BR112013031206B1

BR112013031206B1 - método para a recuperação de íons de níquel a partir de um banho de revestimento a níquel, um banho de revestimento de níquel autocatalítico ou uma água de enxágue de níquel

Info

Publication number: BR112013031206B1
Application number: BR112013031206-8A
Authority: BR
Inventors: Jens Heydecke; Sebastian Kühne
Original assignee: Atotech Deutschland Gmbh
Priority date: 2011-06-06
Filing date: 2012-05-24
Publication date: 2018-11-06
Also published as: CA2833605C; BR112013031206A2; KR101969603B1; CN103597103B; TW201306925A; EP2532760A1; CN103597103A; JP2014522449A; JP6318087B2; TWI606862B; US20140116950A1; ES2795810T3; CA2833605A1; KR20140031932A; EP2532760B1; PT2532760T; WO2012168091A1

Abstract

resumo patente de invenção: "dispositivo e método para recuperar um material de recuperação a partir de um fluido de recuperação que contém o material de recuperação". para alcançar uma alta eficiência na regeneração de fluidos de resíduos a partir de eletrólitos de revestimento de metal, por exemplo, um dispositivo e um método para recuperar um material de recuperação a partir de um fluido de recuperação que contém o material de recuperação são fornecidos, em que o dispositivo compreende pelo menos um recipiente (c), pelo menos um recipiente (c) compreendendo pelo menos um material de absorção, pelo menos um material de absorção constituindo pelo menos uma cama de absorção (sb) em pelo menos um recipiente (c) e a cama de absorção (sb) permitindo que o fluido flua através dela. pelo menos um recipiente (c) compreende pelo menos um meio para a fixação (ml, ep, fm, mo), de pelo menos uma cama de absorção (sb) para compensar uma alteração de volume (vc) da mesma. o método é compreende a) o carregamento do material de recuperação, em uma etapa de carregamento, para pelo menos um material de absorção que forma pelo menos uma cama de absorção (sb) que é contida em pelo menos um recipiente (c) ao trazer um fluido de recuperação que contém o material de recuperação em contato com pelo menos um material de absorção; b) o descarregamento do material de recuperação, em uma etapa de regeneração, a partir de pelo menos um material de absorção ao trazer um fluido de regeneração em contato com pelo menos um material de absorção que é carregado com o material de recuperação e carregando o material de recuperação para o fluido de regeneração; e c) a fixação de pelo menos uma cama de absorção (sb) para compensar uma alteração de volume (vc) da mesma.

Description

(54) Título: MÉTODO PARA A RECUPERAÇÃO DE ÍONS DE NÍQUEL A PARTIR DE UM BANHO DE REVESTIMENTO A NÍQUEL, UM BANHO DE REVESTIMENTO DE NÍQUEL AUTOCATALÍTICO OU UMA ÁGUA DE ENXÁGUE DE NÍQUEL (51) IntCI.: C22B 3/02; C22B 3/24; C22B 3/42; C22B 23/00; C02F 1/42; (...).

(30) Prioridade Unionista: 06/06/2011 EP 11168798.4.

(73) Titular(es): ATOTECH DEUTSCHLAND GMBH.

(72) lnventor(es): JENS HEYDECKE; SEBASTIAN KÜHNE.

(86) Pedido PCT: PCT EP2012059773 de 24/05/2012 (87) Publicação PCT: WO 2012/168091 de 13/12/2012 (85) Data do Início da Fase Nacional: 04/12/2013 (57) Resumo: RESUMO Patente de Invenção: DISPOSITIVO E MÉTODO PARA RECUPERAR UM MATERIAL DE RECUPERAÇÃO A PARTIR DE UM FLUIDO DE RECUPERAÇÃO QUE CONTÉM O MATERIAL DE RECUPERAÇÃO. Para alcançar uma alta eficiência na regeneração de fluidos de resíduos a partir de eletrólitos de revestimento de metal, por exemplo, um dispositivo e um método para recuperar um material de recuperação a partir de um fluido de recuperação que contém o material de recuperação são fornecidos, em que o dispositivo compreende pelo menos um recipiente (C), pelo menos um recipiente (C) compreendendo pelo menos um material de absorção, pelo menos um material de absorção constituindo pelo menos uma cama de absorção (SB) em pelo menos um recipiente (C) e a cama de absorção (SB) permitindo que o fluido flua através dela. Pelo menos um recipiente (C) compreende pelo menos um meio para a fixação (ML, EP, FM, MO), de pelo menos uma cama de absorção (SB) para compensar uma alteração de volume (VC) da mesma. O método é compreende a) o carregamento do material de recuperação, em uma etapa de carregamento, para pelo menos um material de absorção que forma pelo menos uma cama de absorção (SB) que é contida em pelo menos (...).

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Relatório Descritivo da Patente de Invenção para MÉTODO PARA A RECUPERAÇÃO DE ÍONS DE NÍQUEL A PARTIR DE UM BANHO DE REVESTIMENTO A NÍQUEL, UM BANHO DE REVESTIMENTO DE NÍQUEL AUTOCATALÍTICO OU UMA ÁGUA DE ENXÁGUE DE NÍQUEL.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO:

[001] A presente invenção refere-se a um dispositivo e a um método para a recuperação de um material de recuperação a partir de um fluido de recuperação que contém o material de recuperação, mais especificamente a um dispositivo e a um método para a recuperação de íons de metal provenientes de um líquido que contém íons de metal e, em particular, a um dispositivo e a um método para a recuperação de íons de níquel a partir de um banho de revestimento a níquel.

[002] Tais métodos são altamente desejáveis, porque banhos de revestimento a metais, em particular banhos de revestimento a metal autocatalítico (electroless metal plating baths), são rapidamente esgotados após curtos períodos de utilização. Assim é porque o consumo dos principais componentes de tais banhos, tal como os íons de metal a serem depositados e de um agente redutor utilizado para depositar o metal, toma lugar e porque produtos da reação de depósito de metal, nomeadamente a oxidação do agente redutor utilizado, são acumulados no banho. Com o objetivo de compensar o consumo dos íons de metal, o agente redutor e outros componentes dos banhos de revestimento de metal autocatalítico, os respectivos componentes são restabelecidos conforme necessário. Com o objetivo de ter uma acumulação de produtos da reação de redução do metal a ser compensado, processos de manutenção adicionais devem ser criados e executados, tal qual a eletrodiálise.

[003] Tal tipo de processo de eletrodiálise é descrito, por exemplo, na EP 1 532 295 B1. O dispositivo para a regeneração de um banho de

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2/56 revestimento de metal autocatalítico descrito nesta, mais particularmente um banho de revestimento de níquel autocatalítico contendo hipofosfito como um agente redutor, compreende organizações de eletrodiálise na qual cada uma tem compartimentos diluídos para realizar o banho de revestimento de metal, compartimentos concentrados que são separados dos compartimentos diluídos através de membranas de trocas de ions e que seguram um fluido concentrado que serve para absorver substâncias de interferência que devem ser removidas do banho de revestimento de metal tais como os ânodos e cátodos. As organizações de eletrodiálise preveem a remoção de ortofosfita, espécie de íon de sulfato e de sódio, bem como pequenas quantidades de ions de níquel e hipofosfito a serem carregadas para o fluido concentrado proveniente do banho de revestimento de níquel autocatalítico gasto. O dispositivo ainda compreende permutadores de cátion principais para a remoção dos ions de níquel do fluido concentrado, no qual os referidos permutadores de cátion são acoplados aos compartimentos concentrados em uma tal maneira que o fluido concentrado é permitido de ser conduzido através dos permutadores de cátion principais e de serem circulados novamente de volta para o interior dos compartimentos concentrados. O regenerador é passado através dos permutadores de cátion para regenerá-los após eles terem sido carregados com os ions de metal do fluido concentrado.

[004] Tem sido descoberto que a recuperação da espécie de íon de metal proveniente dos permutadores de cátion não é eficiente porque a concentração dos ions de níquel alcançável no fluido regenerador é relativamente baixa. Como uma consequência, operações adicionais serão necessárias para reutilizar tais soluções em uma operação de revestimento de autocatalítico, que irá necessitar dos componentes contidos nesta para se tornar mais concentrada.

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3/56 [005] Por essa razão, um objeto principal da presente invenção é fornecer um dispositivo e um método para a recuperação de um material de recuperação proveniente de um fluido exaurido, que tem sido usado em um revestimento de metal por exemplo. O dispositivo e o método devem permitir que este material de recuperação seja utilizado para o restabelecimento de um fluido de processo com o material de recuperação, em particular sem a necessidade de nenhuma operação adicional para ser executado neste fluido de processo e o material de recuperação seja adequado para o restabelecimento. Mais especificamente, um processo de troca de íon melhorado deve ser fornecido em que rende uma alta qualidade de fluido de regeneração (baixo excesso de ácido e substancialmente livre de matéria orgânica) e alta eficiência na regeneração do material de troca de íon, no qual uma tal alta qualidade é definida como uma concentração do material de recuperação no fluido de regeneração para ser tão alta quanto possível para a sua recuperação eficiente. Em concordância, nenhuma operação de refinação adicional deve ser necessária para a sua reutilização. Além disso, a invenção deve também fornecer um dispositivo e um método de purificação de fluidos de processo utilizados. Deste modo, a invenção deve fornecer um dispositivo e método economicamente e ecologicamente vantajoso.

[006] Estes objetos são alcançados pelo dispositivo da invenção e pelo método da invenção como definido nas reivindicações. Incorporações preferenciais da invenção são definidas nas subreivindicações.

[007] Mais particularmente, o dispositivo da invenção serve para recuperar um material de recuperação a partir de um fluido de recuperação que contém o material de recuperação. O dispositivo é composto por, pelo menos, um recipiente. Pelo menos um recipiente é composto por, pelo menos, um material de absorção. Pelo menos um

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4/56 material de absorção forma, pelo menos, uma cama de absorção em pelo menos um recipiente, por exemplo, de preferência uma cama de absorção para cada recipiente. Pelo menos uma cama de absorção permite que o fluido de recuperação flua através dela. A cama de absorção contida no recipiente tem uma altura de cama de absorção e uma largura de cama de absorção (com a cama de absorção em um estado contratado para ser tomada como uma base). De acordo com um aspecto de maior preferência da invenção a taxa de proporção da largura da cama de absorção para a altura da cama de absorção é, no máximo, de 1:10, de preferência de no máximo 1:20, ainda com mais preferência de 1:40 e mais preferencialmente de no máximo 1:75. Além disso, essa taxa de proporção é, de preferência, selecionada para ser, pelo menos, de 1:200, com mais preferência de pelo menos 1:150, e ainda mais preferencial mente de pelo menos 1:100. Estes valores podem ser combinados de forma independente um do outro. A largura da cama de absorção e a altura da cama de absorção podem facilmente ser definidas com a cama de absorção tendo uma forma definida. Como a cama de absorção está contida no recipiente ela alcança a forma do recipiente, a taxa de proporção da largura da cama de absorção para a altura da cama de absorção é dada pela forma do espaço interior do recipiente. Se o recipiente é uma coluna tendo o espaço interior cilíndrico com a cama de absorção preenchendo essa coluna, a largura da cama de absorção é dada pelo diâmetro do espaço interior da coluna e a altura da cama de absorção é dada pelo comprimento axial da cama de absorção na coluna. Se uma forma não cilíndrica é selecionada, o diâmetro equivalente é calculado multiplicando por 4 a área de seção transversal A e o resultado sendo dividido pelo perímetro U do interior da coluna: (diâmetro = 4.A/U). Se o recipiente é um tambor giratório, por exemplo, com a cama de absorção formando uma camada cilíndrica no interior da parede do mesmo (veja a incorporação descrita abaixo), a

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5/56 altura da cama de absorção equivalente é a espessura da camada cilíndrica formada na parede do recipiente devido à força centrípeta e a largura da cama de absorção equivalente é a altura da geratriz desta camada cilíndrica.

[008] Mais particularmente, o método da invenção serve recuperar o material de recuperação a partir do fluido de recuperação que contém o material de recuperação. O método é composto por uma primeira (uma etapa de método) de carregamento do material de recuperação para pelo menos um material de absorção, o material de absorção formando pelo menos uma cama de absorção que é compreendida em pelo menos um recipiente, ao trazer um fluido de recuperação contendo o material de recuperação em contato com pelo menos um material de absorção (etapa de carregamento) e uma segunda etapa de método b) de descarregamento do material de recuperação a partir de pelo menos um material de absorção ao trazer um fluido de regeneração em contato com pelo menos um material de absorção que é carregado com o material de recuperação e carregando o material de recuperação para o fluido de regeneração (etapa de regeneração) e uma etapa de método adicional c) de seleção da taxa de proporção da altura da cama de absorção da cama de absorção e da largura da cama de absorção da cama de absorção para ser no máximo de 1:10.

[009] Dispositivos e métodos de tecnologia anterior sofrem de uma baixa eficiência de separação do material de recuperação quando ele é descarregado a partir do material de absorção. Descobriu-se que isto se deve a uma baixa taxa de proporção da largura da cama de absorção para a altura da cama de absorção, em uso. Os métodos de tecnologia anterior utilizam uma baixa taxa de proporção, que é tão baixa quanto 1:1 ou 1:2, por exemplo. Já foi descoberto que uma tão baixa taxa de proporção não resulta em uma boa separação e, portanto, rende somente uma baixa concentração do material de recuperação no fluido

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6/56 utilizado para descarregar o material de recuperação a partir do material de absorção (fluido de regeneração), já que a separação é boa quando a taxa de proporção é alta (veja o parágrafo 2 e a Fig. 6 para este efeito favorável). Por essa razão, o aumento da taxa de proporção tem sido identificado para que, de forma considerável, se melhore a eficiência da separação do material de recuperação.

