuesto para extenderse hacia abajo a través de la base. Por otro lado, la base presenta una ranura formada en la misma a lo largo de un borde de la misma para alojar el árbol. La ranura está configurada para permitir que el árbol quede recibido lateralmente en la ranura y para que pueda separarse lateralmente de dicha ranura. La ranura está sustancialmente alineada con la acanaladura del bloque de cojinete soportado sobre la base. Según una característica más, el subconjunto de cojinete inferior está adaptado y configurado para acoplarse rotativamente con el árbol. Por otro lado, el alojamiento incluye una base. El conjunto de cojinete inferior tiene al menos dos subconjuntos de rodillos dispuestos por debajo de la base en la posición inferior. Además, el conjunto de cojinete inferior incluye al menos un elemento de montaje para conectar operativamente los conjuntos de rodillos bien a la base o bien al conjunto de cojinete superior o bien a la base y a dicho conjunto. Según otra característica más, el conjunto de cojinete inferior tiene un primer elemento de montaje que une al menos uno de los conjuntos de rodillos a la base, y un segundo elemento de montaje que une al menos un conjunto de rodillos al conjunto de cojinete superior. En otra característica, el subconjunto de cojinete superior incluye un par de bloques de casquillos coincidentes que rodean al árbol para acoplarse de manera deslizante con el mismo. El segundo elemento de montaje está dispuesto en uno de los bloques de casquillos y pende hacia abajo respecto de dicho bloque de casquillo. Según otra característica, el conjunto de cojinete inferior tiene un primero y un segundo conjuntos de rodillos soportados por el primer elemento de montaje, y un tercer conjunto de rodillos soportado por el segundo elemento de montaje. Los primero, segundo y tercero conjuntos de rodillos están dispuestos en una relación circundante respecto al árbol.

De acuerdo con otro aspecto de la invención, se proporciona un aparato para mezclar fluidos dentro de un recipiente que tiene una pared lateral contigua centrada alrededor del mismo y que define un eje longitudinal. El aparato mezclador incluye un cabezal mezclador, medios para montar el cabezal mezclador dentro del recipiente y medios para impartir movimiento longitudinal alternativo al cabezal mezclador. El cabezal mezclador tiene un cuerpo de paleta para sumergirse en los fluidos. El cuerpo de paleta tiene un primer extremo, un segundo extremo opuesto y dispuesto en relación espaciada respecto al mismo a lo largo de un eje geométrico del cuerpo de paleta, y un paso que se extiende a lo largo del mismo entre los primero y segundo extremos. El paso conifica desde el primer extremo al segundo extremo. El cuerpo de la paleta tiene además una superficie interior y una superficie exterior. La superficie exterior del cuerpo de la paleta define un diámetro interior de la paleta ID en el segundo extremo, y un diámetro exterior de la paleta OD en el primer extremo. El movimiento longitudinal alternativo impartido al cabezal mezclador se define por una longitud de carrera S, con una duración T para cada ciclo. El aparato mezclador puede funcionar dentro de un conjunto de parámetros operativos definidos por la ecuación:

80 \leq 0,36\ x\ (OD/0.025)^{2}/(ID/0.025)^{2}\ x\ (S/0.025)/(T/60) \leq 550,

en donde OD, ID y S se expresan cada uno en metros y T se expresa en segundos

(80 \leq 0.36\ x\ OD^{2}/ID^{2}\ x\ S/T \leq 550,

en donde OD, ID y S se expresan cada uno en pulgadas y T se expresa en minutos. En virtud del movimiento longitudinal alternativo impartido al cabezal mezclador, una parte de los fluidos es solicitada para que fluya a través del paso definidos por el cuerpo de la paleta, para favorecer con ello una mezcla eficiente de los fluidos en el recipiente.

Según una característica adicional, la longitud de carrera S está comprendida entre 0,05 m (2 pulgadas) y 0,61 m (24 pulgadas). Con preferencia, la longitud de carrera S está comprendida entre 0,10 m (4 pulgadas) y 0,41 m (16 pulgadas). Más preferentemente, la longitud de carrera S está comprendida entre 0,20 m (8 pulgadas) y 0,30 m (12 pulgadas).

Según otra característica, la relación OD:ID es mayor de 1,0 y menor de o igual a 1,7. Preferentemente, la relación OD:ID está comprendida entre 1,5 y 1,7. Según una característica más, la longitud de carrera S está comprendida entre 0,20 y 0,30 m (8 y 12 pulgadas); y la relación OD:ID está comprendida entre 1,5 y 1,7.

Según un aspecto más de la invención, se proporciona un conjunto de accionamiento con movimiento alternativo para utilizarse en un mezclador de fluidos y para impartir movimiento alternativo a lo largo de un eje longitudinal a un árbol que porta un cabezal mezclador para su inmersión en fluidos. El conjunto de accionamiento con movimiento alternativo incluye un alojamiento, un volante, un elemento de cigüeñal, una horquilla y un primero y segundo conjuntos de horquilla. El volante está dispuesto para girar alrededor de un eje de rotación que se extiende sustancialmente normal al eje longitudinal. El elemento de cigüeñal se proyecta desde el volante en una dirección paralela al eje de rotación. La horquilla está soportada por el alojamiento para moverse a lo largo de un eje de la horquilla dispuesto sustancialmente paralelo al eje longitudinal. La horquilla está conectada de manera liberable al árbol. La horquilla tiene una guía de rodadura sustancialmente lineal formada en la misma para recibir el elemento de cigüeñal. La guía de rodadura está dispuesta dentro de la horquilla sustancialmente normal tanto al eje de rotación como al eje de la horquilla. Los primero y segundo conjuntos de guía están conectados operativamente al alojamiento y a la horquilla para acoplarse de manera deslizante con tales elementos a lo largo de un par de ejes de guía que se extienden de un modo sustancialmente paralelo al eje de la horquilla. Los primero y segundo conjuntos de guía están separados lateralmente entre sí con la horquilla dispuesta sustancialmente entre los mismos. Cuando el volante es accionado rotativamente, el elemento de cigüeñal es obligado a trasladarse linealmente dentro de la guía de rodadura, solicitando con ello a la horquilla para que se acople de manera deslizante con los conjuntos de guía y se mueva a lo largo del eje de la horquilla para efectuar el movimiento longitudinal alternativo del árbol y del cabezal mezclador.

Según una característica más, cada uno de los primero y segundo conjuntos de guía consisten en conjuntos de corredera lineal. Según otra característica, cada conjunto de corredera lineal incluyen un elemento de carril de guía asociado con al menos el correspondiente carril de guía del otro elemento. Cada elemento de carril de guía está dispuesto de forma fija en el alojamiento coincidiendo con uno de los ejes de guía. Cada uno de los elementos de carril de guía está conectado rígidamente a la horquilla y se puede mover de manera deslizante con respecto a su correspondiente elemento de carril de guía. Además, cada elemento de carril de guía tiene posteriores elementos de carril de guía superior e inferior, separados entre sí, asociados con el mismo.

