ES2575182T3 - Procedimiento para descalcificar agua de proceso - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para descalcificar agua de proceso (10), con los siguientes pasos: - Aireación del agua de proceso (10) mediante inyección de gas en el agua de proceso (10) por medio de un difusor (2), comprendiendo un canal continuo (21, 22, 23) para el transporte del agua de proceso, en que desemboca lateralmente un canal de gas (24), mediante el cual puede introducirse gas en el agua de proceso, donde en el agua de proceso (10) se forman burbujas de gas, donde el diámetro típico de las burbujas de gas asciende a aproximadamente 1000 μm y que por consiguiente son considerablemente mayores que las burbujas de gas resultantes durante una flotación de aire disuelto, mostrando un tamaño típico en un rango de 10 a 100 μm; - Transporte de carbonato cálcico, que precipita en el agua de proceso debido a un cambio en el equilibrio de disociación del ácido carbónico resultante de la aireación, donde las partículas del carbonato cálcico precipitado se adsorben en las burbujas de gas, con ayuda de las burbujas de gas en una superficie del agua de proceso (10); y - Descarga de la espuma producida en la superficie del agua de proceso (10).
Description
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DESCRIPCION
Procedimiento para descalcificar agua de proceso
La presente invention se relaciona con un procedimiento para descalcificar agua de proceso.
En procesos industriales se aspira a una cota de reciclaje lo mas alta posible del agua de proceso empleada, para el sostenimiento del consumo de agua y de los consecuentes costes bajos. Para lo mencionado se utilizan etapas de limpieza con las que se mejora la calidad del agua de forma que sea posible su reciclado en el proceso.
En la production de papel basada en papel usado como materia prima se origina mediante circuitos cerrados de agua de proceso un incremento del contenido en sales, producido ante todo especialmente a traves del agente de relleno tal que el carbonato calcico contenido en el papel usado (= CaCO3), cuyo empleo como agente de relleno y pigmento en el papel ha crecido en menoscabo del caolln en los ultimos anos. Esto conlleva, en las condiciones imperantes en el proceso de produccion, tales como una temperatura mayor de 40°C y valores del pH localmente variables, en general a considerables depositos y precipitaciones de cal en las instalaciones de produccion de papel y de tratamiento de aguas residuales, que pueden perjudicar su funcionamiento. Tambien en otras industrias, el agua dura puede conducir a depositos de cal en la produccion y en el tratamiento de aguas.
Las instalaciones de descalcificacion usadas hasta ahora a escala industrial, que se incluyen en el circuito de agua de proceso u operan en el tratamiento de aguas residuales, se basan en una precipitation qulmica de carbonato calcico mediante una adicion de productos qulmicos de precipitacion, particularmente sosa caustica (= NaOH) y/o lechada de cal (= Ca(OH)2), que origina una variation del valor del pH hacia el basico. La separation del carbonato calcico precipitado del agua de proceso se lleva a cabo entonces mediante sedimentation y/o flotation por aire disuelto a presion (DAF del ingles Dissolved Air Flotation).
La DE 102004047010 A1 (KOWITEC) 30.03.2006 describe un mecanismo para la limpieza del agua en la industria del papel, donde se alimenta con agua comprimida a presiones en el rango de entre 2 y 10 bar y mezclada con aire comprimido a un dispositivo de expansion. Las finas burbujas de aire resultantes de la descomposicion a la presion del agua portan partlculas solidas hacia la superficie del agua. Mediante la adicion de un aditivo influyente en el valor del pH como NaOH puede precipitarse el carbonato calcico disuelto en el agua y extraerse del agua otros solidos.
La WO2008/028650 A1, la US2010/018918 A1 y la SE524338 C2 son otros ejemplos del estado actual de la tecnica relevantes.
Es desventajoso en estos procedimientos conocidos que tengan un alto consumo de productos qulmicos y sean ineficientes.
Es por consiguiente un objeto de la presente invencion especificar un procedimiento mejorado para la descalcificacion del agua de proceso.
Este objeto se resuelve en lo que se refiere al procedimiento conforme a la invencion con un procedimiento con las caracterlsticas indicadas en la revindication 1.