[0010] O fornecimento de uma baixa taxa de proporção da cama de absorção obviamente resulta em uma remistura do fluido que atravessa a cama de absorção, que acredita-se que consideravelmente ocorre porque o fluxo de fluido através da cama de absorção parece ser direcionado muito menos sistematicamente em sentido descendente em tal caso do que em uma cama de absorção tendo uma alta taxa de proporção. Em camas de absorção com uma baixa taxa de proporção o fluxo de fluido pode adicionalmente compreender componentes de fluxo radial levando à remistura. Uma cama de absorção tendo uma alta taxa de proporção promoverá a formação de um fluxo de fluido através da cama de absorção no formato de um pistão (fluxo de plugue). De fato, uma cama de absorção com uma baixa taxa de proporção faz com que os elementos de volume do fluido se misturem com os elementos de volume do fluido adjacente enquanto passam através do recipiente para que uma fronteira nítida entre estes elementos de volume de fluido tendo uma primeira composição do material de recuperação e o elemento de volume do fluido adjacente tendo uma segunda composição que é diferente da primeira composição evita a formação e a diluição do material de recuperação no fluido resultará como uma consequência dos mesmos. Tais composições diferentes são geradas no recipiente quando o fluido de regeneração passa através de, pelo menos, uma cama de absorção estando em um estado carregado, por exemplo, em que parte dos elementos de volume de fluido já tenha sido carregada com o material de recuperação proveniente do material de

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7/56 absorção e parte dos elementos de volume de fluido ainda não está carregada. Uma formação de uma fronteira nítida entre estas partes é essencial (efeito de separação) porque a mistura entre os elementos de volume adjacentes no recipiente podería homogeneizar a concentração do material de recuperação nos elementos de volume, desta forma podería diminuir a concentração dos mesmos e, podería diminuir a eficiência da recuperação e aumentar a concentração residual da solução de regeneração. Por essa razão, pelo menos uma cama de absorção é, de acordo com a presente invenção, selecionada para ter uma alta taxa de proporção com o objetivo de alcançar uma máxima concentração do material de recuperação no fluido de regeneração. [0011] Por essa razão, por meio do fornecimento do dispositivo e do método da invenção, a concentração do material de recuperação no fluido de regeneração sendo carregada a partir de pelo menos um material de absorção é otimizada para que um mais fácil uso posterior ou processamento posterior do fluido de regeneração se torne possível. Nenhuma refinação adicional do fluido de regeneração é necessária ou, pelo menos, apenas uma menor refinação será necessária. A invenção, por concordância, oferece enormes vantagens econômicas e ecológicas porque a eficiência da recuperação é fortemente melhorada pela melhoria da qualidade do fluido de regeneração. Isto ocorre porque a concentração do material de recuperação no fluido de regeneração é aumentada e a quantidade de fluido de regeneração necessária para recuperar o material de recuperação é, por consequência, diminuída. [0012] Diferente dos aspectos anteriores da invenção, de acordo com um aspecto alternativo da invenção, a taxa de proporção da largura da cama de absorção para a altura da cama de absorção pode ser selecionada a partir de qualquer valor, por exemplo, em um valor que é mais baixo do que 1:10, ou que é 1:10, ou que é mais alto do que 1:10. Por essa razão, o assunto da invenção de acordo com esse aspecto é

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8/56 um dispositivo para a recuperação de um material de recuperação a partir de um fluido de recuperação que contém o material de recuperação, em que o dispositivo é composto por pelo menos um recipiente, em que pelo menos um recipiente é composto por pelo menos um material de absorção, em que pelo menos um material de absorção constitui pelo menos uma cama de absorção em pelo menos um recipiente e em que pelo menos uma cama de absorção permite que o fluido de recuperação flua através dela. Por concordância, o método da invenção de recuperação do material de recuperação a partir de um fluido de recuperação que contém o material de recuperação de acordo com esse outro aspecto compreende: a) o carregamento do material de recuperação, em uma etapa de carregamento, para pelo menos um material de absorção que forma pelo menos uma cama de absorção que é comportada em pelo menos um recipiente por trazer o fluido de recuperação que contém o material de recuperação em contato com pelo menos um material de absorção; e b) o descarregamento do material de recuperação, em uma etapa de regeneração, a partir de pelo menos um material de absorção por trazer um fluido de regeneração em contato com pelo menos um material de absorção que está carregado com o material de recuperação e carregando o material de recuperação para o fluido de regeneração. Por concordância, todas as incorporações subsequentes descritas abaixo neste documento se referem a estes dois aspectos da invenção, por exemplo, um primeiro aspecto em que a taxa de proporção como definida acima neste documento é de, no máximo, 1:10 e um segundo aspecto em que a taxa de proporção é definida a partir de qualquer valor.

[0013] O dispositivo e o método da invenção são utilizados, em particular, para a recuperação de espécies de ions de metal a partir de um líquido que contém ions de metal. Este líquido que contém ions de metal pode ser um banho de revestimento de metal ou um líquido de

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9/56 enxágue de um banho de revestimento de metal ou outro fluido de resíduos (água, por exemplo). Mais particularmente, o material de recuperação pode ser composto por espécies de íons de metal, que mais especificamente pode ser composto por íons de níquel. Mais particularmente, o fluido de recuperação pode ser composto por um banho de revestimento a níquel, uma água de enxágue de níquel, ou um banho de revestimento de níquel autocatalítico. O banho de revestimento de níquel autocatalítico pode conter espécies de íons de hipofosfita como um agente redutor, por exemplo.

[0014] Pelo menos um material de absorção pode compreender um material de permutação de íon. Como alternativa, pelo menos um material de absorção pode conter um material de exclusão de tamanho, tal qual um zeólito, ou qualquer outro absorvedor. Ou, pelo menos um material de absorção pode ser composto por todos esses materiais, nomeadamente uma troca de íons, e um material de exclusão de tamanho e qualquer outro absorvedor, como uma mistura por exemplo. Pelo menos um material de absorção pode, como alternativa, ser composto por um ou por uma pluralidade de materiais de absorção diferentes. Mais particularmente, pelo menos um material de absorção pode ser composto por um material de permutação de cátion. Como alternativa, ele pode ser composto por um material de permutação de ânion. É preferível que o material de permutação de íon seja composto por um material de permutação de cátion pouco ácido. Como alternativa, ele pode ser composto por um material de permutação de cátion muito ácido. Se pelo menos um material de absorção compreende um material de permutação de ânion ele pode ser um material de permutação de ânion de base forte ou fraca. Além disso, é altamente preferível que pelo menos um material de absorção seja composto por um material de absorção monodisperso, por exemplo, tal material é composto a partir de partículas de material de absorção em que todas têm

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10/56 substancialmente o mesmo tamanho (as partículas de material de absorção tendo uma estreita distribuição de tamanho de partícula).

[0015] Em uma incorporação preferencial da invenção pelo menos um recipiente ainda compreende pelo menos um meio de fixação de pelo menos uma cama de absorção para compensar a uma alteração de volume do mesmo. Para este propósito, é preferível que o espaço interior de pelo menos um recipiente seja projetado para ser variável para que seja acomodado com flexibilidade na cama de absorção, independentemente de qualquer alteração de volume a que a cama de absorção seja sujeita.

[0016] De acordo com essa incorporação preferencial da invenção, o método da invenção adicionalmente compreende uma etapa de método de fixação de pelo menos uma cama de absorção para compensar uma alteração de volume do mesmo (etapa de fixação).

[0017] Baixa eficiência na recuperação do material de recuperação pode também ser devida à alteração de volume da cama de absorção que ocorre quando o material de absorção é carregado com o material de recuperação e quando o material de recuperação é descarregado com a utilização do fluido de regeneração e um assim chamado bordo livre sendo formado em pelo menos um recipiente como uma consequência do mesmo. O material de permutação de íon altera em volume quando é carregado com o material de recuperação ou quando o material de recuperação é descarregado a partir do material de permutação de íon. Por exemplo, o material de permutação de cátion pouco ácido se expande em, por exemplo, 60% a 80% em volume quando está carregado com o material de recuperação e um material de permutação de cátion muito ácido e um material de permutação de ânion de base forte se expandem quando eles são descarregados para liberar o material de recuperação e vice-versa. A expansão do material de permutação de cátion pouco ácido é particularmente grande em

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11/56 comparação ao material de permutação de íon forte. Esta alteração de volume poderia normalmente necessitar de um bordo livre para estar disponível em pelo menos um recipiente enquanto o recipiente seria projetado para ainda acomodar completamente a cama de absorção em seu estado de expansão máximo ao mesmo tempo em que o bordo livre está disponível quando a cama de absorção está em seu estado contraído. O bordo livre é esta diferença no recipiente que está disponível para a cama de absorção entre seu máximo e seu mínimo volume e que é deixado livre para ela no recipiente como uma expansão de volume dentro da qual ela pode livremente se expandir.

[0018] Por meio da fixação de pelo menos uma cama de absorção em uma etapa de fixação de acordo com a presente invenção, uma alteração de volume da mesma é compensada. A fixação de pelo menos uma cama de absorção faz com que a cama de absorção seja permanentemente retida em um estado empacotado e para ser permanentemente compactada, por exemplo, nenhum bordo livre estando disponível para a cama para que ela seja confinada em seu estado empacotado, e não possa livremente se movimentar dentro do recipiente. Esta condição será alcançada ao se permitir que o recipiente seja flexível mente adaptado em tamanho ao volume atual da cama de absorção. Deste modo, o volume no recipiente disponível para a cama de absorção sempre irá se ajustar com precisão ao volume da cama de absorção.

[0019] Pelo menos uma cama de absorção, por concordância, será lacrada em pelo menos um recipiente em posição. Mesmo uma grande taxa de fluxo de volume ascendente não poderia, por essa razão, ser capaz de deslocar a cama de absorção em sentido ascendente e possivelmente não fará com que as partículas do material de absorção girem em redemoinho, desta forma interferindo com a passagem do fluido através dela.

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12/56 [0020] A compactação e a fixação de pelo menos uma cama de absorção nesta incorporação preferencial da invenção irá, por essa razão, evitar ou pelo menos minimizar qualquer espaço livre adjacente a e/ou dentro da cama de absorção de vir a existir. Um tal espaço livre podería ser prejudicial para o fluxo de qualquer fluido que atravesse pelo menos um recipiente.

[0021] O bordo livre é especialmente desvantajoso na operação de regeneração se ele se forma no lado de saída da cama de absorção. A prevenção de quaisquer vazios no recipiente, em particular no lado de saída da cama de absorção, irá adicionalmente produzir um ainda maior fluxo do fluido através da cama de absorção. Em particular, os vazios que ocorrem em sentido descendente da cama de absorção são desvantajosos porque eles levam a uma remistura do fluido que deixa o recipiente e, portanto, à diluição do material de recuperação contido no mesmo. Mais problemáticos são os vazios que estão em sentido descendente da cama de absorção para o fluido de regeneração utilizado na etapa de regeneração, porque é altamente desejável gerar uma concentração do material de concentração no fluido de regeneração tão alta quanto possível. Do mesmo modo, vazios que se formam dentro da cama de absorção são indesejáveis.

[0022] Como a regeneração do material de absorção no caso da recuperação de metais envolve a utilização de um ácido como um fluido de regeneração para a descarga de íons de metal a partir do material de absorção carregado para o fluido de regeneração, a eficiência da etapa de regeneração é ainda definida em termos da concentração de ácido (valor de pH) contida no efluente que deixa o material de absorção durante a etapa de regeneração. Pelo uso da presente invenção, a compactação e a fixação de pelo menos uma cama de absorção minimiza a concentração de ácido contida no efluente porque não há vazios presentes em e/ou adjacente à cama de absorção que podería

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13/56 fazer com que o ácido esfregasse sobre uma grande quantidade de elementos de volume do fluido de regeneração. Por essa razão, durante a descarga das espécies de íons de metal a partir do material de absorção para o fluido de regeneração somente uma pequena quantidade de ácido é deixada neste fluido quando ele deixa a cama de absorção. Esta quantidade é, no melhor dos casos, determinada pelas condições de equilíbrio entre o material de absorção e o ácido. Por essa razão, o efluente ainda quase que exclusivamente contém espécies de íons de metal e que dificilmente contém qualquer componente adicional como uma grande quantidade de ácido. Isto possibilita uma reutilização direta do efluente em um banho de revestimento de metal ou para qualquer outro propósito possível.

[0023] Em uma incorporação preferencial da presente invenção pelo menos um recipiente ainda é composto por pelo menos uma primeira porta de fluido que permite que o fluido de regeneração entre em pelo menos um recipiente e pelo menos uma segunda porta de fluido que permite que o fluido de regeneração deixe pelo menos um recipiente. Devido ao meio de fixação de pelo menos um recipiente as pelo menos uma primeira e segunda portas de fluido são compreendidas pelo, pelo menos, um recipiente para ser, independentemente da mudança de volume de pelo menos uma cama de absorção, em permanente contato direto com a, pelo menos uma, cama de absorção. Isto é alcançável por meio da prevenção ou pelo menos ao minimizar quaisquer vazios em e/ou adjacentes a pelo menos uma cama de absorção de se formarem para que pelo menos um material de absorção sempre preencha completamente pelo menos um recipiente.