Breve descripción de los dibujos

Los nuevos aspectos que se creen son características de la presente invención, en cuanto a su estructura, organización, uso y método de funcionamiento, junto con otros objetivos y ventajas de la misma, podrán entenderse mejor a partir de los siguientes dibujos en donde se ilustrará ahora, solo a modo de ejemplo, una modalidad actualmente preferida de la invención. Sin embargo, ha de entenderse que los dibujos se ofrecen únicamente con fines ilustrativos y descriptivos y no han de ser considerados como una definición de los límites de la invención. En los dibujos adjuntos:

La figura 1 es una representación esquemática de un procedimiento SXEW convencional APRA la extracción de cobre.

La figura 2 es una vista frontal, desde la parte superior y desde el lado derecho, en perspectiva, de un aparato mezclador de fluidos de acuerdo con una modalidad preferida de la presente invención, dispuesto operativamente sobre un recipiente.

La figura 3 es una vista en sección transversal desde el lado derecho del aparato mezclador de fluidos y recipiente mostrados en la figura 2.

La figura 4 es una vista frontal, desde la parte superior y lado izquierdo, en perspectiva, del aparato mezclador de fluidos de la figura 2, mostrando, inter alia, un conjunto de accionamiento con movimiento alternativo y medios de montaje.

La figura 5 es una vista en perspectiva y en despiece de una parte de la estructura mostrada en la figura 4.

La figura 6A es una vista en alzado frontal de la estructura de la figura 4, habiendo sido suprimidos, para mayor claridad, el árbol del mezclador y los medios de sujeción del árbol.

La figura 6B es una vista similar a la figura 6A con, inter alia, el volante desplazado en 90º a izquierdas con respecto a su posición en la figura 6A.

La figura 6C es una vista similar a la figura 6A con, inter alia, el volante desplazado en 90º a izquierdas con respecto a su posición en la figura 6B.

La figura 6D es una vista similar a la figura 6A con, inter alia, el volante desplazado en 90º a izquierdas con respecto a su posición en la figura 6C.

La figura 7 es una vista frontal, desde la parte superior y lado derecho, en perspectiva, del cabezal mezclador del aparato mezclador de fluidos mostrado en la figura 2.

La figura 8 es una vista desde la parte posterior, desde abajo, desde el lado izquierdo y en perspectiva del cabezal mezclador del aparato mezclador de fluidos mostrado en la figura 2.

La figura 9 es una vista en planta desde abajo del cabezal mezclador del aparato mezclador de fluidos mostrado en la figura 2.

La figura 10 es una vista en alzado desde el lado derecho del cabezal mezclador del aparato mezclador de fluidos mostrado en la figura 2.

La figura 11 es una vista detallada, aumentada, de una modalidad alternativa de las bandas de soporte como aquellas mostradas en la figura 7, cuya vista corresponde al área circunscrita por el círculo 11 en la figura 7.

La figura 12 es una vista detallada y aumentada de una modalidad alternativa del cuerpo de paleta mostrado en la figura 7, cuya vista corresponde al área circunscrita por el círculo 12 en la figura 7.

La figura 13 es una vista similar a la de la figura 12, mostrando otra modalidad alternativa del cuerpo de la paleta.

La figura 14 es una vista frontal, desde la parte superior y lado izquierdo, en perspectiva, de un aparato mezclador de fluidos de acuerdo con una modalidad preferida de la invención en su uso en una cuba de flotación espumante.

La figura 15 es una vista en sección transversal lateral izquierda de la estructura de la figura 14.

La figura 16a es una vista en sección transversal lateral de un aparato mezclador de fluidos alternativo al ilustrado en la figura 3, mostrando el aparato mezclador de fluidos dispuesto dentro de un recipiente que tiene deflectores dispuestos en el mismo.

La figura 16b es una vista desde la parte superior e izquierda, en perspectiva, del cabezal mezclador alternativo mostrado en la figura 16a.

La figura 16c es una vista en planta desde abajo del cabezal mezclador alternativo mostrado en la figura 16a.

La figura 17 es una vista en despiece parcial que muestra un medio de montaje alternativo y un medio de sujeción alternativo del árbol, con respecto a los ilustrados en la figura 4.

La figura 18 es una vista en sección, a lo largo de la línea 18-18 de la figura 17, mostrándose el aparato totalmente montado.

La figura 19 es una vista en perspectiva de otro medio de montaje alternativo y de otro conjunto de accionamiento con movimiento alternativo, con respecto a los mostrados en la figura 4.

La figura 20 es una vista en perspectiva y en despiece parcial del medio de montaje y del conjunto de accionamiento con movimiento alternativo de la figura 19.

La figura 21 es una vista desde la parte superior y derecha, en perspectiva, de un conjunto de accionamiento con movimiento alternativo diferente al mostrado en la figura 19.

La figura 22 es una vista en perspectiva y en despiece parcial del conjunto de accionamiento con movimiento alternativo de la figura 21.

La figura 23 es una vista desde la parte superior y derecha, en perspectiva, de un conjunto de accionamiento con movimiento alternativo diferente al mostrado en la figura 19.

La figura 24 es una vista en perspectiva y en despiece parcial del conjunto de accionamiento con movimiento alternativo de la figura 3.

Descripción detallada de una modalidad preferida

Con referencia ahora a la figura 2 de los dibujos, se muestra un aparato mezclador de fluidos de acuerdo con una modalidad preferida de la presente invención y representado en general por el número de referencia 100, en su uso con un recipiente que contiene fluidos 102 que tiene una pared lateral contigua 104 centrada a su alrededor y definiendo un eje longitudinal A-A. El aparato mezclador de fluidos 100 está montado en un bastidor 140 que se extiende de un lado a otro del recipiente 102.

El aparato mezclador de fluidos 100 incluye un cabezal mezclador 106, para su inmersión en los fluidos que han de ser mezclados; medios 108 para montar el cabezal mezclador 106 dentro del recipiente 102; y medios de movimiento alternativo 110 para impartir un movimiento longitudinal alternativo (es decir, vertical) en el cabezal mezclador 106.

Con referencia a la figura 7, el cabezal mezclador 106 incluye: un cuerpo de paletas 112 formado alrededor de un eje H-H del cabezal; un elemento de cubo generalmente tubular 114; y una pluralidad de bandas de soporte 116 para conectar el cuerpo de la paleta 112 con el elemento de cubo 114.

Como se muestra en la figura 8, el cuerpo de la paleta 112 tiene un primer extremo 120, un segundo extremo opuesto 122 y dispuesto en relación espaciada con respecto al mismo a lo largo del eje H-H del cabezal, y un paso 123 que se extiende longitudinalmente entre el primero y segundo extremos 120 y 122. En la modalidad preferida, el paso 123 conifica uniformemente desde el primer extremo 120 al segundo extremo 122, para impartir una configuración sustancialmente tronco-cónica en el cuerpo de la paleta 112.

El cuerpo de la paleta 112 tiene también una superficie interior 126 y una superficie exterior 128. La superficie exterior 128 define un diámetro interior ID de la paleta en el segundo extremo 122 del cuerpo de la paleta 112, y un diámetro exterior OD de la paleta en el primer extremo 120 del mismo. El diámetro exterior real OD puede estar comprendido entre 25 y 40% del diámetro interior D del recipiente.

La conicidad en el paso 123 puede ser expresada como un ángulo \alpha, en donde el ángulo \alpha es el ángulo formado entre un par de ejes X,X e Y,Y definidos por, y coincidiendo con, las intersecciones de la superficie exterior 128 del cuerpo de la paleta 112 y un plano P-P coincidente con el eje H-H de la cabeza, como se muestra y se indica en las figuras 9 y 10. El ángulo \alpha es mayor de o igual a 90º y menor de 180º. Con preferencia, el ángulo \alpha está comprendido entre 90º y 120º.