La invencion se basa en el conocimiento de que aisladamente con una aireacion apropiada del agua de proceso es posible, efectuar tanto la precipitacion de la cal en el agua de proceso como tambien la separacion de la cal del agua de proceso. Conforme a la invencion se prescinde de una disolucion de gas a sobrepresion en el agua de proceso y la posterior reduction de la presion, la llamada expansion, para la generation de burbujas de gas. En vez de eso, la invencion emplea solamente un desplazamiento del equilibrio de disociacion del acido carbonico: Mediante un aporte de gas a presion atmosferica, preferentemente en forma de aire ambiental, en el agua de proceso se desplaza el CO2 gaseoso, presente por encima de la superficie del agua del agua de proceso. Mediante esta variacion de la presion parcial del CO2 por encima de la superficie del agua del agua de proceso se origina que el CO2 disuelto en el agua de proceso pase de la forma de disolucion a la forma gaseosa. El CO2 gaseoso formado de este modo escapa del agua de proceso. De este modo se desplaza el equilibrio de disociacion del acido carbonico en la direction de los iones carbonato, o sea, al lado derecho de la siguiente ecuacion de reaction ecuac. 1:
Ca2++ HCO3 + OH-<--> CaCO3+ H2O (ecuac. 1)
Por consiguiente se supera el producto de solubilidad del carbonato calcico y se precipita el carbonato calcico, es decir, se forma piedra caliza. Las partlculas del carbonato calcico precipitado se adhieren a las burbujas de gas y se transportan con estas a la superficie, donde pueden extraerse junto con la espuma formada por las burbujas de gas, por ejemplo, por aspiration o retirada.
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Simultaneamente se eleva el valor del pH del agua de proceso mediante un desplazamiento del equilibrio de disociacion del acido carbonico en la direccion de los iones carbonato, o sea al lado derecho de la ecuacion de reaccion ecuac. 1. Este desplazamiento "en modo basico" refuerza la precipitacion del carbonato calcico. El presente procedimiento emplea por consiguiente el aporte de gas a presion atmosferica, por ejemplo, de aire ambiental, en el agua de proceso, para agotar el CO2 y elevar el valor del pH.
Los dispositivos y procedimientos de flotacion para la aireacion de suspensiones de materias fibrosas del papel usado se conocen, vease por ejemplo la DE 2914392 B1 (Feldmuhle; Lamort) 28.02.1980 o la DE 4116916 A1 (Sulzer-Escher Wyss) 03.12.1992. Estos sirven para combinar sustancias colorantes, particularmente tintas de impresion, mediante un proceso de flotacion a las burbujas de aire y purgarlas con estas como espuma. La llamada flotacion de Deinking es por consiguiente un procedimiento flsico para la separation de partlculas de tintas de impresion de una suspension de materias fibrosas de papel usado. Conforme a la invention puede utilizarse ahora una flotacion de Deinking de este tipo para la descalcificacion del agua de proceso. Analogamente se pueden tambien emplear celulas de flotacion conocidas de la extraction, por ejemplo, una celula de flotacion hlbrida, para la descalcificacion del agua de proceso.
Mediante una flotacion, es decir una fuerte aireacion del agua de proceso por medio de un difusor, con formation de espuma, es posible eliminar una gran parte del carbonato calcico con la espuma. La presente invencion facilita por consiguiente un procedimiento de descalcificacion de una etapa, basado en un procedimiento de flotacion con alta eficiencia de descalcificacion y bajos costes de descalcificacion.
Los procedimientos usados hasta ahora para la descalcificacion se pueden ver simplificadamente como una sucesion de los siguientes pasos: adicion de productos qulmicos -> introduction de aire -> separacion mediante flotacion de expansion -> deshidratacion. En contraste, el procedimiento conforme a la invencion puede verse simplificadamente como una sucesion de los siguientes pasos: aireacion y elimination de la espuma en un unico paso -> deshidratacion; es decir respecto a los procedimientos habituales se suprimen dos pasos. Esto conlleva un ahorro de espacio, menor consumo de productos qulmicos y una mayor eficiencia.
Tambien en el procedimiento aqul descrito puede conducir una adicion de productos qulmicos a una elevada eficiencia de la descalcificacion. Se ha demostrado sin embargo que respecto a los procedimientos conocidos es necesario por lo menos un tercio menos de adicion de productos qulmicos para alcanzar los mismos resultados.