[0024] A compactação e a fixação de pelo menos uma cama de absorção pode ser alcançada de várias maneiras:

[0025] para alcançar a compactação e a fixação de pelo menos uma

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14/56 cama de absorção, o volume interno de pelo menos um recipiente é continuamente adaptado ao volume de pelo menos uma cama de absorção. Em uma primeira alternativa pelo menos um recipiente tem paredes de recipiente rígidas, e o volume interno de pelo menos um recipiente é adaptado a pelo menos uma cama de absorção por meio do fornecimento de pelo menos um meio de fixação que forma parte das paredes do recipiente e é móvel tal que a pelo menos uma cama de absorção está continuamente compactada e fixada em pelo menos um recipiente. Em uma segunda alternativa pelo menos um recipiente tem pelo menos um meio de fixação que é composto por pelo menos um elemento de superfície elástica confinando a cama de absorção, incluindo a(s) parede(s) do recipiente que acomodam a cama de absorção e/ou elementos elásticos que constituem uma pele externa que desloca os elementos contidos na cama de absorção, como bolhas elásticas ou algo semelhante, deste modo permitindo que o volume interno do recipiente seja adaptado ao volume de pelo menos uma cama de absorção. Pelo menos um elemento elástico pode ser formado, por exemplo, por pelo menos um dispositivo elástico que forma parte de ou constitui as paredes do recipiente. Em uma terceira alternativa pelo menos um recipiente é formado por pelo menos um meio de fixação que é formado por um atuador giratório que gira pelo menos um recipiente para, de forma contínua, compactar e fixar pelo menos uma cama de absorção contida no mesmo, por meio da ação centrífuga de pelo menos um recipiente.

[0026] Em uma primeira variação preferencial da compactação e da fixação de pelo menos uma cama de absorção, pelo menos um meio de fixação é composto por um meio de travamento de pelo menos uma cama de absorção na posição, em pelo menos recipiente, em que o meio de travamento é montado de uma maneira em que é livre para se mover em pelo menos um recipiente, deste modo permanentemente

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15/56 compactando e fixando a cama de absorção. Se o recipiente é composto por uma coluna, o meio de travamento é montado na coluna, de preferência, para livremente se mover na direção axial da coluna. [0027] Nesta variação de compactação e fixação de pelo menos uma cama de absorção, o meio de travamento pode, em uma primeira incorporação preferencial desta primeira variação, ser composto por um meio de peso gravitacional carregando por meio da gravidade a cama de absorção em pelo menos um recipiente. Este peso de gravidade é livremente móvel no interior do recipiente para que ele possa se mover para cima e para baixo à medida que o volume da cama de absorção se altera. A cama de absorção pode ser posicionada sobre um prato fornecido no recipiente que é permeável ao fluido para que o fluido possa passar através dele já que o material de absorção é preso por esse prato. O meio de peso gravitacional pode ser localizado na cama de absorção, possivelmente separada da mesma por meio de uma cama empacotada inerte ou por um corpo inerte que é permeável pelo fluido, e pode comprimir a cama de absorção pela gravidade. O meio de peso gravitacional de preferência tem uma seção transversal permitindo-o estar quase em contato com a parede do recipiente e deixando somente um espaço estreito, de preferência uma lacuna, entre ele e a parede do mesmo para permitir uma passagem de fluido através dele. Para este propósito o meio de peso gravitacional tem um formato e um tamanho para se ajustar no interior do recipiente, no interior de uma coluna, por exemplo, para que não tenha substancialmente nenhuma liberdade para se mover radialmente na coluna, mas possa se mover em uma direção axial da mesma. Para essa finalidade, sua superfície exterior pode ter um formato que é o mesmo da forma da parede interna da coluna ou a superfície exterior do meio de peso gravitacional encosta na parede interna por meio de parte de sua superfície externa. A lacuna entre o meio de peso gravitacional e a

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16/56 parede do recipiente interior deve ser pequena o suficiente para evitar a absorção de partículas do material de entrarem nele (o tamanho da lacuna deve ser menor do que as menores partículas intactas), deste modo evitando que o meio de peso gravitacional ceda para o interior da cama de absorção, e grande o suficiente para evitar que o meio de peso gravitacional se incline dentro do recipiente. Pelo menos um recipiente pode ser uma coluna, uma coluna cilíndrica, por exemplo. Neste caso o peso de gravidade pode deslizar para cima e para baixo ao longo do longo eixo da coluna.

[0028] Em uma segunda incorporação preferencial desta primeira variação um pistão pode ser utilizado ao invés do meio de peso gravitacional, em que este pistão não é forçado a ser pressionado sobre a cama de absorção devido ao seu próprio peso, mas por uma força externa tal qual uma força elástica como uma força de mola ou uma força gerada por um reservatório de pressão, um reservatório de gás ou líquido sendo pressurizado, por exemplo, (causando influências pneumáticas ou hidráulicas), ou uma força de lançamento, por exemplo, gerada por meios mecânicos que são direcionadas por um atuador, um motor, por exemplo. O pistão pode, como o meio de peso gravitacional da primeira incorporação preferencial, ser dimensionado tal que ele quase se ajusta exatamente no interior do recipiente para que haja um espaço pequeno entre o pistão e a parede do recipiente somente para permitir a passagem do fluido através dele. O recipiente pode também ser uma coluna. Dependendo da alteração de volume do material de absorção o pistão é móvel no recipiente e pode se mover para cima e para baixo.

[0029] Em uma terceira incorporação preferencial desta primeira variação o meio para travamento da cama de absorção na posição pode ser uma parte de recipiente superior que se ajusta a uma parte de recipiente inferior tal que o volume encerrado nele é variável. A cama

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17/56 de absorção preenche completamente o espaço interior do recipiente variável, para que, sob uma mudança de volume do mesmo, o espaço interior é do mesmo modo alterado. As duas partes de recipiente podem, de preferência, ser influenciadas uma contra a outra para força-las em conjunto. Uma força externa de influenciação como uma mola, uma força pneumática e/ou hidráulica, influencia as duas partes em conjunto e atua contra a força exercida pela cama de absorção à medida que o seu volume aumenta. Por essa razão, o espaço interior do recipiente sempre corresponde ao volume da cama de absorção. À medida que o espaço interior do recipiente permanentemente se adapta ao volume da cama de absorção, nenhum vazio em e/ou adjacente à cama de absorção será gerado. Uma porta de entrada de fluido é, de preferência, fornecida sobre uma dessas partes e uma porta de saída de fluido é fornecida sobre a outra dessas partes. As duas portas podem, com vantagem, ser conectadas em conjunto garantindo a estanqueidade para que o fluido não possa escapar do recipiente. Para fornecer a estanqueidade do recipiente juntas de vedação deslizantes podem ser fornecidas entre as paredes da coluna. Em um exemplo preferencial desta incorporação uma coluna telescópica compreendendo uma parte de coluna inferior e uma parte de coluna superior forma um volume de espaço interior variável para acomodar a cama de absorção. Uma dessas partes de coluna desliza na outra parte.

[0030] A eficiência de compactação e de fixação dos meios de travamento descritos anteriormente neste documento ainda podem ser otimizados se o recipiente é ativado mecanicamente de maneira contínua, por exemplo, a partir do lado exterior do mesmo ao atingir a parede do recipiente, por exemplo, ou ao exercer uma ação de vibração no recipiente. Esta ativação mecânica induzirá uma mais fácil compactação e fixação da cama de absorção e, deste modo, contribui para a ação dos meios de travamento.

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18/56 [0031] Todas essas incorporações preferenciais evitam ou, pelo menos, minimizam qualquer vazio em e/ou nas adjacências da cama de absorção no recipiente para que um fluxo de fluido muito uniforme através da cama de absorção seja alcançado. O meio de peso gravitacional ou o pistão ou mesmo outro meio de travamento móvel constitui a fronteira superior da cama de absorção e, desta maneira, delimita o espaço interior do recipiente. É claro, o meio de peso gravitacional, o pistão e os princípios da coluna telescópica, ou apenas dois deles podem ser realizados na mesma incorporação, por meio do fornecimento de um peso de gravidade sendo influenciado por uma força de pressão externa, por exemplo.

[0032] Com o objetivo de alcançar tão pequenos e/ou tão poucos vazios quanto possível além do meio de peso gravitacional móvel ou pistão ou outro meio de travamento, a porta de fluido, permitindo ao fluido (em particular o fluido de regeneração) deixar a cama de absorção, pode ser localizada diretamente no meio de peso gravitacional, ou no pistão, ou em outro meio superior travando a cama de absorção na posição, de preferência em seu lado de fundo ou de topo. A porta de fluido, por concordância, se move junto com o meio de travamento à medida que o volume da cama de absorção se altera. Por exemplo, o meio de travamento pode ser composto por, pelo menos, um orifício central permitindo que o fluido passe através dele e para fora do recipiente, de preferência através de um tubo, ou mangueira, ou outro meio de condução. Este meio de condução pode ser flexível para se ajustar à posição instantânea do meio de travamento dependendo do volume da cama de absorção.

[0033] Alternativamente, um meio de condução tal qual um tubo ou uma mangueira pode ser fornecido de forma que seja imerso de maneira fixa na cama de absorção para que o fluido que passa através da cama de absorção deixe o mesmo em uma dada localização que é dada pela

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19/56 localização da porta que direciona para o interior do meio de condução. Esta dada localização desta porta é sempre no interior da cama de absorção ou imediatamente acima do nível mais baixo da fronteira superior da cama de absorção, mesmo quando a cama de absorção tem o seu volume mínimo. Deste modo, é sempre permitido ao fluido deixar a cama de absorção após ter passado por um determinado volume da mesma. O meio de condução pode, por exemplo, passar através do meio de travamento móvel em que o meio de travamento desliza ao longo deste meio de condução à medida que o volume da cama de absorção se altera.

[0034] Em uma alternativa adicional, uma porta de fluido que permite ao fluido deixar o recipiente pode ser fornecida em uma dada localização em e/ou no recipiente, de preferência na parede do recipiente, tal que o fluido deixa a cama de absorção após ter passado por uma distância determinada dentro da cama de absorção. Mais uma vez, esta localização definida deve ser localizada em uma dada localização abaixo da fronteira superior da cama de absorção quando a cama de absorção tenha atingido um volume mínimo.

[0035] Estas duas alternativas acima deixam parte da cama de absorção sem utilização no caso em que o volume da cama de absorção não é mínimo, porque o fluido entra ou a deixa sem que chegue a entrar em contato com a parte mais alta da mesma, que é fornecida entre a fronteira superior da mesma e a porta de fluido. Ao invés de um material de adsorção puro a cama pode consistir do material de absorção e uma cama superior que consiste de um material inerte. A altura de preenchimento do material de absorção pode ser selecionada neste caso com o objetivo de terminar com a fronteira superior do material de adsorção da cama de absorção imediatamente abaixo da parte da cama inerte. Ao se fazer desta forma um arrasto indesejado ou fora de controle do material liberado a partir do material de absorção que não

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20/56 estará ou estará apenas parcialmente em contato com o fluido acima do condutor será evitado.

[0036] Em uma segunda variação preferencial da compactação e da fixação de pelo menos uma cama de absorção, pelo menos um meio de fixação é composto por um elemento de empacotamento elástico que desloca parte de pelo menos uma cama de absorção, desta maneira compactando de forma permanente e fixando a cama de absorção. Os elementos de empacotamento desta segunda variação são espaços vedados localizados na cama de absorção ou diretamente nas adjacências da mesma. Os espaços vedados podem ser bolas, bolhas, ou outras cavidades que são revestidas por uma membrana elástica, tais como bolas de borracha ou outros corpos de deslocamento. O recipiente que contém a cama de absorção e os elementos de empacotamento elástico tem um volume fixo, com a cama de absorção e os elementos de empacotamento elástico preenchendo por completo o recipiente de forma que nenhum vazio está presente nele. Os elementos de empacotamento elástico são comprimidos ou expandidos pelo volume de expansão ou de contração da cama de absorção, respectivamente. Os elementos de empacotamento elástico previnem a formação de qualquer vazio em e/ou nas adjacências da cama de absorção, para que a cama de absorção esteja permanentemente compactada e fixada no recipiente.

[0037] Em uma primeira incorporação preferencial desta segunda variação, os elementos de empacotamento elástico são vedados por completo, e são comprimidos ou expandidos devido a um equilíbrio de pressão entre a pressão exercida pela cama de absorção sobre a expansão ou a contração de volume do mesmo, respectivamente, e a pressão interna dos elementos de empacotamento elástico: Quando o volume da cama de absorção aumenta o material de absorção comprime os elementos de empacotamento elástico contra suas

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21/56 pressões internas, e quando o volume da cama de absorção diminui o material de absorção permite que os elementos de empacotamento se expandam devido às suas pressões internas. Os espaços vedados podem ser misturados com o material de absorção mais ou menos de maneira uniforme, ou eles podem ser colocados em localizações predeterminadas na cama de absorção: Se uma pluralidade de tais espaços vedados é fornecida, esses espaços vedados podem ser localizados em localizações definidas na cama de absorção, por exemplo, espaçados a uma distância regular uns dos outros com o objetivo de espremer de maneira uniforme a cama de absorção por toda ela uma vez que ela tenha alterado o seu volume. A posição dos elementos elásticos pode ser fixada ao longo da altura e diâmetro do recipiente com o objetivo de alcançar uma distribuição homogênea nele, e pode deste modo evitar a separação dos elementos elásticos e do material de absorção.