Si bien en la modalidad preferida, el paso 123 conifica uniformemente a lo largo de su longitud desde el primer extremo 120 al segundo extremo 122 para definir un cuerpo de la paleta sustancialmente tronco-cónico 112, el paso puede ser configurado para definir otras formas del cuerpo de la paleta. Por ejemplo, el paso puede ser configurado para que tenga diferentes grados de conicidad a lo largo del mismo. En una modalidad alternativa mostrada en las figuras 16a, 16b y 16c, se muestra un cabezal mezclador 400 que tiene un cuerpo de la paleta 402. El cuerpo de la paleta 402 incluye un primer extremo 404, un segundo extremo 406 y un paso 408 definido entre los mismos. El paso 408 conifica de un modo no uniforme entre el primer extremo 404 y el segundo extremo 406. Más concretamente, el cuerpo de la paleta 402 está formado con un punto de inflexión 410 situado entre el primer extremo 404 y el segundo extremo 406. El paso 408 conifica en un primer grado desde el primer extremo 404 hasta el punto de inflexión 410, y en un segundo grado desde el punto de inflexión 410 hasta el segundo extremo 406. En la modalidad alternativa mostrada, el primer grado de conicidad es menor que el segundo grado de conicidad. Sin embargo, esto puede no ser así en todos los casos. En ciertas aplicaciones, puede ser conveniente que el primer grado de conicidad sea mayor que el segundo grado de conicidad.

En la modalidad preferida, el cuerpo de la paleta 112 está construido a partir de seis segmentos arqueados 118 dispuestos extremo con extremo. Los segmentos están asegurados entre sí mediante pernos (no mostrados) sujetados a través de vigas 124 previstas en los extremos de cada segmento 118 para esta finalidad (véase figuras 7, 8 y 9).

El elemento de cubo 114 está dispuesto coincidiendo generalmente con el eje H-H del cabezal. Extendiéndose de un modo sustancialmente radial y de una manera descendentemente oblicua desde el elemento de cubo 114, se encuentra la pluralidad de bandas de soporte 116. Las bandas de soporte 116 conectan los segmentos arqueados 118 del cuerpo de la paleta 112 con el elemento de cubo 114. Dicha conexión se efectúa por medio de remaches o pernos (no mostrados).

Si bien en la modalidad preferida, el cuerpo de la paleta 112 y las bandas de soporte 116 son sustancialmente uniformes, en una modalidad alternativa, el cuerpo de la paleta o las bandas de soporte, o bien tanto el cuerpo de la paleta como las bandas de soporte podrían están formadas con perforaciones u hoyuelos. Por ejemplo, con referencia a la figura 12, se muestra un cuerpo de la paleta alternativo 412 en donde está formada una pluralidad de perforaciones 414 cada una de las cuales se extiende entre una superficie interior 416 y una superficie exterior 418 del mismo.

La figura 13 muestra una porción de la paleta 420 provista de una pluralidad de hoyuelos 422 que se proyectan hacia el exterior desde la superficie exterior 424 de la porción de la paleta 420 y hacia el interior desde la superficie interior 426 de la porción de la paleta 420. Esto permite realizar una sintonización precisa del dispositivo mezclador de un modo que no ha sido descrito en el estado de la técnica.

En otra modalidad alternativa mostrada en la figura 11, una banda de soporte 430 está provista de una pluralidad de perforaciones 432, así como de una pluralidad de orejetas 434 cada una de las cuales reside sustancialmente por encima de la respectiva perforación 432. Las orejetas 434 están conectadas a la banda de soporte 430 en uno de los bordes de dicha respectiva perforación 432 para formar una branquia. De esta manera, las características de las corrientes de mezcla producidas por el cuerpo de la paleta en movimiento, se pueden sintonizar de forma muy precisa para controlar el tamaño de las gotitas de la dispersión y, por tanto, la eficacia de la operación de mezcla del dispositivo constituye una característica no disponible en los mezcladores del estado de la técnica.

Con referencia ahora a la figura 3, se podrá apreciar que los medios de montaje preferidos 108 incluyen un árbol 130 del mezclador para portar el cabezal mezclador 106 y un cojinete lineal 132 adaptado para acoplarse de forma deslizante con el árbol 130 del mezclador.

El árbol 130 del mezclador tiene un extremo inferior 134 montado de manera liberable en el cabezal mezclador 106, y un extremo superior 136 conectado operativamente al medio de movimiento alternativo 110. La conexión liberable del árbol 130 del mezclador al cabezal mezclador 106 se puede efectuar mediante el acoplamiento a rosca del extremo inferior 134 del árbol 130 del mezclador por el interior roscado del elemento de cubo 114. Cuando se instala en el cabezal mezclador 106, el árbol 130 del mezclador se extiende de un modo sustancialmente coincidente con el eje H-H del cabezal.

En la modalidad preferida ilustrada en las figuras 2 y 3, el cabezal mezclador 106 está montado en el árbol 130 del mezclador con el segundo extremo 122 del cuerpo de la paleta 112 dispuesto por debajo del primer extremo 120 del mismo. En una modalidad alternativa, la orientación del cabezal mezclador podría invertirse, de manera que el primer extremo del cuerpo de la paleta quede dispuesto por debajo del segundo extremo del mismo.

Como se aprecia mejor en la figura 5, el árbol 130 del mezclador es preferentemente hueco y está construido de una pluralidad de segmentos tubulares 170, roscados en sus extremos y unidos entre sí en una relación de extremo con extremo mediante acoplamientos a rosca 172, de manera que los segmentos 170 pueden ser añadidos o suprimidos, según se desee, para adaptarse a diferentes profundidades del recipiente. El uso de un árbol hueco del mezclador conduce a un menor consumo de energía por el aparato mezclador de fluidos durante su uso. En contraste, los mezcladores de tipo rotativo convencionales utilizan árboles macizos, pesados que requieren un mayor ingreso de energía.

El cojinete lineal 132 es un cojinete de tipo manguito montado en una relación circundante con respecto al árbol 130 del mezclador para acoplarse de forma deslizante con el mismo durante su movimiento longitudinal alternativo. El cojinete lineal 130 está unido de forma segura a un alojamiento 138 que soporta los medios de movimiento alternativo 110.

Como mejor se ilustra en la figura 4, el medio de movimiento alternativo 110 incluye un medio de sujeción 142 del árbol para sujetar el árbol 130 del mezclador en posición adyacente a su extremo superior 136 y un conjunto de accionamiento con movimiento alternativo 144 conectado operativamente con el árbol 130 del mezclador para impartir movimiento longitudinal alternativo en el cabezal mezclador 106.