Con el procedimiento conforme a la invencion es posible, aisladamente mediante aireacion del agua de proceso, preferentemente con un difusor o un inyector, eliminar una gran parte de la cal y generar espuma, mediante la que puede eliminarse la cal precipitada del agua de proceso. Mediante el proceso conforme a la invencion, es decir la transition de la cal disuelta a solido con eliminacion simultanea por medio de descarga de la espuma, respecto al procedimiento convencional de descalcificacion en dos etapas se ha ahorrado por lo menos un paso procedimental. Ademas, el consumo de productos qulmicos es respecto a los procedimientos convencionales de descalcificacion, usados industrialmente, considerablemente bajo.
En las reivindicaciones dependientes se indican ordenaciones y perfeccionamientos favorables de la invencion.
Segun una ordenacion preferente de la invencion, el gas esta a presion atmosferica. Puede prescindirse, por consiguiente, de costosos dispositivos de incremento de la presion. En este contexto es particularmente ventajoso emplear como gas aire ambiental; el aire es un gas disponible en la practica en todos los lugares en cantidad ilimitada y especialmente favorable en cuanto a costes.
Conforme a la invencion se inyecta agua de proceso, as! como el gas, particularmente aire, en un recipiente. Mediante la inyeccion tiene lugar una mezcla intensiva del agua y el gas. Es posible, que el volumen de gas inyectado por unidad de volumen de agua de proceso VGas/Vagua se encuentre en el rango de 2,5 a 7,5, preferentemente a aproximadamente 5.
Con el procedimiento descrito de aireacion del agua de proceso, en el que se emprende una inyeccion de gas en el agua de proceso, por lo que se forman burbujas de gas en el agua de proceso, es posible generar, en funcion de la velocidad de cizallamiento, burbujas de gas con diametros en un rango de aproximadamente 10 am hasta aproximadamente un millmetro.
Conforme a la invencion, el diametro tlpico de las burbujas de gas, que se forman mediante la inyeccion de gas en el agua de proceso, se encuentra a aproximadamente 1000 pm. Con ello, las burbujas de gas formadas son considerablemente mayores que las burbujas de gas resultantes de un DAF, cuyo tamano tlpico se encuentra en un intervalo de 10 a 100 pm; de este modo pueden combinarse partlculas del carbonato calcico precipitado, que dado el caso pueden ser relativamente grandes, a las burbujas de gas y transportarse mediante las burbujas de gas de forma efectiva a la superficie.
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Conforme a una ordenacion preferente de la invencion, se bombea el agua de proceso, situada en una zona inferior del recipiente, con ayuda de una bomba a traves de un inyector en una zona superior del recipiente. Mediante esta conduccion del agua se obtienen una buena mezcla del agua de proceso y una descalcificacion especialmente efectiva.
Se sabe que los pasos procedimentales antes descritos de aporte de gas, pueden realizarse simultaneamente o sucesivamente, particularmente por medio de inyeccion, y trasvase y/o mezcla.
Es favorable, cuando antes del aporte del gas en el agua de proceso y/o tras el inicio del mismo se anada una base como NaOH o Ca(OH)2 al agua de proceso. Por ejemplo, puede agregarse NaOH en una dosificacion del 0,015 % en peso del agua de proceso.
La adicion de productos qulmicos alcalinos como NaOH o Ca(OH)2 en el agua de proceso refuerza un incremento del valor del pH del agua de proceso, refuerza una formation de espuma en una superficie del agua de proceso y actua favorablemente sobre la distribution de tamanos de las partlculas de carbonato calcico formadas, fomenta particularmente una formacion de partlculas de carbonato calcico mayores. Debido al hecho de que, en la presente invencion mediante la inyeccion de gas, es decir un proceso efectivo de agotamiento, se logra de todas formas relativamente rapido a la zona de un equilibrio de reaction, en la que precipita piedra caliza, puede realizarse una adicion de productos qulmicos alcalinos en una cantidad relativamente baja como una action auxiliar para la mejora del efecto, particularmente para iniciar una precipitation del carbonato calcico. Como el desplazamiento del valor del pH se lleva a cabo principalmente mediante agotamiento de CO2 y la adicion de los productos qulmicos alcalinos tiene solo una funcion auxiliar, permite alcanzar el uso, respecto de los procedimientos habituales de precipitacion de cal, de una cantidad considerablemente reducida de productos qulmicos.
Es ventajoso, que antes del aporte del gas en el agua de proceso se anadan al agua de proceso cristales semilla. Los cristales semilla actuan beneficiosamente sobre la distribucion de tamanos de las partlculas de carbonato calcico formadas. Por ejemplo, se pueden agregar cristales semilla en una dosificacion del 0,01 % en peso del agua de proceso.