[0038] Em uma segunda incorporação preferencial desta segunda variação, pelo menos um elemento de empacotamento elástico é fornecido em cada recipiente e é conectado a um reservatório externo, um reservatório de pressão de líquido e de gás, por exemplo, que é capaz de expandir o(s) elemento(s) de empacotamento elástico ou permitir ao mesmo ser comprimido por um material de absorção dependendo da alteração de volume do mesmo. Por meio do monitoramento da pressão no reservatório externo a cama de absorção pode, de maneira permanente, ser retida sujeita a uma dada pressão. [0039] O material dos elementos de empacotamento elástico pode, de preferência, ser selecionados para serem adequados para suportar a pressão e qualquer ação química a que sejam sujeitos. Ele pode, por exemplo, ser feito de um fluoropolímero, tal como um FPM (fluoroelastômero), ou material de silício, possivelmente reforçado por um material de reforço como uma malha.

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22/56 [0040] Em uma terceira variação preferencial de compactação e de fixação de pelo menos uma cama de absorção, pelo menos um meio de compactação e de fixação é composto por um material flexível que forma pelo menos parte do recipiente, pelo menos uma parede, tal como uma parede lateral, de pelo menos um recipiente, pelo menos, deste modo compactando e fixando, de modo permanente, a cama de absorção. O material flexível pode ser qualquer material que seja adequado para suportar a pressão e qualquer ação química a que seja sujeito. Ele pode, por exemplo, ser feito de um fluoropolímero, tal qual o FPM (fluoroelastômero), ou um material de silício, possivelmente reforçado por um material de reforço como uma malha. O FPM é preferível porque ele exibe qualidades extraordinárias (uma excelente resistência química, uma excelente elasticidade). O material flexível está sujeito a uma força de restauração externa para que a cama de absorção venha a ser formada no espaço interior do recipiente sempre preenchendo o mesmo de maneira a não ter vazios. A força de restauração externa pode ser a pressão atmosférica exterior, mas também pode ser uma força elástica externa, tal qual uma força de mola ou uma força pneumática ou hidráulica. Em uma alternativa, o recipiente pode, por exemplo, ser colocado em uma vasilha externa que contém um fluido hidráulico que exerce uma força de restauração sobre o recipiente, de maneira uniforme, contra todos os lados do mesmo.

[0041] Em uma primeira incorporação preferencial desta terceira variação da invenção o recipiente é composto por um fole que acomoda a cama de absorção e que é variável em comprimento para que o volume do seu espaço interior seja variável. Como o fole tem um volume interior variável a cama de absorção fornecida no fole, de preferência, preenche por completo o fole sem que deixe qualquer vazio, independentemente de qualquer alteração do volume da cama de absorção. À medida que o volume da cama de absorção varia, o volume

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23/56 interior do fole varia da mesma maneira. A força externa é, de preferência, exercida nas faces de extremidade frontal do fole. O fluido pode ser passado a partir de qualquer das faces de extremidade frontal do fole para a cama de absorção nele, e pode deixá-lo pela face de extremidade frontal oposta.

[0042] Em uma segunda incorporação preferencial desta terceira variação da invenção pelo menos parte das paredes do recipiente é feita a partir de um material flexível. Este material flexível pode ser deformado sob a força interna da cama de absorção e/ou sob a força externa enquanto estiver sendo expandido para fornecer um volume de espaço interior variável do recipiente. O material flexível pode, por exemplo, ser uma membrana flexível feita de FPM ou silicone. A membrana, de preferência, constitui uma das paredes, de preferência as paredes laterais, do recipiente. Uma força externa atua sobre esta membrana. Esta força externa pode ser exercida por meio de uma chapa de prensagem, por exemplo. Em uma alternativa para esta segunda incorporação preferencial o recipiente pode ser feito, por completo, a partir de um material flexível tal que se expanda quando a cama de absorção se expande e seja comprimido quando o volume da cama de absorção é reduzido. O recipiente pode, por exemplo, ser um tubo flexível, de preferência feito de FPM ou silicone. Em ambos os casos o fluido pode entrar no recipiente através de qualquer uma das suas faces de extremidade frontal e deixá-lo através de outra face de extremidade frontal.

[0043] Em uma alternativa desta segunda incorporação preferencial o recipiente é composto por segmentos sendo formados a partir de um material de parede elástico, esses segmentos sendo separados uns dos outros por meio de segmentos de parede rígidos que conectam os segmentos de parede elásticos entre si. Os segmentos de parede elásticos e rígidos, de preferência, se alternam em uma direção axial do

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24/56 recipiente. Esta alternativa adicional permite uniformidade da contração da cama de absorção sem que permita qualquer vazio a partir da formação nela.

[0044] Em uma outra alternativa desta incorporação preferencial desta terceira variação, pelo menos parte das paredes do recipiente são feitas a partir de um material flexível, mas a estas paredes não se permite expandir, mas simplesmente se dobrar. Por concordância, devido à ação de compressão da cama de absorção o recipiente flexível é espremido. Isto permite que o material flexível seja sujeito a menor desgaste e por essa razão irá suportar períodos de utilização mais longos. Um volume interior máximo do recipiente é alcançado quando a(s) parede(s) flexível(eis) está/estão dobradas ao seu mínimo. Somente uma parede (lateral), ou umas poucas paredes (laterais), ou todas as paredes (laterais) do recipiente podem ser flexíveis.

[0045] Em uma quarta variação preferencial da compactação e da fixação de pelo menos uma cama de absorção, pelo menos um meio de fixação é composto por pelo menos um atuador giratório fazendo com que gire pelo menos um recipiente e a cama de absorção contida nele, deste modo permanentemente compactando e fixando a cama de absorção. Devido à rotação um vazio é gerado no centro de pelo menos um recipiente. O vazio compensa a alteração de volume da cama de absorção. Uma porta de entrada de fluido é axialmente localizada no recipiente entregando o fluido para o centro do recipiente. O fluido, em seguida, viaja em sentido radial através da cama de absorção e alcança a periferia do recipiente. Uma porta de saída de fluido é fornecida na parede externa do recipiente para permitir que o fluido deixe o recipiente através dela. O recipiente pode, de preferência, ser um tambor ou uma coluna giratória sólida tendo paredes perfuradas. A coluna ou tambor acomoda o material de absorção. Por meio da rotação da coluna ou tambor uma camada cilíndrica de material de absorção forma a cama

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25/56 de absorção pela ação de uma força centrípeta. Esta força fornece a compactação e a fixação da cama de absorção no recipiente. Um conduto pode ser axialmente organizado no centro da coluna ou tambor e pode entregar o fluido para a cama de absorção. A rotação da coluna ou tambor e da cama de absorção também causará a rotação do fluido para que ele seja pressionado de forma radial em sentido ao exterior. Como uma força de direcionamento em sentido ao exterior e de forma radial correspondente pode ser exercida para o fluido que pode ser consideravelmente maior do que a força da gravidade, a passagem do fluido através da cama de absorção pode ser consideravelmente acelerada em comparação com outras variações descritas acima neste documento. Além disso, como a cama de absorção é compactada na direção radial em sentido ao exterior, nenhum vazio prejudicial é formado nesta região, deste modo garantindo uma melhor eficiência do método de recuperação.

[0046] Para além da compactação e da fixação de pelo menos uma cama de absorção em pelo menos um recipiente, o volume dos condutos e de outros receptáculos utilizados para transportar e/ou receber o fluido pode ser minimizado para ainda mais otimizar a eficiência do dispositivo e do método de recuperação do material de recuperação. Para este propósito quaisquer tubos são, de preferência, dimensionados para serem tão pequenos quanto possível tendo em mente que a perda de pressão, no entanto, é mantida baixa.

[0047] Em uma incorporação preferencial adicional da presente invenção a taxa de fluxo de massa do fluido de regeneração que passa através da cama de absorção é selecionada para ser pequena. Mais particularmente, se o fluido de recuperação é passado através de pelo menos uma cama de absorção na etapa de carregamento em uma taxa de fluxo de massa de carregamento e se o fluido de regeneração é passado através de pelo menos uma cama de absorção na etapa de

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26/56 regeneração em uma taxa de fluxo de massa de regeneração, é preferível que a taxa de fluxo de massa de carregamento seja maior do que a taxa de fluxo de massa de regeneração. Tem sido descoberto que uma tal seleção ainda oferece a vantagem de que a concentração do material de recuperação no fluido de regeneração pode ser aumentada, deste modo otimizando a eficiência do método da invenção. Em adição a perda de pressão na cama de absorção é minimizada.

[0048] Com o objetivo de minimizar a perda de pressão através das camas de absorção uma pluralidade de tais recipientes, cada um contendo uma cama de absorção, pode ser conectada em paralelo. Com o objetivo de compensar possíveis diferenças na resistência hidráulica das camas de absorção individuais conectadas em paralelo, uma cama de absorção adicional tendo uma resistência hidráulica adicional é fornecida que é, por exemplo, de 5 a 10 vezes maior em comparação com a resistência hidráulica individual de cada resistência hidráulica única das camas de absorção. A resistência adicional será, de preferência, conectada em série com os recipientes conectados em paralelo. Esta resistência adicional pode ser executada para estar ativa somente em uma direção de fluxo para que em ambos os lados dos pelo menos dois recipientes uma tal resistência hidráulica ativa unidirecional possa ser instalada. A resistência adicional pode ser uma única que é conectada a um múltiplo comum dos recipientes ou cada único recipiente será conectado a uma resistência hidráulica adicional individual. As diferenças das resistências de fluido individuais das camas de absorção conectadas em paralelo serão, então, grandemente compensadas.

[0049] Além do mais, com o objetivo de alcançar a taxa de proporção desejada de acordo com a presente invenção, uma pluralidade de recipientes, cada um contendo uma cama de absorção, pode ser conectada em série, a taxa de proporção sendo calculada ao

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27/56 adicionar as camas de absorção a todos os recipientes conectados em série, e tomando a soma obtida para determinar a taxa de proporção. Tal distribuição de uma cama de absorção para uma pluralidade de recipientes conectados em série pode ser vantajosa se o meio de travamento da cama de absorção na posição, em particular os pesos de gravidade, são utilizados para compactar e fixar as camas de absorção. Acredita-se que tal vantagem se deve ao fato de que os pesos de gravidade, de fato, atuam somente sobre um peso limitado da cama de absorção, dependendo do tipo de material de absorção, da taxa de proporção e um par de fatores adicionais que influenciam o efeito de compactação e de fixação. Se camas de absorção relativamente curtas são utilizadas a eficiência de compactação e de fixação é, em tais casos, melhor.

[0050] Se um recipiente com uma cama de absorção tendo uma alta taxa de proporção é utilizado, uma pluralidade de meios de travamento para fixar e compactar a cama de absorção pode ser utilizada nesta cama de absorção, os mais altos meios de travamento sendo localizados na superfície superior da cama de absorção e todos os outros meios de travamento sendo localizados de maneira espaçada dentro da cama de absorção, um sobre o outro. Deste modo, cada um dos meios de travamento pode compactar e fixar uma parte da cama de absorção sendo fornecida em uma região imediatamente abaixo destes meios de travamento. Uma tal organização em série pode ser perfeitamente alcançada por uma série de compartimentos alternados que contém um material de absorção e um material de travamento em uma coluna.

[0051] Em uma incorporação preferencial adicional da presente invenção, se o fluido de recuperação é passado através de pelo menos uma cama de absorção na etapa de carregamento em uma direção de carregamento e se o fluido de regeneração é passado através de pelo

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28/56 menos uma cama de absorção na etapa de regeneração em uma direção de regeneração, é preferível que sejam selecionadas as direções de carregamento e regeneração estando em oposição uma à outra, por exemplo, em um fluxo de contra corrente. Mais uma vez, esta seleção garante uma ainda maior concentração de material de recuperação no fluido de regeneração.

[0052] Em uma incorporação preferencial adicional da presente invenção, a direção de regeneração é selecionada para ser paralela à direção da gravidade e a direção de carregamento é selecionada para ser antiparalela à direção da gravidade. Como a direção de regeneração é paralela à direção da gravidade, por exemplo, em sentido descendente, a eficiência da recuperação do material de recuperação é ainda mais otimizada. Este efeito pode ser devido ao fato de que a regeneração com a utilização de um material de permutação de cátion pouco ácido leva a contração do material de absorção e que, ao passar o fluido de regeneração em sentido descendente, o material de absorção localizado na camada superior da cama de absorção é, por consequência, contraído em primeiro lugar e a contração, em seguida, se processa sucessivamente em sentido descendente em paralelo com o fluxo do fluido de regeneração. Esta sequência de contração do material de absorção na cama de absorção permite uma maior precisão na compactação e na fixação da cama de absorção, mais particularmente se o meio de fixação é composto por um meio de travamento da cama de absorção em posição no recipiente, mais especialmente um meio de peso gravitacional. Se a direção do fluxo de regeneração pudesse ser em sentido ascendente, a contração podería ocorrer em primeiro lugar no fundo da cama de absorção e podería, por essa razão, requerer a compactação da cama nesta região. Este requerimento não é fácil de cumprir.