Con referencia a las figuras 4 y 5, el medio de sujeción 142 del árbol incluye preferentemente una mordaza 163 formada por un par de bloques de sujeción coincidentes 164a y 164b. Cada bloque de sujeción 164a, 164b tiene una acanaladura 166 formada en el mismo y que está dimensionada y adaptada para recibir el árbol 130 del mezclador en una relación de ajuste estrecho. En la modalidad preferida, la acanaladura 166 es en general cóncava y tiene una sección transversal semi-circular. Cuando los bloques de sujeción 164a y 164b coinciden, sus acanaladuras 166 quedan dispuestas en una relación opuesta entre sí para recibir con agarre el árbol 130 del mezclador y retener cautivo el árbol 130 del mezclador entre las mismas. Los pernos 168 sujetan de manera rígida los bloques de sujeción 164a y 164b entre sí y al conjunto de accionamiento de movimiento alternativo 144. Los bloques de sujeción 164a y 164b así sujetos, transfieren el movimiento longitudinal alternativo del conjunto de accionamiento por movimiento alternativo 144 al árbol 130 del mezclador cuando el aparato mezclador de fluidos 100 se está utilizando.

Esta disposición de sujeción permite ajustar desde arriba convenientemente la profundidad relativa del cabezal mezclador 106 en el recipiente 102; solo es necesario soltar la mordaza 163 desacoplando los pernos asociados 168, tras lo cual el árbol 130 del mezclador se puede subir o bajar según se desee, y los pernos 168 pueden ser acoplados de nuevo.

Como se muestra en las figuras 4 y 5, el conjunto de accionamiento con movimiento alternativo 144 incluye: un volante 146; un accionamiento 148 para accionar la rotación del volante 146; un elemento de cigüeñal 150 que se proyecta desde el volante; una horquilla 152 adaptada y configurada para recibir el elemento de cigüeñal 150; y medios de guía 156 para guiar la horquilla 152 a lo largo de un eje 153 de la horquilla para asumir movimiento longitudinal alternativo. El volante 146, el accionamiento 148, el elemento de cigüeñal 150, la horquilla 152 y los medios de guía 156 están conectados operativamente entre sí y cooperan también entre sí, para formar un conjunto de horquilla escocesa 143.

El volante 146 está dispuesto en el alojamiento 138 para girar alrededor de un eje de rotación R-R que es sustancialmente normal al eje longitudinal A-A. El accionamiento 148, con naturaleza de un motor eléctrico, está conectado operativamente mediante su árbol motriz (no mostrado) al volante 146 para accionar la rotación.

Proyectándose desde el volante en una dirección paralela al eje de rotación, se encuentra el elemento de cigüeñal 150. El elemento de cigüeñal 150 está unido de forma liberable al volante 146 para girar con el mismo. Con el fin de reducir al mínimo la fricción, el elemento de cigüeñal 150 incluye una parte de eje interior 182 que está conectada de forma fija al volante 146 y una parte de rodillo exterior 184 que está montada rotativamente mediante cojinetes (no mostrados) sobre la porción de eje interior 182 (véase figura 5).

La horquilla 152 está dispuesta dentro del alojamiento 138 para moverse a lo largo de eje 153 de la horquilla dispuesto sustancialmente paralelo al eje longitudinal A-A. La horquilla 152 es desplazada respecto del volante 146 en la dirección del elemento de cigüeñal 150 y tiene formada en la misma una guía de rodadura sustancialmente lineal 154 para recibir el elemento de cigüeñal 150. La guía de rodadura 154 está dispuesta dentro de la horquilla 152, sustancialmente normal tanto el eje de rotación R-R como al eje 153 de la horquilla. La guía de rodadura 154 está adaptada y configurada para permitir el movimiento traslacional del elemento de cigüeñal 150 con respecto a la horquilla 152 a medida que gira el volante 146.

El medio de guía 156 incluye árboles de guía roscados superior e inferior 158a y 158b que quedan recibidos en ánimas coaxiales roscadas 156 dispuestas en superficies superior e inferior de la horquilla 152. Los correspondientes cojinetes de guía superior e inferior 160a y 160b están previstos en el alojamiento 138 para acoplar de manera deslizante los árboles de guía superior e inferior 158a y 158b, respectivamente. Durante el movimiento longitudinal alternativo, el árbol de guía superior 158a se extiende para sobresalir a través de una abertura (no mostrada) formada en el alojamiento alrededor de la cual está montado el cojinete de guía superior 160a.

Para contrarrestar las tensiones creadas sobre la horquilla 152 en virtud del soporte que efectúa del medio de sujeción 142 del árbol, el medio de guía 156 incluye además un árbol compensador o estabilizante 174 y un par de bloques de cojinetes lineales coincidentes 176a y 176b fijados en la horquilla para acoplarse de manera deslizante con el árbol estabilizante 174. El árbol estabilizante 174 está conectado rígidamente al alojamiento 138 y se extiende sustancialmente paralelo al eje 153 de la horquilla. Cada bloque de cojinete lineal 176a y 176b tiene una acanaladura 178 de sección transversal semi-circular formada en los mismos que está forrada con un material auto-lubricante tal como politetrafluoretileno. Cuando los bloques de cojinetes lineales 176a y 176b se hacen coincidir, sus acanaladuras 178 quedan dispuestas en relación opuesta entre sí, extendiéndose el árbol estabilizante 174 longitudinalmente entre las mismas. Los pernos 180 sujetan los bloques de cojinetes lineales 176a y 176b en la horquilla 152.

A continuación se explican con mayor detalle los trabajos del conjunto de accionamiento con moviendo alternativo 144. Con la horquilla 152 dispuesta operativamente con los árboles de guía superior e inferior 158a y 158b dispuestos dentro de los cojinetes de guía 160a y 160b, la horquilla 152 queda dispuesta en el alojamiento 138 de manera que limita el movimiento de la horquilla 152 que no sea a lo largo del eje 153 de la horquilla y normal al eje de rotación R-R. Cuando el volante es accionado rotativamente por el accionamiento 148, el elemento de cigüeñal 150 es obligado a trasladarse linealmente dentro de la guía de rodadura 154, solicitando con ello a la horquilla 152 para que se mueva a lo largo del eje 153 de la horquilla para efectuar el movimiento longitudinal alternativo del árbol 130 del mezclador, tal como se indica por la secuencia de las figuras 6A-6D. Como resultado, el cabezal mezclador 106 portado por el árbol 130 del mezclador es desplazado longitudinalmente a través de una longitud de carrera "S" con una duración "T" para cada ciclo (en donde "S" se expresa en metros (pulgadas) y "T" se expresa en segundos (minutos)). Para mayor claridad, un ciclo consiste en el movimiento de carrera ascendente y carrera descendente del cabezal mezclador 106. En la figura 3, el cabezal mezclador 106 se muestra en líneas gruesas en una posición de partida y, en líneas ocultas, en una posición longitudinalmente desplazada de la posición de partida a través de la longitud de carrera
"S".

La longitud de la carrera resultante se puede seleccionar mediante el ajuste adecuado con respecto a la posición radial del elemento de cigüeñal 150 (es decir, la distancia entre el elemento de cigüeñal 150 y el eje de rotación R-R). Por tanto, el volante 146 está previsto de una pluralidad de casquillos roscados 162 dispuestos en una disposición radial en la cara del volante 146 (véase la figura 5). Cada casquillo roscado 162 está dimensionado y adaptado para recibir el elemento de cigüeñal 150 en el mismo. Cada combinación de elemento de cigüeñal y casquillo corresponde a una longitud de carrera "S" predeterminada. La duración "T" de cada ciclo se puede seleccionar mediante el ajuste adecuado de la velocidad de rotación del accionamiento 148.