Puede ser favorable anadir a un agua de proceso, que solo tenga una baja concentration de sustancias, una sustancia inerte como arena, por ejemplo, arena de cuarzo. La arena forma una gran superficie, a la que puede combinarse la cal precipitada. Alternativamente se pueden emplear tambien otros solidos inertes con las correspondientes propiedades. La arena cubierta de cal puede eliminarse del agua a traves de la fase de espuma. Es posible eliminar las partlculas de cal que actuan sobre los granos de arena en un proceso adicional mediante mayor concentracion de arena, es decir una separation mecanica interna de la cal de los granos de arena, y una reduction del pH mediante adicion de acido. La arena limpia de cal puede usarse entonces de nuevo como sustancia inerte.
La inyeccion de gas atmosferico en el agua de proceso se lleva a cabo de tal manera que el gas se suministra lateralmente a traves de un canal de gas a un canal de inyector a traves del cual agua de proceso conteniendo cal fluye en una cuba. El canal de inyector puede estar formado auto-cebado con respecto al gas; pero tambien se puede emplear un difusor no auto-cebado. Por lo tanto, la mezcla de agua de proceso y gas se lleva a cabo antes de que el agua de alimentacion de la cuba entre en la mencionada cuba.
El aparato usado en el metodo comprende: una boquilla para la descalcificacion del agua de proceso que comprende un canal continuo para el paso de agua de proceso, en el que lateralmente se abre un canal de gas a traves del cual el gas puede alimentarse en el agua de proceso; un suministro de aire para el suministro de gas en un canal de gas del difusor; y un conducto para la alimentation de agua de proceso en una abertura de entrada del difusor. Preferiblemente, la boquilla es autocebante; en este caso, el gas suministrado al canal de gas tiene la misma presion que el aire ambiente, es decir, no necesita estar a presion.
Conforme a la invencion, el dispositivo comprende un dispositivo para la descarga de la espuma producida transversalmente en la superficie del agua de proceso, es decir un mecanismo para el llamado "skimming". Este puede ser un mecanismo para desnatar, extraer o aspirar. Ademas, la evacuation de la espuma puede realizarse de modo completamente automatico. La presencia de personal de operation puede reducirse, por consiguiente, al mantenimiento y reparation.
Conforme a un perfeccionamiento de la invencion, el difusor puede existir en forma de frita, particularmente de frita de vidrio o ceramica.
Es posible que el dispositivo para descalcificar agua de proceso sea una celula de flotation, particularmente una celula de flotacion hlbrida. Una solution del objetivo antes mencionado es tambien el empleo de una celula de flotacion, particularmente una celula de flotacion hlbrida, para la ejecucion de un procedimiento segun al menos una de las reivindicaciones 1 a 5.
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Las propiedades, indicaciones y ventajas arriba descritas de esta invencion, as! como el modo de alcanzarlas, pueden comprenderse mas claramente en relacion con la siguiente descripcion de los ejemplos de ejecucion, que se describen mas a fondo en relacion con las imagenes. Muestran
Fig. 1 un primer esquema del equilibrio cal-acido carbonico;
Fig. 2 un segundo esquema del equilibrio cal-acido carbonico;
Fig. 3 un mecanismo en representacion esquematica;
Fig. 4 un balance de material;
Fig. 5 un difusor en seccion; y
Fig. 6 un esquema de una descalcificacion con una celula de flotacion.
La Fig. 1 muestra un primer esquema del equilibrio cal-acido carbonico. En el borde superior se indica el rango de pH completo de 0 a l4. En funcion del valor del pH se distinguen horizontalmente tres zonas, subdivididas en cada caso verticalmente en las tres fases gas, llquido y solido. Entre las zonas 2 y 3 impera en el agua de proceso un equilibrio conforme a la ecuacion anterior ecuac. 1. Si ahora se desplaza el CO2 mediante el aporte de aire en el agua de proceso (= agotamiento de CO2), el equilibrio se desplaza en la direccion de mayores valores del pH, por ejemplo, en la zona 3. De este modo se transforma mas HCO3-(soluble) en CaCO3 (solido). Por lo tanto, escapa dioxido de carbono gaseoso CO2 y precipita carbonato de calcio solido CaCO3.