[0053] A direção de regeneração em sentido descendente é

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29/56 preferível, embora isso possa sofrer uma menor extensão a partir da experiência de bolsas de ar na cama de absorção, se a cama de absorção tiver sido esvaziada de um líquido antes da regeneração, ou a partir de bolsas de água na cama de absorção, se a cama de absorção tiver sido enxaguada com água antes da regeneração. Como uma consequência disso o fluido de regeneração é impedido de alguma extensão a partir de sua passagem, de maneira uniforme, através da cama de absorção. Mas, tem sido descoberto que esses efeitos desvantajosos são insignificantes. Os benefícios acima esmagadoramente ignoram este menor efeito pronunciado já que a eficiência tem sido provada excelente.

[0054] As figuras que se seguem e os exemplos explicam a invenção com maiores detalhes. Estas figuras e exemplos exclusivamente servem para a compreensão e não limitam o escopo da invenção conforme reivindicado.

[0055] A Fig. 1 mostra uma dupla de incorporações dos meios de compactação e de fixação de acordo com uma primeira variação da invenção;

[0056] a Fig. 2 mostra uma dupla de incorporações dos meios de compactação e de fixação de acordo com uma segunda variação da invenção;

[0057] a Fig. 3 mostra uma dupla de incorporações dos meios de compactação e de fixação de acordo com uma terceira variação da invenção;

[0058] a Fig. 4 mostra uma dupla de incorporações dos meios de compactação e de fixação de acordo com uma quarta variação da invenção;

[0059] a Fig. 5 mostra perfis de regeneração em dois gráficos comparando duas resinas diferentes em uma coluna;

[0060] a Fig. 6 mostra perfis de regeneração em dois gráficos sendo

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30/56 obtidos com suas colunas que têm diferentes taxas de proporção; [0061] a Fig. 7 mostra uma recuperação de níquel em dois gráficos que comparam o fluxo de regeneração em sentido ascendente e em sentido descendente; sem nenhum tipo de travamento [0062] a Fig. 8 mostra perfis de regeneração em dois gráficos sendo obtidos com uma coluna que tem uma cama de absorção sendo fixada por um peso de gravidade localizado sobre a cama de absorção e com uma coluna que não tem um tal peso de gravidade enquanto se regenera o fluxo;

[0063] a Fig. 9 mostra um perfil de regeneração em um gráfico a uma concentração de ácido sulfúrico de 3 mole/l e sem deslocamento de ar;

[0064] a Fig. 10 mostra um perfil de regeneração em um gráfico produzido com uma cama de resina acomodada em uma coluna flexível; [0065] a Fig. 11 mostra um perfil de regeneração em um gráfico produzido com 1 mole/l de ácido sulfúrico em uma coluna;

[0066] a Fig. 12 mostra perfis de regeneração em dois gráficos sendo obtidos com soluções de regeneração passadas através de camas de absorção em diferentes taxas de fluxo.

[0067] Elementos tendo a mesma função são designados com os mesmos sinais de referência nas figuras.

[0068] Os dispositivos da invenção mostrados e explicados neste documento podem ser parte de uma organização de recuperação, esta organização sendo composta, em adição ao dispositivo da invenção, por dispositivos adicionais, como um instrumento de eletrodiálise como descrito na 1 532 295 B1. Este instrumento de eletrodiálise pode, por exemplo, ser conectado a um dispositivo de revestimento de metal autocatalítico, um dispositivo de revestimento de níquel autocatalítico, por exemplo. A organização de recuperação pode ainda ser composta por vasilhas adicionais e meios de condução conectando os dispositivos

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31/56 e as vasilhas de uma maneira apropriada.

[0069] A Fig. 1 mostra uma pluralidade de incorporações da invenção compreendendo uma primeira variação de um meio ML para a fixação de pelo menos uma cama de absorção SB para compensar uma alteração de volume VC da mesma.

[0070] Os recipientes mostrados nas Figs. 1 (a), (b), (c), (d) são colunas C que são preenchidas com um material de absorção, a coluna, de preferência, sendo uma coluna não elástica nessas incorporações. A coluna C pode ser conectada a uma primeira vasilha composta por, por exemplo, um eletrólito que contém espécies de íons de metal a serem removidos a partir do fluido, este fluido sendo um fluido de carregamento, e a uma segunda vasilha composta por, por exemplo, um fluido que contém um ácido para a remoção das espécies de íons de metal carregadas para o material de absorção formando a cama da absorção SB na coluna, este fluido sendo um fluido de regeneração (não mostrado). Como alternativa, os fluidos de carregamento e de regeneração podem ser fluidos que tenham outros componentes contidos neles, para serem removidos ou utilizados para regenerar o material de absorção, respectivamente. Por essa razão, tantas quantas forem as explicações adicionais feitas abaixo neste documento para a remoção das espécies de íons de metal a partir do fluido de carregamento e da regeneração do material de absorção por meio do descarregamento das espécies de íons de metal do mesmo, esta explicação é puramente feita em uma base de exemplo; outras aplicações poderiam ser realizadas de maneira semelhante. Com o objetivo de passar o fluido de carregamento ou o fluido de regeneração através da coluna C, portas de fluido são fornecidas, uma primeira porta de fluido FP sendo localizada na face superior da coluna C e uma segunda porta de fluido SP na face inferior da coluna C, em que uma porta de fluido é utilizada para alimentar o fluido no interior da coluna C

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32/56 e a outra porta é utilizada para remover o fluido a partir da coluna C uma vez que ele tenha passado através da mesma. Para mudar entre os fluidos, válvulas entre as vasilhas e a coluna C podem ser fornecidas. A primeira e a segunda vasilhas podem ainda ser conectadas a outras instalações, a primeira vasilha a uma organização de eletrodiálise, por exemplo, para remover os contaminantes a partir do fluido de revestimento e a segunda vasilha a um reservatório que contém o fluido de regeneração, por exemplo.

[0071] A cama de absorção SB, por completo e sem que se permita a criação de vazios, preenche a coluna C, mas é sujeita a uma alteração de volume VC que ocorre devido às ações de carregamento e descarregamento executadas neste material. Com o objetivo de permitir o carregamento dos íons de metal para o material de absorção, por exemplo, o material de absorção é um material de permutação de cátion pouco ácido. Se o material de absorção é um material de permutação de cátion pouco ácido o carregamento deste material com espécies de íons de metal, íons de níquel, por exemplo, faz com que o material de permutação de íon se expanda para preencher a coluna C quase por completo, até a sua face superior. Devido a uma ação de descarregamento que ocorre quando o fluido de regeneração é passado através da cama de permutação de cátion SB (na etapa de regeneração), o material de permutação de cátion se contrai e preenche a coluna C somente até cerca de metade da mesma até o nível indicado em LV. A cama de permutação de íon SB tem, no estado carregado, um volume de cerca de 180% daquele do estado descarregado, dependendo da natureza da resina selecionada.

[0072] O fluido de carregamento é um líquido que contém espécies de íons de metal, por exemplo, que pode resultar de um processo químico em que o fluido é um fluido de resíduos. As espécies de íon de metal devem ser carregadas para o material de permutação de íons

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33/56 contido na coluna C. Uma vez que a cama de permutação de íons SB tenha sido carregada com as espécies de íons de metal, essas espécies podem ser removidas (descarregadas) depois disso a partir do material de permutação de íon a ser transferido para o interior de um fluido de regeneração. Para este propósito o fluido de regeneração, um fluido ácido para a remoção das espécies de íons de metal a partir do material de permutação de cátion pouco ácido, por exemplo, é passado através da coluna C e carregado para o fluido de regeneração. O fluido de carregamento pode ser passado através da coluna C em uma direção de carregamento LD em sentido ascendente e o fluido de regeneração pode ser passado através da coluna C em uma direção de regeneração RD em sentido descendente que é antiparalela à direção de carregamento LD, por exemplo.

[0073] O meio ML para a fixação de pelo menos uma cama de absorção SB para compensar a alteração de volume VC pode ser realizado em uma variedade de alternativas:

[0074] uma primeira incorporação desta primeira variação do meio ML para a fixação de pelo menos uma cama de absorção SB para compensar uma alteração de volume VC da mesma mostrada na Fig. 1 (a) é um peso de gravidade que se ajusta com exatidão no interior da coluna C. Este peso de gravidade ML se assenta sobre a cama de absorção SB e é simplesmente separado por uma cama empacotada inerte que, a seu turno, é colocada acima da cama de absorção SB. Uma força FC, a força da gravidade neste caso, é direcionada por meio do peso de gravidade ML em sentido descendente contra a cama de absorção SB. Como o peso de gravidade ML se ajusta com exatidão no interior da coluna C e pode deslizar nela, as partículas da cama de absorção não podem entrar na lacuna entre o peso de gravidade ML e a parede da coluna C. O fluido que está entrando ou saindo no peso de gravidade ML através da primeira porta de fluido FP pode, por exemplo,

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34/56 passar através de um ou mais orifícios fornecidos no peso de gravidade ML.

[0075] Quando o fluido de carregamento que contém os ions de metal é passado em sentido ascendente por meio de uma segunda porta de fluido SP no interior da coluna C, em seguida através da cama de absorção SB e, por fim, para fora dela por meio da primeira porta de fluido FP, a cama de absorção SB se expande para atingir o volume indicado na Fig. 1 (a) incluindo a alteração de volume VC para que o peso de gravidade ML é movido para a posição superior conforme indicado na Fig. 1 (a). Depois que o material de absorção tenha sido carregado com as espécies de ions de metal ele é lavado e, depois disso, as espécies de íon de metal são descarregados a partir do material de absorção ao passar um fluido de regeneração em sentido descendente por meio da primeira porta de fluido FP no interior da coluna C, em seguida ao passar o mesmo através da cama de absorção SB e, por fim, para fora dela por meio da segunda porta de fluido SP. Para esse fim, válvulas são fornecidas para mudar entre a passagem do fluido de carregamento em sentido ascendente através da coluna C e a passagem do fluido de regeneração em sentido descendente através da coluna C. Deste modo, os dois fluidos são passados através da coluna C em um fluxo de contra corrente. Devido à ação do fluido de regeneração descarregando as espécies de íon de metal a partir do material de absorção, o material de absorção se contrai por causa da alteração de volume VC para que a cama de absorção SB atinja um nível superior indicado em LV. Por essa razão, o peso de gravidade ML se move a partir de sua posição superior para uma posição inferior que será imediatamente acima deste nível superior indicado por LV devido à força de gravidade FC. A primeira porta de fluido FP se move para baixo junto com o peso de gravidade ML. Como uma consequência o volume interior disponível para a cama de absorção SB sempre será

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35/56 confinado em um espaço definido entre o peso de gravidade ML e uma placa de fundo inferior. Nenhum vazio prejudicial (bordo livre) acima da cama de absorção SB irá, por concordância, se formar para que efeitos de diluição que interferem na eficiência do método de recuperação venham a ocorrer.

[0076] As Figs. 1 (b) e 1 (c) mostra como incorporações alternativas do dispositivo da invenção um outro meio ML para a fixação de pelo menos uma cama de absorção SB para compensar uma alteração de volume VC da mesma. Este outro meio de fixação é um pistão ML que é axialmente móvel na coluna C. A posição do pistão ML mostrada nas Figs. 1 (b) e 1 (c) é a posição superior que ele alcança quando a cama de absorção SB está no seu estado completamente expandido. O pistão ML podería estar em uma posição inferior (em cerca do nível indicado por LV) se a cama de absorção SB estiver em seu estado mais contraído.

[0077] Nas incorporações mostradas nas Figs. 1 (b) e 1 (c) o pistão ML é sujeito a uma força de atuação FC axialmente em sentido descendente para que ele possa firmemente seguir a alteração de volume VC da cama de absorção SB e pode, por essa razão, ser localizado diretamente, de forma permanente, sobre a superfície da cama de absorção SB para evitar a formação de qualquer vazio acima da cama de absorção SB.

[0078] Na incorporação mostrada na Fig. 1 (b) a primeira porta de fluido FP é formada pela extremidade mais baixa de um tubo TU montado na coluna C a partir da face superior da mesma. Este tubo TU é fornecido para permitir que o fluido entre a partir de cima ou para permitir que o fluido deixe a cama de absorção SB em uma direção de sentido ascendente. Este tubo TU atravessa o pistão ML e é imerso no interior da cama de absorção SB para baixo de um nível que é inferior a um que é indicado por LV para que a sua abertura inferior (primeira porta

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36/56 de fluido FP) esteja sempre imersa no interior da cama de absorção SB, independentemente da alteração de volume VC da cama de absorção SB. O tubo TU é montado de uma maneira que não permite movimento na coluna C e penetra o pistão ML através de um orifício fornecido no mesmo, para que o pistão possa deslizar ao longo dele à medida que o pistão ML se move para cima e para baixo.