En virtud del movimiento longitudinal alternativo impartido al cabezal mezclador 106, una parte de los fluidos del recipiente 102 es solicitada para que fluya a través del paso 123 definido en el cuerpo de la paleta 112, favoreciendo con ello la mezcla eficiente de los fluidos en el recipiente 102. Se ha comprobado que las eficiencias de la operación de mezcla tienden a mejorarse cuando el aparato mezclador de fluidos 100 es accionado dentro de un conjunto de parámetros operativos definidos por la ecuación:

80 \leq 0.36\ x\ (OD/0.025)^{2}/(ID/0.025)^{2}\ x\ (S/0.025)/(T/60) \leq 550,

en donde:

OD es el diámetro exterior del cuerpo de la paleta 112 en el primer extremo 120 del mismo, medido en metros;

ID es el diámetro interior del cuerpo de la paleta 112 en el segundo extremo 122 del mismo, medido en metros;

S es la longitud de carrera medida en metros; y

T es la duración de cada ciclo, medida en segundos

(80 \leq 0.36\ x\ OD^{2}/ID^{2}\ x\ S/T \leq 550,

en donde:

OD es el diámetro exterior del cuerpo de la paleta 112 en el primer extremo 120 del mismo, medido en pulgadas;

ID es el diámetro interior del cuerpo de la paleta 112 en el segundo extremo 122 del mismo, medido en pulgadas;

S es la longitud de carrera medida en pulgadas; y

T es la duración de cada ciclo, medida en minutos.

Si bien la longitud de carrera "S" se puede medir entre 0,05 m (2 pulgadas) y 0,61 m (24 pulgadas), es preferible que la longitud de carrera "S" esté comprendida entre 0,10 m (4 pulgadas) y 0,41 m (16 pulgadas). Más preferentemente, la longitud de carrera "S" está comprendida entre 0,20 m (8 pulgadas) y 0,30 m (12 pulgadas).

Además, aunque se ha comprobado que se pueden obtener eficiencias de mezcla mejoradas cuando el valor de la relación OD:ID es mayor de 1,0 y menor de o igual a 1,7, preferentemente el valor de la relación OD:ID reside entre 1,5 y 1,7.

Cuando se opera dentro del conjunto de parámetros operativos definidos anteriormente, se ha comprobado que la presente invención se puede emplear con gran ventaja como un mezclador para un recipiente en una unidad extractora con disolvente, como se muestra en las figuras 2 y 3 y se ilustra en los siguientes ejemplos 1 y 2.

\newpage

Ejemplo 1

En la aplicación conocida del procedimiento SXEW anteriormente descrito, se tomaron muestras de la salida de descarga de cada uno del recipiente primario; recipiente secundario; recipiente terciario y tanque de sedimentación de la respectiva unidad de extracción secundaria (A), y se permitió su separación.

En una unidad de extracción secundaria paralela (B) (es decir, procesado de un lixiviado madre de composición sustancialmente idéntica), en lugar del mezclador rotativo del recipiente de mezcla secundario, se utilizó un aparato mezclador de acuerdo con la presente invención (OD = 1,52 metros (60 pulgadas); ID = 1,02 metros (40 pulgadas); \alpha = 120; S = 0,25 metros (10 pulgadas); T = 1,998 segundos (0,0333 minutos), accionado por un motor de 1.492 vatios (2 caballos) y de nuevo se tomaron muestras de la descarga de salida de cada uno de los recipientes de mezcla primario, secundario y terciario, y también del tanque de sedimentación, y se permitió la separación.

Se midió la concentración de cobre (gramo/litro) en el componente orgánico de cada muestra, como sigue:

\vskip1.000000\baselineskip

1

\vskip1.000000\baselineskip

Como cabía esperar, la concentración de cobre del recipiente de mezcla primario en cada una de las líneas A y B es similar (debido a que en ese punto del procedimiento, la operación de mezcla es proporcionada por mezcladores rotativos idénticos). Sin embargo, de manera sorprendente, las concentraciones de cobre en la descarga de salida de los mezcladores secundarios también permaneció idéntica, y la concentración de cobre en la descarga de salida de los tanques de sedimentación permaneció muy similar, a pesar de la reducción de casi 70% en la entrada de energía (932,5 vatios (1,25 caballos)) extraída de un motor de accionamiento de 1.492 vatios (2 caballos) para el mezclador de movimiento alternativo, en comparación con 3.730 vatios (5,0 caballos) extraídos del motor de accionamiento de 5.595 vatios (7,5 caballos) para el mezclador rotativo.

\vskip1.000000\baselineskip

Ejemplo 2

En un segundo ensayo, se modificó la línea B del ejemplo 1 alterando la velocidad del motor del mezclador de la presente invención, de manera que funcionara a 0,75 ciclos/segundo, es decir T = 1,333 segundos (45 ciclos/minuto (T = 0,0222 minutos)).

Se midió de nuevo la concentración de cobre (g/l) como sigue:

\vskip1.000000\baselineskip

2

\vskip1.000000\baselineskip

De nuevo, como cabía esperar, la concentración de cobre del recipiente de mezcla primario en la línea B permaneció similar a la obtenida en la línea A (debido a que en ese punto del procedimiento, la mezcla es proporcionada por mezcladores rotativos idénticos). Sin embargo, de manera sorprendente, las concentraciones de cobre en la descarga de salida del tanque de sedimentación de la línea B modificada mostraron una importante mejora respecto a los resultados de la línea A (la recuperación de cobre se mejoró en 2,14 g/l a 2,16 g/l).

Sin que ello suponga una limitación teórica, se cree que el aparato mezclador de fluidos de la presente invención proporciona corrientes de mezcla que [al menos en el contexto de los líquidos utilizados en la extracción de cobre SXEW] crean una dispersión caracterizada por gotitas de tamaño consistente, distribuidas uniformemente por todo el recipiente de mezcla, mientras que en un mezclador rotativo existe una amplia variación en los tamaños de las gotitas, y en la distribución de dichas gotitas (quizá debido al hecho de que la paleta de un mezclador rotativo se mueve a diferentes velocidades a lo largo de su longitud). Se cree que esta dispersión uniforme proporciona un entorno propenso a una eficiente transferencia de masa entre las fases, proporcionando al mismo tiempo una desunión sustancial de las fases mezcladas en un marco de tiempo relativamente corto.

Aunque las ilustraciones muestran una modalidad preferida de la presente invención, se contemplan varias modificaciones como a continuación se describe.

En la modalidad preferida, el medio de sujeción 142 del árbol está adaptado para permitir que los bloques de sujeción 164a y 164b se desacoplen entre sí y se desunan de la horquilla 152 por el simple hecho de retirar los pernos 168. Sin embargo, podrá apreciarse que en algunos casos puede no ser conveniente desunir por completo la mordaza de la horquilla cuando se libera el árbol del mezclador. En tales casos, sería preferible desacoplar los bloques de sujeción al mismo tiempo que se mantiene todavía una conexión rígida entre uno de los bloques de sujeción y la horquilla. En la modalidad alternativa mostrada en las figuras 17 y 18, esto se consigue sustituyendo la mordaza 163 por una mordaza modificada 186. Aunque la mordaza 186 es en general similar a la mordaza 163 ya que tiene un par de bloques de sujeción coincidentes 188a y 188b formados con acanaladuras cóncavas 190 en los mismos, se diferencia en un aspecto material, es decir, el bloque de sujeción 188a es sujetado en la horquilla 152 mediante pernos 192, independientemente del bloque de sujeción 186. Por medio de los pernos de sujeción 194 se consigue que los bloques de sujeción 188a y 188b coincidan.