La Fig. 2 muestra un diagrama de Hagg del equilibrio cal-acido carbonico. En una escala de pH en el rango de valores de pH = 4 a pH = 12 a lo largo del eje x, a lo largo del eje y se indican en escala logarltmica los porcentajes de las "formas de acido carbonico" CO2, HCO3" y CO32", que aparecen en las ecuaciones de reaccion indicadas en el borde superior.
La Fig. 3 muestra un dispositivo en representacion esquematica. Una cuba 1 se rellena hasta un nivel 7 de agua de proceso 10, que se utiliza en una produccion de papel basada en papel usado como materia prima. Mediante los circuitos cerrados en gran medida, de agua de proceso, en la produccion de papel, el agua de proceso muestra en un contenido relativamente alto de carbonato de calcio disuelto en la misma.
De la zona inferior de la cuba 1 se aspira por medio de una bomba 6 agua de proceso 10 a traves de un desague 8 y se transporta mediante una llnea 9 a un inyector 2. El desague 8 y la llnea 9 se pueden configurar en cada caso como una tuberla o como un conducto. El inyector 2 configurado en forma de difusor muestra un canal axial, en que desemboca lateralmente una llnea de aire 3. Mientras que el agua de proceso 10 se bombea mediante el canal del inyector, el agua se mezcla con aire a traves de la llnea de aire.
La mezcla de aire-agua resultante se inyecta a presion en la region superior de la cuba 1, lo que resulta en una mezcla resultante a modo de mezcla de aire-agua inyectada con el agua de proceso en la cuba. 1 Mediante el aire introducido se lleva a cabo una precipitacion de carbonato de calcio en la cuba 1. El aire introducido a traves del inyector 2 en la cuba 1 forma en la cuba 1 burbujas de aire. Ademas, se produce habitualmente una aglomeracion en la que se unen dos o mas burbujas en una burbuja mas grande.
En un DAF, como se utiliza en los procedimientos de descalcificacion convencionales, se forma burbujas de gas relativamente pequenas, que se combinan con las partlculas de carbonato calcico. Debido al pequeno tamano de las burbujas de gas, cuyo diametro se encuentra tlpicamente en el rango de 10 a 100 pm, el agua de proceso parece lechosa. En cambio, en la flotacion usada conforme a la invencion se forman muchas burbujas de gas relativamente grandes, cuyo diametro tlpico es de aproximadamente 1000 pm, a las que se combinan las partlculas de carbonato calcico. Las partlculas del carbonato calcico precipitado se combinan por consiguiente a las burbujas de aire y se transportan con estas a la superficie 7 del agua de proceso.
La espuma all! formada se retira junto con las partlculas de carbonato calcico adheridas y se elimina del agua de proceso. A traves del circuito de agua se somete el agua de proceso de nuevo al mismo procedimiento, de forma que el contenido en carbonato calcico disminuya de forma constante.
En la aireacion intensiva del agua a tratar ocurre la transicion de la cal del estado disuelto al solido, con una descarga simultanea de la cal solida por medio de la espuma producida. En comparacion con el procedimiento habitual de descalcificacion mecanica en dos etapas solo se requiere una etapa de proceso.
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El dispositivo comprende aparte de lo mencionado de una alimentacion 4, a traves de la cual puede transportarse el agua de proceso a descalcificar en la cuba 1, as! como un rebosadero 5, mediante el cual se mantiene el nivel 7 en un valor predeterminado.
A continuacion se presentan tres variantes diferentes del procedimiento, donde los porcentajes han de entenderse como porcentajes en peso. En todas las tres variantes se airearon 20 litros de agua de proceso durante un periodo de 20 minutos con una relacion de 5 litros de aire por litro de agua. Conforme a una primera variante se anaden al agua de proceso primero un 0,01% de cristales semilla y un 0,015% de NaOH, y entonces se airea durante un periodo de 20 min con la relacion antes indicada de 5 L de aire/L de agua. Conforme a una segunda variante se agregan al agua de proceso primero un 0,01% de cristales semilla, entonces se airea durante un periodo de 20 min con la relacion antes indicada de 5 L de aire/L de agua, despues se anade al agua de proceso un 0,015% de NaOH y a continuacion se airea durante un periodo de 5 min con una relacion de 1,25 l de aire/l de agua. Conforme a una tercera variante se anade al agua de proceso primero un 0,01% de cristales semilla, entonces se airea durante un periodo de 20 min con la relacion de 5 l de aire/l de agua, despues se agrega al agua de proceso un 0,015% de NaOH y a continuacion se mezcla sin aireacion durante un periodo de 2 min por medio de un aparato de agitacion.