[0079] O fluido de carregamento é, de preferência, passado através da cama de absorção SB ao se passar o fluido de carregamento por meio de uma segunda porta de fluido SP em uma direção de carregamento LD em sentido ascendente no interior da coluna C, e por meio de uma porta de fluido superior UP fora da coluna C. O fluido de regeneração é passado em um fluxo de contra corrente com relação ao fluido de carregamento através da cama de absorção SB em uma direção de regeneração RD em sentido descendente. Ele entra no interior da coluna C através do tubo TU e entra na cama de absorção SB por meio da primeira porta de fluido FP. Em seguida, ele atravessa a cama de absorção SB e a deixa por meio de uma segunda porta de fluido SP.

[0080] A cama de absorção SB é compactada de forma permanente pelo pistão ML para que nenhum movimento possa ocorrer sobre ela devido à passagem do fluido, por exemplo. Devido à localização da primeira porta de fluido FP no interior da cama de absorção SB abaixo do nível indicado por LV o fluido passa através da cama de absorção SB por meio de um comprimento de caminho definido dado pela distância entre a primeira porta de fluido FP e a segunda porta de fluido SP.

[0081] Diferente do dispositivo mostrado na Fig. 1 (b), o dispositivo mostrado na Fig. 1 (c) tem uma primeira porta de fluido FP sendo montada em uma parede lateral da coluna C em um nível abaixo daquele que é indicado por LV. Por essa razão, a primeira porta de fluido

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FP é sempre localizada em uma região coberta pela cama de absorção SB.

[0082] Como no dispositivo mostrado na Fig. 1 (b), o fluido de carregamento é passado no dispositivo da Fig. 1 (c) através da coluna C em uma direção de sentido ascendente por meio de sua introdução através da segunda porta de fluido SP para o interior da coluna C, em seguida passando-o através da cama de absorção SB e permitindo que ele deixe a coluna C através de um tubo TU que é montado em uma das paredes laterais da coluna C em sua extremidade superior. O fluido de regeneração é introduzido para a cama de absorção SB por meio de uma primeira porta de fluido FP no interior da coluna C, em seguida passa através da cama de absorção SB e deixa a coluna C através da segunda porta de fluido SP.

[0083] A Fig. 1 (d) mostra um outro meio ML para a fixação de pelo menos uma cama de absorção SB para compensar a alteração de volume VC como uma outra incorporação alternativa do dispositivo da invenção. Este meio de fixação ML é composto por uma parte superior de um par de cilindros de pistão, em que a parte superior neste caso é o cilindro ML abraçando a coluna C, esta última formando um pistão neste cilindro ML. As duas partes ML, C, são acopladas em conjunto por meio de ajuste com exatidão, com um selo de junta deslizante entre as superfícies deslizantes (não mostrado) sendo fornecido para evitar que o fluido passe para o lado de fora. As duas partes ML, C, deslizam em uma direção axial de uma em relação à outra, o volume interno contido nela é variável. A cama de absorção SB preenche por completo o volume interno do recipiente C. Devido a uma alteração de volume VC da cama de absorção SB o pistão ML se move para cima e para baixo dependendo do real estado da cama de absorção SB. Uma força FC em sentido descendente atua sobre o pistão ML para garantir a compactação e a fixação da cama de absorção SB e é o que garante

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38/56 que nenhum vazio seja formado na coluna C.

[0084] Um fluido de carregamento é passado através da cama de absorção SB em uma direção de carregamento LD de sentido ascendente pela sua entrada na coluna C através da segunda porta de fluido SP e deixando a coluna C através da primeira porta de fluido FP. O fluido de regeneração é passado através da cama de absorção SB em uma direção de regeneração RD de sentido descendente pela sua entrada na coluna através da primeira porta de fluido FP e deixando a coluna C através da segunda porta de fluido FP.

[0085] A Fig. 2 mostra incorporações da invenção compostas por uma segunda variação de um meio EP para a fixação de pelo menos uma cama de absorção SB para compensar uma alteração de volume VC da mesma em uma variedade de alternativas:

[0086] os recipientes mostrados nas Figs. 2 (a), 2 (b), e 2 (c) são colunas C que são preenchidas por um material de absorção, as colunas, de preferência, mais uma vez, sendo colunas C não elásticas nestas incorporações. Em adição ao material de absorção, elementos de empacotamento elástico EP são fornecidos nas colunas C. Estes elementos de empacotamento elástico podem ser, por exemplo, bolas de borracha EP (Fig. 2 (a)) que são sujeitas à compressão ou, por exemplo, uma mangueira EP feita a partir de um material elástico (Fig. 2 (b)). O espaço interno da mangueira EP é conectado a um meio de medição da pressão externa para controlar a pressão interna na mesma. Além disso, um reservatório de gás pode ser fornecido para ser conectado ao volume interno da mangueira EP. No caso da Fig. 2 (c) o material elástico é formado em segmentos da coluna que são espaçados axialmente um do outro e que cada um preenche a seção transversal da coluna C. Como o volume interno da coluna C está definido para ser constante, os elementos de empacotamento elástico EP são forçados a alterar o seu tamanho se o volume do material da

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39/56 cama de absorção SB se alterar: Se o material de absorção se expande os elementos de empacotamento elástico EP são comprimidos (ilustrações do lado de mão direita das Figs. 2 (a), (b)), e se o material de absorção se contrai os elementos de empacotamento elástico EP são expandidos devido a uma sobrepressão interna atuando contra a pressão executada pelo material de absorção sobre eles (ilustrações do lado de mão esquerda das Figs. 2 (a), (b)). Os elementos de empacotamento elástico EP, por essa razão, fornecem um meio de fixação no sentido da presente invenção deste modo garantindo, de forma permanente, que a cama de absorção SB está constantemente fixada na coluna C e compactada na mesma. Os elementos de empacotamento elástico EP podem, além do mais, serem fixados na coluna C para evitar qualquer movimento dos mesmos, tal como na incorporação mostrada na Fig. 2 (c): Neste caso os elementos de empacotamento elástico EP são fixados na coluna para serem localizados entre as partes da cama de absorção SB. Neste caso cada elemento de empacotamento elástico EP compacta uma parte da cama de absorção SB que está próxima ao respectivo elemento de empacotamento elástico EP. Isto compensa uma contração não homogênea eventual da cama de absorção SB deste modo formando vazios na coluna. O fluido passando através da coluna não é, por essa razão, sujeito a qualquer distúrbio que podería ser causado pelos vazios como o normalmente fornecido bordo livre. Por essa razão, esta variação do meio de fixação de pelo menos uma cama de absorção SB é perfeitamente adequada para compensar a alteração de volume VC da cama de absorção SB e, por consequência, consideravelmente melhora a eficiência do método de recuperação.

[0087] A primeira e a segunda porta de fluido FP, SP, são nestas incorporações fornecidas como nas colunas C da Fig. 1. Da mesma maneira, a direção de carregamento LD e a direção de regeneração RD

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40/56 são selecionadas para os fluidos de carregamento e de regeneração, respectivamente.

[0088] A Fig. 3 mostra incorporações da invenção compostos por uma terceira variação de um meio FM para a fixação de pelo menos uma cama de absorção SB para compensar uma alteração de volume VC da mesma em uma variedade de alternativas:

[0089] nesta incorporação a coluna C tem um tamanho variável e, por essa razão, um volume variável. O volume da coluna C varia à medida que o volume da cama de absorção SB se altera. Com o objetivo de permitir que o tamanho e o volume da coluna C varie, pelo menos parte da coluna C é feita de um material flexível.

[0090] Em uma primeira incorporação desta variação a coluna C é formada por um fole FM que é passível de compressão em uma direção axial (Fig. 3 (a)). Se o material de absorção de expande o fole FM se alonga (lado de mão esquerda da Fig. 3 (a)) e se o material de absorção se contrai o fole FM se encurta (lado de mão direita da Fig. 3 (a)). Por correspondência, o volume interno do fole FM se altera à medida que o volume da cama de absorção SB se modifica para que não seja permitido que nenhum vazio seja gerado nele. Uma força FC composta por uma força elástica, tal qual uma força de mola ou uma força hidráulica ou pneumática, ou ainda sendo composta por qualquer outra força gerada por qualquer meio mecânico, como um atuador (servomotor), serve para rastrear o deslocamento do comprimento do fole em concordância com a alteração de volume VC da cama de absorção SB.

[0091] Em uma segunda incorporação desta variação a coluna C é formada por paredes, uma delas sendo uma membrana flexível FM, feita a partir de FPM ou silicone por exemplo. A Fig. 3 (b) mostra uma tal coluna C em uma ilustração esquemática com uma membrana flexível

FM. Esta membrana flexível FM está em uma forma expandida como

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41/56 mostrado na Fig. 3 (b), à medida que a cama de absorção SB contida nela é expandida ao máximo. Se o volume da cama de absorção SB se contrai, esta membrana flexível FM se desloca para formar uma parede lateral menos grossa. A força FC aplicada na membrana flexível FM pode ser, pelo menos em parte, gerada por uma tensão elástica formada nesta membrana flexível FM e pode, por adição, pelo menos em parte, ser gerada por uma força externa adicional FC, como a pressão atmosférica e/ou por um meio mecânico atuando unidirecionalmente contra a membrana flexível FM, por uma chapa de prensagem, por exemplo. Em concordância, não existe, mais uma vez, nenhum vazio formado na coluna C, independentemente da expansão ou no decréscimo de volume da cama de absorção SB.

[0092] Em uma terceira incorporação desta variação a coluna C é formada por paredes FM que são todas flexíveis ou em que pelo menos duas delas são flexíveis, Fig. 3 (c). A coluna C pode, por exemplo, ser uma mangueira que é, de preferência, feita de FPM ou silicone. Devido a uma expansão da cama de absorção SB contida na coluna C, o volume interno da coluna C aumenta para que as paredes FM se expandam em uma direção ao exterior. Devido a uma contração da cama de absorção SB as paredes se contraem em uma direção ao interior. Uma força uniforma FC atua sobre as paredes, notadamente sobre as paredes flexíveis FM, da coluna C. Esta força C pode ser gerada pelo ambiente que rodeia a coluna C tendo pressão atmosférica, para que sempre haja um estado estável com relação à pressão interna gerada pela cama de absorção SB e à pressão externa gerada por esta força uniforme. Parte da força FC direcionada em sentido ao interior pode também ser gerada pela tensão do material das paredes laterais flexíveis à medida que elas são expandidas. Esta força uniforme pode, em uma alternativa, ser gerada por uma pressão do reservatório além da atmosfera do ambiente. Esta pressão do reservatório alternativa

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42/56 pode ser realizada por uma vasilha em que a coluna C está imersa e que contém um fluido (líquido ou gás) sendo sujeito a uma pressão definida. Este fluido também atua de maneira uniforme sobre as paredes, notadamente sobre as paredes flexíveis FM, da coluna C. Por concordância, não existe, mais uma vez, nenhum vazio sendo formado na coluna C, independentemente da expansão ou do decréscimo no volume da cama de absorção SB.

[0093] Além disso, em uma quarta incorporação desta variação a coluna C é formada a partir de um material que é flexível, por exemplo, as paredes FM são flexíveis, Fig. 3 (d). Neste caso, a pressão externa é gerada anisotropicamente ao se exercer uma força FC a partir de dois lados laterais opostos nas paredes laterais da coluna C. Estas paredes laterais FM são, mais uma vez, flexíveis. Se o material de absorção se contrai o volume da coluna C tem a permissão para diminuir (lado de mão esquerda da Fig. 3 (d)) e se o material de absorção se expande o volume da coluna C tem a permissão para aumentar (lado de mão direita da Fig. 3 (d)). Acima das elevações frontais da coluna C uma respectiva seção transversal da mesma ilustra a contração da coluna para produzir uma coluna C deformada, que pode ser um elipsoide (lado de mão esquerda da Fig. 3 (d)). Esta forma pode ser alcançada por meio da aplicação da força FC normal nas paredes laterais FM de forma unidirecional a partir de somente dois lados opostos, para que esta deformação possa ocorrer.

[0094] Em uma incorporação adicional desta variação (Fig. 3 (e)) uma coluna C tendo paredes FM que são completamente elásticas nas partes de segmento axial, estas partes FM sendo separadas por segmentos rígidos SG. À medida que o material de absorção que forma a cama de absorção SB se expande na coluna C as partes de parede elásticas FM se expandem enquanto os segmentos SG não alteram a sua forma. Devido a esta construção uma expansão desigual da cama

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43/56 de absorção SB pode não ocorrer porque a força é exercida de maneira uniforme na cama de absorção SB.

[0095] A primeira e a segunda porta de fluido FP, SP, são nessas incorporações fornecidas como nas colunas das Figs. 1 e 2. Da mesma maneira, a direção de carregamento LD e a direção de regeneração RD são selecionadas para os fluidos de carregamento e de regeneração, respectivamente.