Si bien en la modalidad preferida, el medio de montaje 108 incluye un solo cojinete lineal 132 que se acopla de manera deslizante con el árbol 130 del mezclador en un solo punto, en una modalidad alternativa podría proporcionarse un conjunto de cojinete lineal para su acoplamiento de manera deslizante con el árbol del mezclador en más de un punto. Una de tales modalidades alternativas se muestra en las figuras 17 y 18, en donde el árbol del mezclador viene designado con el número de referencia 196 y el conjunto de cojinete lineal viene designado con el número de referencia 200. El conjunto de cojinete lineal 200 incluye un subconjunto de cojinete superior 202 y un subconjunto de cojinete inferior 204 para su acoplamiento con el árbol 196 del mezclador en posiciones superior e inferior, longitudinalmente separadas, 206 y 208, respectivamente.

El subconjunto de cojinete superior 202 está adaptado y configurado para acoplarse de manera deslizante con el árbol 196 del mezclador. Más concretamente, comprende un casquillo 210 formado por bloques de casquillos coincidentes 212a y 212b dispuestos en relación circundante respecto al árbol 196 del mezclador. Cada bloque de casquillos 212a, 212b presenta una acanaladura cóncava 214 de sección transversal semi-circular formada en los mismos para recibir el árbol 196 del mezclador. Cada acanaladura 214 está revestida con un forro arqueado 216 de material auto-lubricante tal como politetrafluoretileno. Con preferencia, cada forro 216 está nervado. Cuando los bloques de casquillos 212a y 212b se hacen coincidir, sus acanaladuras 214 quedan dispuestas en relación opuesta entre sí, extendiéndose el árbol 196 del mezclador longitudinalmente entre las mismas. Los bloques de casquillos 212a y 212b se unen de manera segura entre sí por medio de los pernos 218. El casquillo 210 se conecta operativamente con el casquillo 138 montando de manera segura el bloque de casquillo 212a en una base 207 del alojamiento 138.

El subconjunto de cojinete inferior 204 está adaptado y configurado para acoplarse de manera rotativa con el árbol 196 del mezclador. El subconjunto de cojinete inferior 204 incluye al menos dos conjuntos de rodillos identificados en general por 220, dispuestos por debajo de la base 207 del alojamiento 138 en la posición 208. Sin embargo, preferentemente, el subconjunto de cojinete inferior 204 comprende un primero, segundo y tercero conjuntos de rodillos respectivamente, 222, 224 y 226, dispuestos en relación circundante respecto al árbol 196 del mezclador. Un primer elemento de montaje en forma de un soporte tubular 228 une el primero y segundo conjuntos de rodillos 222 y 224 a la base 207 del alojamiento 138. El soporte tubular 228 pende descendentemente desde la base 207 y termina, en su extremo distal, con un elemento de brida 230. El elemento de brida 230 tiene un par de ménsulas verticales 232 en las cuales se sujetan el primero y segundo conjuntos de rodillos 222 y 224 por medio de pernos 234.

El subconjunto de cojinete inferior 204 incluye también un segundo elemento de montaje en forma de un par de soportes separables 236. Los soportes separables 236 están unidos de forma segura al bloque de casquillo 212a y penden descendentemente respecto del mismo hasta un punto terminal 238. El punto terminal tiene una ménsula 240 que se extiende descendentemente respecto de la misma. El tercer conjunto de rodillos está asegurado a la ménsula 240 por medio de pernos 242.

En la modalidad preferida, cada conjunto de rodillos 222, 224 y 226 incluye un único rodillo 239 dispuesto rotativamente en un alojamiento de rodillos 241. Podrá apreciarse que, en modalidades alternativas, se pueden emplear múltiples rodillos.

Cuando los bloques de casquillos 212a y 212b se aseguran operativamente entre sí, el primero, segundo y tercero conjuntos de rodillos 222, 224 y 226 rodean circunferencialmente al árbol 196 del mezclador, como se ilustra en la figura 18, en una posición por debajo del casquillo 210 y longitudinalmente separada del caquillo 210. El soporte aportado por el primero, segundo y tercero conjuntos de rodillos 222, 224 y 226 en la posición inferior 208 tiende a limitar la flexión del árbol 196 del mezclador, permitiendo al mismo tiempo el movimiento longitudinal alternativo del mismo.

Como se aprecia mejor en la figura 17, el árbol 196 del mezclador puede ser retirado del alojamiento 138 para su servicio, mantenimiento, reparación o sustitución, desmontando en primer lugar el subconjunto de cojinete superior 202 y desmontando entonces la mordaza 186. La retirada de los pernos 218 del casquillo 210 permite que el bloque de casquillo 212b y el tercer conjunto de rodillo 226 unido al mismo, se retiren del acoplamiento deslizante con el árbol 196 del mezclador. Los pernos 194 pueden ser retirados entonces de la mordaza 186 liberando con ello al árbol 196 del mezclador. Un rebajo o ranura abierto por los extremos 244, formado a lo largo del borde más exterior de la base 207, permite desplazar lateralmente el árbol 196 del mezclador respecto de la base para facilitar su separación. Para facilitar aún más la manipulación del árbol 196 del mezclador una vez liberado, el árbol 196 del mezclador está formado con una porción extrema agrandada superior 246, en la cual está previsto un ánima roscado 248, para recibir un tetón o saliente de elevación roscado (no mostrado).

Con referencia a las figuras 19 y 20, se muestra un medio de montaje alternativo 250 y un conjunto de accionamiento con movimiento alternativo 252 diferente. El medio de montaje 250 se asemeja generalmente al medio de montaje 108 ya que incluye un árbol 254 del mezclador y un cojinete lineal 256. El árbol 254 del mezclador es en general similar al árbol 130 del mezclador, pero difiere en que tiene una cabeza agrandada 258 del árbol prevista con una brida de soporte 259. Cuando se conecta operativamente a la mordaza de sujeción 260 del árbol, la brida de soporte 259 del árbol 254 del mezclador se une a tope con los bloques de sujeción 262 y 264, aportando con ello una conexión mecánica adicional a la conexión por fricción efectuada por los bloques de sujeción 262 y 264.

El conjunto de cojinete lineal 256 incluye un cojinete liso lineal de tipo manguito 266 montado en relación circundante respecto al árbol 254 del mezclador. El cojinete liso 266 está asegurado en la base 207 del alojamiento 138 por medio de fiadores 268. Una ranura en forma de bocallave 270 formada a lo largo del borde más exterior de la base 207, permite que el árbol 254 del mezclador se desplace lateralmente respecto de la base 207 durante su separación. En virtud del uso del cojinete liso 266, será evidente, sin embargo, que con el fin de retirar el árbol 244 del mezclador, el cojinete liso 266 ha de desunirse primero del alojamiento 138, retirando para ello los fiadores 268.