En cada variante se separa la espuma durante la aireacion. Para las tres variantes del proceso con separacion de la espuma son comparables tanto la dureza del agua al final del proceso, as! como .la distribucion de tamanos de partlcula del CaCO3. La primera variante es particularmente ventajosa debido al costo de inversion relativamente bajo asociado y el control de proceso relativamente simple.
La Fig. 4 muestra un balance de material para un control de proceso de acuerdo con la primera variante anteriormente indicada. La suspension de partida 31 contiene 33,8 g (= 94,40%) de carbonato de calcio disuelto 32, 2 g (= 5,60%) de cristales semilla 33 y un 0,015% de hidroxido de sodio 34, relativo a la cantidad de suspension. Despues de una aireacion 35 los porcentajes se distribuyen de la siguiente manera: El carbonato de calcio 36 descargado a traves de la espuma 39 tiene una masa de 23,3 g (= 65.00%), el carbonato de calcio 37 aun disuelto en la suspension final 40 tiene una masa de 5,4 g (= 15,00%) y el carbonato de calcio 38 precipitado presente en la suspension final 40 tiene una masa de 7,2 g (= 20,00%).
La Fig. 5 muestra una seccion axial de un difusor 2. Se configura como un cilindro hueco por ejemplo metalico, cuya cavidad forma un canal 21, 22, 23 que conecta las caras extremas del cilindro hueco para el transporte del agua de proceso. El canal que recorre el cuerpo del difusor consiste en tres cavidades contiguas coaxiales cillndricas 21, 22, 23 con en cada caso un diametro constante, donde un diametro de una cavidad aguas abajo visto en la direccion de flujo 26 del agua de proceso es mayor que un diametro de una cavidad aguas arriba visto en la direccion de flujo 26 del agua de proceso. De este modo se extiende el canal por etapas en la direccion de flujo 26 del agua de proceso desde una abertura de entrada relativamente pequena a una abertura de salida relativamente grande.
En la cavidad central 22 desemboca un canal de gas 24 que transcurre perpendicularmente al eje del canal 25, en que se introduce un gas 27 y puede agregarse por consiguiente al agua de proceso que fluye en el canal 21,22, 23.
Es posible que el difusor de inyector de aspiracion natural 2 tambien pueda usarse para una flotation de Deinking. Mediante un acoplamiento del principio de inyector de aspiracion natural con un difusor por etapas con las dimensiones apropiadas se fracciona el aire aspirado en burbujas y se origina una alta turbulencia. Esto favorece el intercambio de sustancias deseado para el agotamiento del CO2 y que produce tambien la espuma.
Conforme a una ordenacion ejemplar del difusor 2, el difusor 21 muestra un diametro interno de 10 mm, el tubo de mezcla 22 un diametro interno de 20 mm y el canal de aire 24 una rosca de ^ pulgada, es decir un diametro interno de 12,7 mm.
La Fig. 6 muestra un esquema de una descalcificacion con una celda de flotacion 60, en particular una celula de flotacion hlbrida, como se describe, por ejemplo, en el documento EP 1827699 B1. Una celda de flotacion sirve en la industria de la minerla para la concentration de minerales metalicos, con el fin de aumentar el rendimiento de la preparation. Para este proposito, el mineral molido se pone en suspension en agua, es transportado por las burbujas de gas insuflado a la superficie y all! se descarga.
Una celda de flotacion hlbrida de tipo SIMINE Hybrid Flot se caracteriza porque se combina un procedimiento de rociado neumatico con el metodo de columna. En el primer paso, el lodo aireado con aire o gas se inyecta en la celda de flotacion. A traves de un alto aporte de energla cinetica se generan burbujas de gas muy finas y se ponen en contacto con partlculas de material valioso. Los aglomerados de partlculas de material valioso de las burbujas de gas as! producidos se elevan en forma de espuma a la superficie, donde se descargan. En el area de la columna se producen burbujas ligeramente mas grandes con el fin de capturar partlculas mas grandes. La pulverization de la mezcla de lodos aporta la energla de agitacion suficiente a la celula de flotacion, de modo que se suprima un agitador aparte, su accionamiento y la energla requerida para ello.