[0096] A Fig. 4 mostra uma incorporação adicional da invenção composta por uma quarta variação de um meio MO para a fixação de pelo menos uma cama de absorção SB para compensar uma alteração de volume VC da mesma:

[0097] nesta incorporação o recipiente C é giratório e girado por um motor MO ou outro meio para gerar a rotação RO do recipiente C. Este recipiente C é, de preferência, de rotação simétrica para permitir que o material de absorção seja sedimentado de maneira uniforme sobre a superfície interna da parede lateral SW do mesmo, deste modo constituindo uma cama de absorção SB sob a forma de uma camada cilíndrica. O dispositivo da invenção é, neste caso, para ser configurado de maneira simples como uma centrífuga. Para permitir que o fluido passe através das paredes laterais SW elas são perfuradas, tendo em mente que as perfurações fornecidas nas paredes laterais SW são pequenas o suficiente para evitar que qualquer partícula do material de absorção seja retida de maneira confiável. Um conduto PS que é localizado no centro do recipiente C e organizado de maneira axial no mesmo, serve para a entrega do fluido para o recipiente C tal que ele seja espalhado de maneira uniforme ao longo do comprimento axial H do mesmo sobre a cama de absorção SB sedimentada. O conduto PS tem uma pluralidade de portas de fluido FP que são organizadas em posições distribuídas em uma região de 360° sobre o comprimento axial H no conduto PS para entregar o fluido para todas as partes da cama

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44/56 de absorção SB de maneira uniforme. À medida que o recipiente C está sujeito a uma rotação RO e a cama de absorção SB é formada por uma força centrípeta como uma camada cilíndrica sobre a superfície interna da parede lateral SW do mesmo, o fluido é forçado sob a ação da rotação RO através da cama de absorção SB e, por fim, alcança a superfície interna da parede lateral SW onde ele a penetra através das perfurações (portas de fluido SP, não mostradas) do mesmo, para atingir os receptáculos RC que circundam as paredes laterais SW. A partir deste local o fluido pode deixar o dispositivo por meio de um condutor TB.

[0098] À medida que o volume do material de absorção se altera dependendo do estado carregado/descarregado do mesmo (alteração de volume VC), a superfície cilíndrica interna do mesmo se desloca da mesma forma para que exista um vazio central se a cama de absorção SB estiver contraída e não existirá quase nenhum vazio se a cama da absorção SB estiver expandida. Para que o fluido seja entregue para o recipiente C em uma direção para fluir a partir do conduto PS através da cama de absorção SB para a parede lateral SW e para o receptáculo RC, este vazio não é problemático desde que ele não contribua substancialmente para a diluição. Como além disso, não existe a formação de nenhum vazio na região entre a cama de absorção SB e a parede lateral SW não ocorrerá nenhum efeito prejudicial sobre a diluição do material de recuperação contido no fluido se ele for passado através do recipiente C na direção indicada com RD.

[0099] Em um modo de operação alternativo, o fluido pode ser alimentado em uma direção LD para os receptáculos RC por meio do condutor TB, pressionado em uma direção oposta através da cama de absorção SB e deixar o recipiente C axialmente. Neste caso um vazio é gerado sobre o lado de saída do recipiente C. Se o fluido de carregamento é, de qualquer maneira, transmitido através do recipiente

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C neste caso, nenhuma perda de eficiência é experimentada. Por essa razão, para alcançar a eficiência máxima o fluido de carregamento contendo o material de recuperação, como espécies de íons de metal, é passado através do recipiente C na direção indicada por LD já que o fluido de regeneração é passado em um fluxo de contra corrente com relação ao fluido de carregamento através do recipiente C na direção indicada por RD deste modo não experimentando nenhum vazio sobre o lado de saída.

[00100] Para o propósito de definição da taxa de proporção da largura da cama de absorção para a altura da cama de absorção como definido acima neste documento, à medida que o fluido passa através da cama de absorção SB em uma direção radial a altura da cama de absorção é dada por uma espessura T da camada cilíndrica da cama de absorção SB e a largura da cama de absorção é dada pelo comprimento L se o recipiente for um cilindro.

[00101] As primeira e segunda portas de fluido FP, SP, são nesta incorporação fornecidas como nas colunas C das Figs. 1, 2 e 3. Da mesma forma, a direção de carregamento LD e a direção de regeneração RD são selecionadas para os fluidos de carregamento e de regeneração, respectivamente.

[00102] Para mostrar a eficiência superior alcançada com o dispositivo e com o método da invenção os experimentos que se seguem foram executados:

[00103] um sulfato de níquel contendo uma solução obtida a partir de um banho de revestimento de níquel autocatalítico exaurido que contém hipofosfita como um agente redutor foi utilizado como um fluido que contém os íons de níquel como um material de recuperação. O objeto dos testes foi avaliar a eficiência da transferência dos íons de níquel a partir de um material de permutação de íons contido em uma coluna cilíndrica de permutação para uma solução de regeneração ácida tal

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46/56 que a concentração de ions de níquel na mesma é tão alta quanto possível e que a concentração de ácido nesta solução de regeneração seja tão baixa quanto possível (pH tão alto quanto possível). CONDIÇÕES EXPERIMENTAIS:

[00104] Um número de tentativas foram realizadas sob condições quase idênticas:

[00105] Resina: Lewatit S8227 (Lewatiti é uma marca registrada da Lanxess Deustchland GmbH)/resina de permutação de cátion pouco ácida [00106] Diaion CR11 (Diaion é uma marca registrada da Mitsubishi Chemical Coorp.)/resina de permutação de cátion pouco ácida [00107] Fluido de carregamento: 50... 66 g Ni/Ni-solution pH 4... 4.6 [00108] Fluxo de fluido de carregamento: 9 BV com 10 BV/h para carregamento (carregamento máximo para excesso) (BV: Volume da Cama: volume do material de resina após ter sido preenchido no interior do recipiente, por exemplo, após a regeneração; BV/h: taxa de fluxo nos termos de volume de cama) [00109] Fluido de regeneração: 1-3 mole/l de ácido sulfúrico [00110] Temperatura: temperatura ambiente [00111] As colunas foram feitas a partir de uma mangueira ou tubo de PVC transparente ou de uma mangueira de silicone. As colunas foram alimentadas por meio de uma bomba dosadora de membrana que podería ser ajustada por frequência e pulso. Diferentes razões de aspecto foram realizadas por meio de diferentes diâmetros das colunas para sobreviver com o mesmo volume de resina. A razão de aspecto da cama de absorção AR da largura da cama de absorção para a altura da cama de absorção foi a partir de 1:130 até 1:1, dependendo da tentativa. A razão de aspecto sempre foi determinada após preencher na forma de regeneração respectiva (forma H) após o enxágue. Neste status a resina é encolhida e tem o seu menor volume.

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47/56 [00112] As colunas indicadas na Tabela 1 foram utilizadas. Uma tentativa foi executada com duas colunas tendo um AR = 22 em série.

Tabela 1: Colunas utilizadas

Diâmetro interno/ mm	Material	Volume de resina/ml	AR	Observações
10(12)	Silicone	130	137 (114)	O tubo de silicone foi constituído em formato helicoidal. O diâmetro interno foi expandido e 10 a 12 mm
19	Mangueira de PVC	480	94
25	Mangueira de PVC	480	40
34	Tubo de PVC	750	22	PVC transparente com peso de gravidade
98	Tubo de PVC	480	1	PVC transparente com peso de gravidade

[00113] O peso de gravidade foi um cilindro de aço inoxidável tendo um peso de 330 g que deslizava na coluna e se assentava na superfície da cama de absorção.

[00114] A resina foi tratada com o procedimento padrão que se segue:

1) Ácido tratado:

2) Enxágue:

3) Condicionamento com 5% de NaOH:

4) Enxágue:

5) Carregamento:

6) Enxágue:

7) Regeneração:

8) Enxágue:

BV @ 3 BV/h

BV@ 10 BV/h

2,4 a 5,2 BV @ 1 BV/h a 11 BV@ 10 BV/h

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48/56 [00115] Um par de parâmetros foi variado para certas tentativas. RESULTADO DO TESTE E DISCUSSÃO

1) Tipo de resina [00116] Dependendo do tipo de resina, há uma enorme diferença na capacidade de armazenamento e concentração alcançável no fluido de regeneração. O Lewatit S8227 tem uma capacidade muito mais elevada do que a resina Mitsubishi Diaion CR11.

[00117] O gráfico mostrado na Fig. 5 mostra uma comparação da recuperação de níquel em um Diaion CR11 (esquerda) e um Lewatit S8227 (direita). O AR foi 40, o fluido de regeneração foi de 3 mole/l de ácido sulfúrico.

[00118] A Fig. 5 mostra as concentrações de ácido (pH) e de íons de níquel momentâneas durante a etapa de regeneração, por exemplo, como uma função do volume da solução de ácido sulfúrico passando através da coluna. Como uma boa eficiência na etapa de regeneração é definida como sendo alcançada se uma grande quantidade de níquel é eluída (descarregada) a partir da cama de absorção enquanto uma baixa acumulação de volume de ácido sulfúrico é utilizada, a regeneração com a utilização da resina Lewatit S8227 provou ser superior do que a da resina Diaion CR11 porque a concentração absoluta dos íons de níquel provou ser maior com a resina Lewatit S8227 do que com a resina Diaion CR11 e porque a quantidade total de íons de níquel (integral/área sob a curva) provou ser maior com a resina Lewatit S8227 do que com a resina Diaion CR11. Nestes casos a regeneração foi realizada ao passar o fluido de regeneração em uma direção de sentido ascendente através da coluna. Um meio de fixação não foi utilizado. A cama de resina não foi perfeitamente fixada na coluna.

[00119] A diferença nos resultados pode ser explicada apenas por uma capacidade 5 vezes mais alta da resina Lewatit S8227 (2 mole/l de

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49/56 resina). A maioria dos experimentos adicionais foram realizados com a resina Lewatit devido a seu desempenho obviamente melhor.

[00120] Foi notado que a resina Lewatit S8227 experimentou uma enorme alteração de volume dependendo do seu estado. Esta foi a maior desvantagem porque não é fácil fixar a resina e manter o bordo livre constantemente pequeno durante a operação. Após a regeneração a resina tomou o seu menor volume. A resina foi medida com uma expansão de até 178% (veja a Tabela 2).

TABELA 2: Expansão da resina Lewatit S8227

Fluxo de Regeneração	Concentração de Ácido (mole/l)	Razão de Aspecto AR	Altura Baixa	Altura Alta	Fator de Expansão
l	3	1	9,5	16,5	1,74
T	2,5	22	69,0	123,0	1,78
T	3	22	77,0	122,0	1,58
fw	3	22	72,5	109,0	1,50
l	3	40	77,0	119,0	1,55

[00121] Um típico ciclo de resina é mostrado na Tabela 3.

TABELA 3: Ciclo do Processo de Resina

	Pré tratamento	Enxágue	Condicionament o	Enxágue
Eletrólito	H2SO4	Água Dl	Solução de NaOH	Água Dl
Concentração			5%
Início de pH
Volume Total [ml]	960	9800	3000	4900
Taxa de fluxo [BV/h]	3	10	10	10
Direção de fluxo	Para cima	Para cima	Para cima	Para cima
Altura da resina depois da etapa [cm]	87	97	106	119

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CONTINUAÇÃO

Eletrólito	Carregamento	Enxágue	Regeneração	Enxágue
Concentração	Níquel autocatalítico	Água Dl	H2SO4	Água Dl
Início de pH	50,48 g/l		3 g/l
Volume Total [ml]	4,17
	4300	4900	2480	4900
	4	10	1	10
	Para cima	Para cima	Para baixo	Para cima
	108	108	77	79

2) Efeito da razão de aspecto da largura da cama de absorção para a altura da cama de absorção [00122] A tentativa foi realizada com 3 mole/l de ácido sulfúrico. [00123] A Fig. 6 mostra o resultado de dois experimentos diferentes para o perfil de regeneração de pH e para a concentração de níquel obtida enquanto o fluido de regeneração passa através da cama de absorção. Um primeiro experimento foi realizado com a utilização de uma primeira coluna que tem um AR = 40 (gráfico do lado de mão esquerda) e uma segunda coluna que tem um AR = 1 (gráfico do lado de mão direita).

[00124] É aparente que para o AR = 1 a utilização (eficiência) do ácido foi muito mais baixa e a resultante de fluido de regeneração contendo níquel a uma concentração consideravelmente baixa. Além do mais, o fluido de regeneração continha mais ácido no caso de AR = 1 do que no caso de AR = 40. Uma consequência adicional é um consumo de ácido específico necessário muito mais elevado no caso de AR = 1 para a etapa de regeneração.

3) A fixação da cama [00125] Tem sido descoberto que a fixação da cama de absorção tem uma enorme influência na eficiência do método de regeneração. A Fig.

mostra a mesma tentativa em duas direções de fluxo diferentes para o fluido de regeneração. A razão de aspecto da coluna foi de 40. Um

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51/56 ácido sulfúrico com 3 mole/l foi utilizado como fluido de regeneração. Todas as frações regeneradas de níquel que deixavam a cama de absorção que tinham um pH > 1 foram coletadas. A concentração de níquel no fluido de regeneração obtida após a direção de fluxo em sentido ascendente ou descendente, respectivamente, foi em seguida medida. A Fig. 7 mostra a parte do níquel que pode ser separada com um pH > 1 (gráfico do lado de mão direita) e a concentração média (gráfico do lado de mão esquerda). O pH do regenerado acumulado será mais elevado (de cerca de 2) mas não foi medido.

[00126] Estes resultados mostram que a regeneração em sentido descendente sempre oferece melhores resultados do que a regeneração em sentido ascendente. A explicação para isso é que, enquanto a direção de fluxo ascendente tende a mover a cama de absorção para que o fluido seja misturado na coluna para que a eficiência da regeneração será deteriorada. Isto é devido ao fato de que a fronteira nítida na cama de absorção não pode ser alcançada porque uma fronteira nítida necessita de uma cama fixa.