El conjunto de accionamiento con movimiento alternativo 252 es en general similar al conjunto de accionamiento con movimiento alternativo 144 descrito anteriormente, ya que tiene un volante 272, un accionamiento 274, un elemento de cigüeñal 276, una horquilla 278 y un medio de guía 280 conectados operativamente para formar un conjunto de horquilla escocesa 282. Sin embargo, mientras que el medio de guía 156 del conjunto de accionamiento con movimiento alternativo 144 incluye árboles de guía superior e inferior 158a y 158b, los correspondientes cojinetes de guía superior e inferior 160a y 160b y un solo árbol estabilizante 174 con bloques de cojinetes lineales coincidentes 176a y 176b, el medio de guía 280 utiliza un par de conjuntos de guía paralelos, izquierdo y derecho, en forma de un primero y segundo conjuntos de corredera lineal 284 y 286. El primero y segundo conjuntos de corredera lineal 284 y 286 están conectados operativamente al alojamiento 138 y a la horquilla 278 para acoplarse de manera deslizante con la misma a lo largo de un par de ejes de guía 288 y 290 que se extienden de un modo sustancialmente paralelo al eje de la horquilla designado por 292. El primero y segundo conjuntos de corredera lineal 284 y 286 están separados lateralmente entre sí, estando la horquilla 278 dispuesta sustancialmente entre los mismos.

Cada conjunto de corredera lineal 284, 286 incluye un elemento de carril de guía en forma de una pista 294 asociada con al menos uno de los correspondientes elementos de carril de guía posteriores en forma de un elemento configurado como una silla de montar 296. Cada pista 194 está asegurada de forma fija a un elemento de soporte 298 del alojamiento 238 coincidente con el respectivo eje de guía 288 o 290, según sea el caso. Cada elemento en forma de silla de montar 296 está adaptado y configurado para moverse de manera deslizante a lo largo de su correspondiente pista 294.

Los conjuntos de corredera lineal 284 y 286 están provistos además de elementos de montaje en forma de silla de montar 300 para unir los elementos en forma de silla de montar 296 con la horquilla 278. Los elementos de montaje en forma de silla de montar 300 son miembros en forma generalmente de T dispuestos entre un par de vigas de horquilla transversales 301 y 303 para definir una guía de rodadura 306 formada en la horquilla 278. Los elementos en forma de silla de montar 296 están dispuestos a su vez en la parte posterior de los elementos de montaje en forma de silla de montar 300 en relación opuesta a la pista 294. Unidos de este modo, los elementos en forma de silla de montar 296 unidos en cualquier lado de la guía de rodadura 306. Mirando en la dirección de la flecha 307 (como se muestra en la figura 19), puede apreciarse que los conjuntos de cojinete lineal 284 y 286 están situados hacia atrás de la horquilla 278.

En la modalidad alternativa mostrada y descrita anteriormente, cada conjunto de corredera lineal 284, 286 está provisto de dos elementos en forma de silla de montar 296, longitudinalmente separados, para conseguir una estabilidad mejorada; un elemento en forma de silla de montar superior 308 y un elemento en forma de silla de montar inferior 310.

Podrá apreciarse que pueden construirse otras disposiciones alternativas de pistas y elementos en forma de silla de montar. Con referencia a las figuras 21 y 22, se muestra un conjunto de accionamiento con movimiento alternativo 350 en general similar al conjunto de accionamiento con movimiento alternativo 252. El conjunto de accionamiento con movimiento alternativo 350 tiene, inter alia, una horquilla 352 y conjuntos de corredera lineal del tipo de pista-y-silla de montar 354 y 356. Los conjuntos de corredera lineal 354 y 356 son en general similares a los conjuntos de corredera lineal 284 y 286 ya que cada conjunto 354, 356 incluye una pista 358 asociada con al menos uno de los correspondientes elementos en forma de silla de montar 360. Sin embargo, los conjuntos 354 y 356 difieren en que los mismos están fabricados con elementos en forma de silla de montar 360 retenidos ya de forma cautiva en las pistas 358 para acoplarse de manera deslizante con las mismas. La horquilla 352 difiere de la horquilla 278 mostrada en las figuras 19 y 20 en que es de una construcción unitaria y tiene, incorporada en la misma, porciones de montaje 362 en forma de silla de montar.

También son posibles configuraciones diferentes de un conjunto de accionamiento con movimiento alternativo que tiene conjuntos dobles de corredera lineal. Con referencia ahora a las figuras 23 y 24, se muestra un conjunto de accionamiento con movimiento alternativo 312 en general similar al conjunto de accionamiento con movimiento alternativo 252 descrito anteriormente. El conjunto de accionamiento con movimiento alternativo 312 incluye un volante 314, un accionamiento 316, un elemento de cigüeñal 318, una horquilla 320 y un medio de guía 322 conectados operativamente para formar un conjunto de horquilla escocesa 324. El medio de guía 322 es similar al medio de guía 280 ya que también utiliza un par de conjuntos de guía izquierdo y derecho, paralelos, que se extienden longitudinalmente. Sin embargo, mientras que el medio de guía 280 utiliza un par de pistas 294 cada una de ellas asociada con al menos un elemento en forma de silla de montar 296, el medio de guía 322 utiliza una disposición de árbol Thompson, es decir, un par de puntales de guía 326 asociados cada uno de ellos con al menos un bloque de corredera lineal 328.

Cada puntal de guía 326 está dispuesto dentro del alojamiento 138 extendiéndose ascendentemente entre la base 207 y una placa superior 332 del mismo. Los puntales de guía 326 están asegurados a la base 207 por medio de elementos de collarín 330 y fiadores (no mostrados). Cada bloque de corredera lineal 328 está montado en relación circundante respecto a su puntal de guía asociado 326 para acoplarse de manera deslizante con el mismo. Como en el caso de los conjuntos lineales 284 y 286, los elementos de montaje 333 unen los bloques de corredera lineal 328 con la horquilla 320. Sin embargo, en esta modalidad, los conjuntos de corredera lineal (consistentes en puntales de guía 326 y bloques de corredera lineal 328) están situados por delante de la horquilla 320.

Si bien el conjunto de accionamiento con movimiento alternativo 318 funciona de un modo generalmente similar al conjunto de accionamiento con movimiento alternativo 252, es diferente la manera en la cual el volante 314, el elemento de cigüeñal 318 y la horquilla 320 cooperan entre sí. Al contrario que el elemento de cigüeñal 276, el elemento de cigüeñal 318 no tiene un eje interior conectado de forma fija al volante con la porción de rodillo exterior montada rotativamente en el mismo. El elemento de cigüeñal 318 está incorporado en un bloque empujador de leva 334 adaptado y configurado para moverse de manera deslizante dentro de la guía de rodadura 335 definida en la horquilla 320. El bloque empujador de leva 334 está hecho preferentemente de acero y aloja en el mismo un cojinete de rodillos 336 y un eje 338 montado rotativamente en el cojinete de rodillos 336. El eje 338 queda recibido en un casquillo 340 formado en el volante 314. Placas de desgaste de latón 342 están sujetas en las superficies superior e inferior del bloque empujador de leva 334 para lograr una resistencia mejorada al desgaste. Cuando el empujador de leva 334 se dispone dentro de la guía de rodadura 336, las placas de desgaste de latón 342 se apoyan contra placas de desgaste de acero duro (no mostradas) que revisten la guía de rodadura 335.

Si bien en la modalidad preferida, se utiliza un dispositivo de horquilla escocesa para proporcionar movimiento alternativo lineal, será evidente que como posibles sustituyentes del mismo se pueden emplear otros mecanismos, tales como cigüeñales, levas y mecanismos empujadores de leva, así como placas motrices.