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Una celda de flotation 60 se alimenta a traves de una entrada 4 de agua de proceso a ablandar. A traves de un drenaje 8 de la celda de flotacion 60 se retira agua de proceso ablandada. Al emplear una celda de flotacion 60 para el ablandamiento se logra, ademas, por la aireacion, un agotamiento, que origina un desplazamiento del pH a valores mas altos, por lo que precipita el carbonato de calcio finamente distribuido. Dependiendo del tamano, las partlculas de carbonato de calcio son llevadas por las burbujas de gas a la superficie del agua y se combinan a los solidos y se portan con estos a la superficie.
El agua de proceso a ablandar puede tener solamente una concentration relativamente baja de solidos, de forma que puede ser en este caso ventajoso aumentar el contenido de solidos con una sustancia inerte. Por ejemplo, puede ajustarse de manera que un contenido de solidos del 20% en peso represente un valor mlnimo en el agua de proceso; si se supera este valor, se eleva el contenido en solidos mediante la adicion de sustancia inerte. Puede ser ventajoso mantener, mediante la adicion de sustancia inerte, el contenido de solidos en un rango del 30 al 40% en peso.
Esta sustancia inerte puede ser, por ejemplo, arena, por ejemplo, arena de cuarzo. La arena forma una gran superficie, en la que se acumula la cal precipitada. Alternativamente se pueden tomar tambien otros solidos inertes con las correspondientes propiedades. La arena cubierta de cal se descarga 66 a traves de la fase de espuma de la flotacion 60.
En un proceso adicional se puede sedimentar 61 la arena cubierta de cal. Mediante la mayor concentracion de arena puede realizarse en un primer paso una separation mecanica interna de la cal de los granos de arena. En un siguiente paso se alimenta la arena cubierta con cal 62 a un tratamiento acido: una reduction del valor del pH mediante la adicion de acido 63 disuelve la cal de los granos de arena. La cal separada se purga 64 con la disolucion acida. La arena limpia de cal puede realimentarse 65 como material inerte a la celula de flotacion 60.
La ventaja de utilizar una celula de flotacion para la descalcificacion del agua de proceso se encuentra justificada por una descalcificacion completa, un consumo muy bajo de productos qulmicos y en la rapidez del procedimiento. Por lo tanto, se excluye en gran medida un deposito de cal tras el proceso de flotacion.
Aunque la invention se ha ilustrado y descrito en detalle mediante los ejemplos de ejecucion preferentes, la invention no esta limitada por los ejemplos descritos.
Claims (6)
- REIVINDICACIONES1. Procedimiento para descalcificar agua de proceso (10), con los siguientes pasos:- Aireacion del agua de proceso (10) mediante inyeccion de gas en el agua de proceso (10) por medio de un difusor (2), comprendiendo un canal continuo (21, 22, 23) para el transporte del agua de proceso, en que desemboca5 lateralmente un canal de gas (24), mediante el cual puede introducirse gas en el agua de proceso, donde en el agua de proceso (10) se forman burbujas de gas, donde el diametro tlpico de las burbujas de gas asciende a aproximadamente 1000 pm y que por consiguiente son considerablemente mayores que las burbujas de gas resultantes durante una flotacion de aire disuelto, mostrando un tamano tlpico en un rango de 10 a 100 pm;- Transporte de carbonato calcico, que precipita en el agua de proceso debido a un cambio en el equilibrio de 10 disociacion del acido carbonico resultante de la aireacion, donde las partlculas del carbonato calcico precipitado seadsorben en las burbujas de gas, con ayuda de las burbujas de gas en una superficie del agua de proceso (10); y- Descarga de la espuma producida en la superficie del agua de proceso (10).
- 2. Procedimiento segun la reivindicacion 1, donde el gas es aire ambiental.
- 3. Procedimiento segun la reivindicacion 1 o 2, donde la relacion volumetrica VAire/VAgua del aire inyectado al agua de 15 proceso se encuentra en el rango de 2,5 a 7,5.
- 4. Procedimiento segun una de las anteriores reivindicaciones, donde, antes de la introduccion del gas en el agua de proceso y/o tras el inicio de la introduccion del gas en el agua de proceso, se anade al agua de proceso una base como NaOH o Ca(OH)2.
- 5. Procedimiento segun una de las anteriores reivindicaciones, donde, particularmente antes de la introduccion del 20 gas en el agua de proceso, se agregan al agua de proceso cristales semilla y/o una sustancia inerte.
- 6. Empleo de una celula de flotacion (60), particularmente de una celula de flotacion hlbrida, para la ejecucion de un procedimiento segun al menos una de las reivindicaciones 1 a 5.
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