[00127] Por essa razão, uma boa maneira de alcançar que a cama seja fixada é regenerar a coluna em uma direção de fluxo em sentido descendente. Uma desvantagem menor desta aproximação é que é difícil expulsar bolsas de ar que se formam na cama de absorção devido ao deslocamento da água de enxágue com o ar anterior à etapa de regeneração. Existem algumas preocupações adicionais como a influência negativa das diferentes densidades de zonas diferentes enquanto a regeneração que podem levar ao assim chamado efeito de fingering. Como um resultado, uma distribuição subaproveitada do líquido irá ocorrer em ambos os casos em que decrescem a capacidade e a nitidez da fronteira de concentração na coluna. Uma outra desvantagem é que as partículas são mais fáceis de serem lavadas fora por uma operação de fluxo em sentido ascendente.

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52/56 [00128] Não obstante, a diferença entre a regeneração de fluxo em sentido ascendente e a regeneração de fluxo em sentido descendente é impressionante. A Fig. 7 mostra o efeito para uma coluna que tem uma AR = 40 sob as mesmas condições.

[00129] Além disso, de acordo com a invenção, uma coluna e o projeto de uma cama de absorção contendo um peso de gravidade no topo da cama de absorção foi criado (veja também a Fig. 1 (a)). O peso de gravidade segue o ciclo de expansão e contração da cama enquanto o material de absorção é condicionado, carregado com o níquel e regenerado com o ácido sulfúrico.

[00130] A Fig. 8 mostra gráficos dos perfis de concentração dos ions de níquel contidos no fluido de regeneração que deixa a cama de absorção após ter sido carregado com os ions de níquel a partir da cama de absorção com a utilização de ácido sulfúrico como uma função do volume de ácido carregado para a cama de absorção e do gradiente de pH durante a eluição (perfil de regeneração). A Fig. 8 mostra a comparação de perfis de regeneração obtidos com o peso de gravidade localizado sobre a cama de absorção (gráfico do lado de mão esquerda) e sem tal peso de gravidade (gráfico do lado de mão esquerda). Nestes experimentos uma coluna foi utilizada que tem uma AR = 22. A concentração de ácido sulfúrico foi de 2,5 mole/l. A direção do fluxo de regeneração foi em sentido ascendente.

[00131] O peso teve, de fato, um efeito muito positivo (veja a Fig. 8): A concentração de níquel alcançada foi muito mais elevada quando a cama de absorção foi fixada por meio da utilização do peso de gravidade (gráfico do lado de mão esquerda) do que quando a cama de absorção não foi fixada por meio de tal peso de gravidade (gráfico do lado de mão direita). Para, além disso, com a cama de absorção sendo fixada a concentração de ácido no fluido de regeneração que deixa a coluna foi, em sua média, muito menos ácida do que com a cama de absorção não

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53/56 sendo fixada.

[00132] Os resultados da recuperação de níquel com um pH > 1 foi, nestes experimentos, com ou sem o peso de gravidade, respectivamente, como se segue:

[00133] Fixação com o peso de gravidade: 68,5% de níquel recuperado com uma concentração média de 75,3 g Ni/I.

[00134] Sem a fixação com o peso de gravidade: 48,4% de níquel recuperado com uma concentração média de 24,0 g Ni/I.

[00135] A fixação da cama de absorção com o peso de gravidade localizado sobre ela resultou em um bordo livre minimizado (sala vazia no topo da resina). Uma mangueira de diâmetro menor conectada em sentido descendente à coluna para permitir que o fluido de regeneração deixe o dispositivo ainda melhorou a eficiência porque qualquer mistura do regenerante deixando a coluna e ocorrendo em tal meio condutor foi, deste modo, minimizado.

[00136] Em uma tentativa adicional (a fixação de uma cama de absorção com um peso de gravidade, a regeneração em sentido descendente, a coluna tendo uma AR = 22), a mesma coluna como no experimento da Fig. 8 foi usada e um peso de gravidade localizado sobre a cama de absorção foi fornecido. Um ácido sulfúrico regenerante tendo uma concentração de 3 mole de ácido/l foi utilizado. Sem o deslocamento de ar (deslocando previamente o fluido contido na coluna com o regenerante; o deslocamento de ar: direcionando o fluido para fora da coluna com o ar proveniente de cima e permitindo que o fluido deixe a coluna pelo fundo da mesma) um ainda melhor resultado foi alcançado do que o anterior (Fig. 9):

[00137] neste caso 89,6% do níquel foi recuperado com uma concentração média de 69,3 g Ni/I. Se os dois primeiros exemplos tendo uma baixa concentração de níquel forem ignorados, a qualidade do fluido de regeneração obtido foi ainda muito melhor: neste caso 88,7%

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54/56 do níquel foi recuperado com uma concentração média de 96,2 g Ni/I. [00138] As frações do fluido de regeneração que têm um pH > 4 foram coletadas e a concentração de níquel nas mesmas foi mensurada. O níquel produzido sendo recuperado foi de 61,0%, o níquel tendo uma concentração média de 95,8 g Ni/I.

[00139] Um experimento adicional foi realizado com a utilização de uma coluna tendo uma parede flexível. Os resultados são mostrados na Fig. 10. A coluna foi do tipo conforme mostrado na Fig. 3 (c). A coluna foi formada a partir de uma mangueira de silicone tendo portas de fluidos em suas extremidades frontais. A resina Lewatit S8227 foi preenchida no interior da mangueira após a regeneração para que nenhum vazio fosse deixado na mangueira. Em seguida as portas de fluido foram formadas. A cama de resina na mangueira tem uma razão de aspecto da largura para a altura de 29,3 mole/l de ácido sulfúrico foi utilizado para descarregar os íons de níquel a partir da cama de resina. O perfil de regeneração é muito bom como uma concentração extremamente alta de níquel e uma grande retenção de ácido foi observada.

[00140] Experimentos adicionais foram realizados para analisar parâmetros individuais:

4) Influência da concentração de ácido [00141] As tentativas foram realizadas com 1,2,5 e 3 mole/l de ácido sulfúrico. Uma alta concentração de ácido como um fluido de regeneração leva a uma alta concentração de íons de metal, porque cada mole de ácido sulfúrico libera 1 mole de íon de níquel, uma alta concentração de ácido sulfúrico, por essa razão, libera o níquel a uma mais alta concentração do que uma solução de ácido sulfúrico tendo uma concentração menor. Isto se deve porque 1 mole de H2SO4 é capaz de descarregar 1 mole de íon de níquel no máximo a partir da cama de absorção que, teoricamente, 58,7 g Ni/I não pode ser excedido no fluido de regeneração. Por outro lado, um projeto favorável da coluna com a

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55/56 cama de absorção contida nela, que compreende a fixação da cama de absorção é necessário para alcançar uma alta utilização do ácido. Esta é uma solicitação para um baixo excesso de ácido e, por essa razão, para uma relativamente pura regeneração. Na prática, mesmo um completamente carregado ácido/regeneração será levemente ácido e a supramencionada máxima concentração irá, por essa razão, ser levemente baixa a não ser que efeitos de retardação no interior da cama de absorção tomem lugar durante a regeneração fazendo com que a concentração local atinja seus picos. Um equilíbrio entre a concentração de metal e um ácido no regenerante e na resina sempre irá se formar, este equilíbrio sendo determinado por um equilíbrio constante. Por essa razão, um acesso de ácido não pode ser evitado. Com uma coluna tendo uma AR = 94, a concentração máxima possível de íons de níquel foi alcançada, veja a Fig. 11. A Fig. 11 mostra um gráfico do perfil de regeneração do fluido de regeneração deixando a cama de absorção utilizando 1 mole/l de ácido sulfúrico.

[00142] A máxima concentração de íons de níquel no fluido de regeneração foi encontrada para ser de cerca de 60 g/l. A retenção de ácido (o pH foi mantido em cerca de 4,5) foi até que mais do que 50% dos íons de níquel foram descarregados a partir do material de absorção.

[00143] Com o objetivo de aumentar a concentração de níquel no fluido de regeneração que deixa a cama de absorção, para cerca de 90 a 100 g Ni/I, por exemplo, uma solução de ácido sulfúrico de cerca de 2 molar será necessária em todo caso.

[00144] Com uma solução de ácido sulfúrico de 3 molar uma concentração de 140 g Ni/I no máximo podería ser alcançada por meio da utilização de uma coluna tendo uma AR = 40.

5) Taxa de fluxo de regeneração (BV/h) [00145] Duas tentativas foram realizadas sob quase as mesmas

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56/56 condições (utilizando 2,5 mole/l de ácido sulfúrico a 1 BV/h ou utilizando 3 mole/l de ácido sulfúrico a 5 BV/h; AR = 22). A qualidade da tentativa com uma taxa de fluxo mais baixa e uma concentração de ácido mais baixa se provou melhor embora quase a mesma máxima concentração foi alcançada:

[00146] 67,6% de níquel recuperado com uma concentração média de 96,2 g Ni/I;

[00147] 48,4% de níquel recuperado com uma concentração média de 92,6 g Nl/I.

[00148] Os perfis de regeneração são mostrados na Fig. 12: O experimento foi conduzido a uma taxa de fluxo de 1 BV/h (gráfico da esquerda) ou 5 BV/h (gráfico da direita), respectivamente. Em ambos os casos a cama de resina foi fixada por meio da colocação de um peso de gravidade sobre a mesma. O fluido de regeneração foi em uma direção de sentido ascendente. 2,2 mole/l de resina foi descarregado nesta operação em ambos os casos. Por concordância, o integral (área sob a curva de níquel) foi o mesmo. No experimento que utilizou 5 BV/h (gráfico da direita) o pH diminuiu a uma taxa de valor acumulado mais baixo do que no experimento que utilizou 1 BV/h (gráfico da direita). Isto conta para a menor eficiência de separação da cama de resina. Esta diferença pode ser devida à cinética da operação de descarregamento e a um perfil de fluxo desfavorável formado na cama de resina quando uma taxa de fluxo mais elevada é utilizada (5 BV/h).

[00149] Isto, por essa razão, faz parecer que a velocidade de regeneração tem uma influência negativa na qualidade.

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Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Método para a recuperação de íons de níquel a partir de um banho de revestimento a níquel, um banho de revestimento de níquel autocatalítico ou uma água de enxágue de níquel, que contém íons de níquel, o método consistindo:

a) carregar os íons de níquel, em uma etapa de carregamento, para pelo menos um material de troca de cátions que forma pelo menos uma cama de absorção (SB) que é contida em pelo menos um recipiente (C) ao trazer um banho de revestimento a níquel, um banho de revestimento de níquel autocatalítico ou uma água de enxágue de níquel, que contém os íons de níquel em contato com pelo menos um material de troca de cátions; e

b) descarregar os íons de níquel, em uma etapa de regeneração, a partir de pelo menos um material de troca de cátions ao trazer um ácido como um banho de revestimento a níquel, um banho de revestimento de níquel autocatalítico ou uma água de enxágue de níquel em contato com pelo menos um material de troca de cátions que está carregado com o íons de níquel permitindo que o ácido entre o pelo menos um recipiente (C) através de pelo menos uma primeira porta de fluido (FP) e carregando o íons de níquel para o ácido e permitindo que o ácido deixe o pelo menos um recipiente (C) através de pelo menos uma segunda porta de fluido (SP), sendo que o ácido é passado através do pelo menos uma cama de absorção (SB) na etapa de regeneração em uma direção de regeneração (RD), onde a direção de regeneração (RD) é uma direção para baixo; e sendo que um banho de revestimento a níquel, um banho de revestimento de níquel autocatalítico ou uma água de enxágue de níquel é passado através a pelo menos uma cama de absorção (SB) na etapa de carregamento a uma taxa de fluxo de massa de carregamento, sendo

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2/2 que o ácido adicional é passado através da pelo menos uma cama de absorção (SB) na etapa de regeneração a uma taxa de fluxo de massa de regeneração e onde a taxa de fluxo de massa de carregamento é maior do que a taxa de fluxo de massa de regeneração, caracterizado pelo fato de que o método adicionalmente consiste em,

c) fixar pelo menos uma cama de absorção (SB) para compensar uma alteração de volume (VC) da mesma, e onde pelo menos uma segunda porta de fluido (SP) está em contato direto permanente com a pelo menos uma cama de absorção (SB) no recipiente (C).

2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o método é composto por uma etapa de método adicional de seleção de uma razão de aspecto de uma altura da cama de absorção da cama de absorção (SB) e de uma largura da cama de absorção (SB) para ser no máximo de 1:10.
3. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o banho de revestimento a níquel, um banho de revestimento de níquel autocatalítico ou uma água de enxágue de níquel é passado através de pelo menos uma cama de absorção (SB) na etapa de carregamento em uma direção de carregamento (LD), e em que o ácido é passado através de pelo menos uma cama de absorção (SB) na etapa de regeneração em uma direção de regeneração (RD) e em que as direções de carregamento e de regeneração são opostas entre si.
4. Método de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a direção de regeneração (RD) é paralela à direção da gravidade e em que a direção de carregamento (LD) é antiparalela à direção da gravidade.

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