Como es lógico, si bien la descripción detallada aquí ofrecida se refiere concretamente a la recuperación de cobre a partir de menas portadoras de cobre, también podrá entenderse que la presente invención se puede utilizar en otras aplicaciones en donde se emplean procedimientos SXEW, tal como, por ejemplo, en la recuperación de zinc, níquel, platino, uranio y oro.

Además, será evidente que la invención puede tener una utilidad ventajosa incluso al margen del procedimiento SXEW, en otras aplicaciones de mezcla, tal como en el contexto de una cuba de flotación espumante ilustrada en las figuras 14 y 15, en donde el aparato mezclador de fluidos se utiliza para agitar una suspensión espesa y formar una espuma, y un mecanismo de paleta 32 está dispuesto operativamente en el recipiente 102 para limpiar las espumas así producidas.

Como se muestra en la figura 16a, el aparato mezclador de fluidos también se puede utilizar en un recipiente que tiene deflectores 500 dispuestos en el mismo.

Claims

1. Un aparato (100) para mezclar fluidos dentro de un recipiente (102) que tiene una pared lateral contigua (104) centrada alrededor del mismo y que define un eje longitudinal (A-A), comprendiendo el aparato mezclador
(100):

: un alojamiento (138) situado por encima de dicho recipiente (102);

: un cabezal mezclador (106) que tiene un cuerpo de paleta (112) para su inmersión en los fluidos, teniendo el cuerpo de paleta (112) un primer extremo (120), un segundo extremo opuesto (122) dispuesto en relación espaciada con respecto al mismo a lo largo de un eje (H-H) del cuerpo de paleta;

: un árbol (196) para soportar el cabezal mezclador (106) que se extiende al interior del recipiente (102);

: un conjunto de accionamiento con movimiento alternativo (144) situado sustancialmente dentro del alojamiento (138), estando el conjunto de accionamiento con movimiento alternativo (144) conectado operativamente al árbol (196) para impartir movimiento longitudinal alternativo al cabezal mezclador (106);

: un conjunto de cojinete lineal (200) montado en el alojamiento (138) en relación circundante con respecto al árbol (196),

: comprendiendo el aparato mezclador (100) un paso (123) que se extiende longitudinalmente entre el primer extremo (120) y el segundo extremo (122), conificando el paso (123) desde el primer extremo (120) al segundo extremo (122),

caracterizado porque el conjunto de cojinete lineal (200) incluye subconjuntos de cojinete superior (202) e inferior (204), estando los subconjuntos de cojinete (superior) (202) e inferior (204) separados longitudinalmente entre sí, para acoplarse con el árbol (196) en las respectivas posiciones superior (206) e inferior (208), longitudinalmente
espaciadas.

2. Un aparato mezclador (100) según la reivindicación 1, caracterizado porque el subconjunto de cojinete superior (202) está adaptado y configurado para acoplarse de manera deslizante con el árbol (196).

3. Un aparato mezclador (100) según la reivindicación 2, caracterizado porque el subconjunto de cojinete superior (202) incluye un par de bloques de casquillo coincidentes (212a), (212b) que rodean al árbol (196) para acoplarse de manera deslizante con el mismo, teniendo cada bloque de casquillo (212a), (212b) una acanaladura (214) formada en los mismos para recibir de manera deslizante el árbol (196), estando dispuestas las acanaladuras (214) de los bloques de casquillo (212a), (212b) en relación espaciada entre sí con el árbol (196) dispuesto entre las mismas cuando los bloques de casquillo (212a), (212b) se hacen coincidir entre sí.

4. Un aparato mezclador (100) según la reivindicación 3, caracterizado porque la acanaladura (214) formada en cada bloque de casquillo (212a), (212b) está revestida con un forro (216) fabricado a partir de un material auto-lubricante).

5. Un aparato mezclador (100) según la reivindicación 4, caracterizado porque el forro tiene nervios longitudinales formados en el mismo.

6. Un aparato mezclador (100) según la reivindicación 3, caracterizado porque la acanaladura (214) formada en cada bloque de casquillo (212a), (212b) es en general semi-circular.

7. Un aparato mezclador (100) según la reivindicación 3, caracterizado porque el alojamiento (138) incluye una base (207), soportando la base (207) a uno de los bloques de cojinete (212a), (212b) del conjunto de cojinete superior (202); y porque el árbol (196) está dispuesto para extenderse descendentemente a través de la base (207).

8. Un aparato mezclador (100) según la reivindicación 7, caracterizado porque la base (207) tiene una ranura (244) formada en la misma a lo largo de un borde de la misma para acomodar el árbol (196), estando configurada la ranura (244) para permitir que el árbol (196) quede recibido lateralmente dentro de la misma y pueda retirarse lateralmente de la ranura (244); estando la ranura (244) alineada sustancialmente con la acanaladura (214) del bloque de cojinete (212a) soportado sobre la base (207).

9. Un aparato mezclador (100) según la reivindicación 1, caracterizado porque el subconjunto de cojinete inferior (204) está adaptado y configurado para acoplarse de forma rodante con el árbol (196).

10. Un aparato mezclador (100) según la reivindicación 9, caracterizado porque el alojamiento (138) incluye una base (207); y el conjunto de cojinete inferior (204) tiene al menos dos conjuntos de rodillos (220) dispuestos por debajo de la base (207) en la posición inferior (208).

11. Un aparato mezclador (100) según al reivindicación 10, caracterizado porque el subconjunto de cojinete inferior (204) incluye al menos un elemento de montaje (228), (236) para conectar operativamente los conjuntos de rodillos (220) a por lo menos un elemento elegido entre la base (207) y el conjunto de cojinete superior (202).

12. Un aparato mezclador (100) según la reivindicación 11, caracterizado porque el conjunto de cojinete inferior (204) tiene un primer elemento de montaje (228) que une al menos uno de los conjuntos de rodillos (222), (224) a la base (207), y un segundo elemento de montaje (236) que une al menos uno de los conjuntos de rodillos (226) al conjunto de cojinete superior (202).

13. Un aparato mezclador (100) según la reivindicación 12, caracterizado porque el primer elemento de montaje (228) está dispuesto en la base (207) y pende descendentemente de esta última.

14. Un aparato mezclador (100) según la reivindicación 12, caracterizado porque el subconjunto de cojinete superior (202) incluye un par de bloques de casquillos coincidentes (212a), (212b) que rodean al árbol (196) para acoplarse de manera deslizante con el mismo; y porque el segundo elemento de montaje (236) está dispuesto en uno (212b) de los bloques de casquillos (212a), (212b) y pende descendentemente de dicho bloque de casquillo (212b).

15. Un aparato mezclador (100) según la reivindicación 14, caracterizado porque el conjunto de cojinete inferior (204) tiene un primero (222) y un segundo (224) conjuntos de rodillos soportados por el primer elemento de montaje (228), y un tercer conjunto de rodillo (226) soportado por el segundo elemento de montaje (236); estando dispuestos el primero (222), el segundo (224) y el tercero (226) conjuntos de rodillos en una relación circundante con respecto al árbol (196).

16. Un aparato mezclador (100) según la reivindicación 9, caracterizado porque el conjunto de cojinete inferior (204) tiene un primero (222), un segundo (224) y un tercero (226) conjuntos de rodillos dispuestos en una relación circundante con respecto al árbol (196).