BRPI0822563B1 - Método e aparelho para controle de temperatura em um vaso reator - Google Patents
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Abstract
método e aparelho para controle de temperatura em um vaso reator. são descritos um método e um aparelho para controlar a temperatura dentro de um vaso reator (52), tal como uma autoclave operando em temperatura e pressão elevadas. o aparelho inclui um vaso e pré-aquecimento (12) para pré-aquecer um material de alimentação, tal como uma pasta aquosa. o vaso de pré-aquecimento (12) faz parte de um sistema de controle de pré-aquecimento, que fornece os principais meios de controle de temperatura dentro do vaso reator (52), e a temperatura do reator é usada como um ponto de referência para o sistema de controle de pré-aquecimento. o aparelho também dispões de meios secundários para aquecimento e refrigeração do reator. a temperatura do material de alimentação é aumentada ou diminuída pelo sistema de controle de pré-aquecimento com base na temperatura do reator. isto é suficiente para aquecer ou resfriar o reator na maioria das condições do processo. quando o sistema de controle de pré-aquecimento está na, ou muito próximo da, sua capacidade máxima de aquecimento ou resfriamento, os meios secundários de aquecimento ou resfriamento são ativados para manter a temperatura do reator dentro de uma faixa ideal.
Description
[001] A invenção se refere ao controle de temperatura de vasos reatores usados em processos metalúrgicos.
[002] Alguns processos metalúrgicos envolvem o tratamento de pastas aquosas contendo partículas sólidas que contêm metais. Em um exemplo de um processo metalúrgico, uma pasta aquosa de um composto mineral, ou contendo metal, é submetido a uma lixiviação ou oxidação em pressões e temperaturas elevadas em uma autoclave. A fim de maximizar a eficiência do processo de lixiviação ou oxidação, é preferível pré- aquecer a pasta antes de alimentá-la na autoclave. Para esse efeito, um vaso de pré- aquecimento é provido a montante da autoclave. Dentro do vaso de pré-aquecimento a pasta é pré-aquecida dentro de uma estreita faixa de temperatura, através de contato com um meio de aquecimento, tal como vapor gerado por um processo de autoclave de flash (processo ultra-rápido).
[003] Normalmente, a pasta é pré-aquecida através do controle da pressão de vapor de flash no aparelho, ou seja, por ventilação, mas o controle preciso da temperatura da pasta é difícil de ser conseguido desta maneira. Um método e um aparelho melhorados para pré-aquecimento da pasta são descritos na patente norte-americana U.S. n° 6.945.775 de Fraser et al., emitida em 20 de setembro de 2005, na qual a temperatura da pasta no vaso de pré-aquecimento é controlada com precisão, através do aquecimento de uma primeira porção da pasta no vaso de pré-aquecimento e acrescentando-lhe uma segunda porção de pasta em temperatura mais baixa.
[004] A temperatura da pasta é o único fator que influencia a temperatura no interior da autoclave. Mesmo com o pré-aquecimento sendo controlado com precisão, a pasta descarregada do vaso de pré-aquecimento pode estar muito quente ou muito fria para um funcionamento perfeito e eficiente do processo metalúrgico dentro da autoclave. Sob essas condições, pode ser necessário fornecer um aquecimento ou um resfriamento auxiliar para garantir que as condições desejadas do processo sejam atingidas.
[005] Em uma forma de incorporação da invenção, é provido um método para controlar a temperatura dentro de um vaso reator. O método inclui as etapas de pré- aquecimento de pelo menos uma porção do material de alimentação com um meio de aquecimento, em uma primeira seção de aquecimento de um vaso de pré-aquecimento; descarregar o material de alimentação por uma saída do vaso de pré-aquecimento, para uma entrada do vaso reator; monitorar a temperatura dentro do vaso reator; e determinar se a temperatura dentro do vaso reator deve ser aumentada ou diminuída.
[006] Se for determinado que a temperatura dentro do vaso reator deve ser aumentada, o método também inclui aumentar o pré-aquecimento do material de alimentação, com uma quantidade de aumento suficiente para elevar a temperatura na qual o material de alimentação entra no vaso reator. Alternativa mente, quando o pré- aquecimento do material de alimentação foi aumentado para um nível máximo, uma quantidade do segundo meio de aquecimento é fornecida ao vaso reator, suficiente para aumentar a temperatura dentro do vaso reator.
[007] Se, por outro lado, for determinado que a temperatura dentro do vaso reator deve ser diminuída, o método também inclui diminuir o pré-aquecimento do material de alimentação, com uma quantidade de diminuição suficiente para reduzir a temperatura na qual o material de alimentação entra no vaso reator. Alternativa mente, quando o pré- aquecimento do material de alimentação foi diminuído para um nível mínimo, uma quantidade de um meio de resfriamento é fornecida ao vaso reator, suficiente para diminuir a temperatura dentro do vaso reator.
[008] Em uma forma de incorporação da invenção, o pré-aquecimento do material de alimentação é aumentado ou diminuído, aumentando-se ou diminuindo-se a quantidade de material de alimentação que, pelo menos parcialmente, se desvia e passa por fora da seção de aquecimento do vaso de pré-aquecimento.
[009] Em uma forma de incorporação da invenção, o nível máximo de pré- aquecimento é atingido quando a quantidade de material de alimentação que, pelo menos parcialmente, passa por fora da seção de aquecimento está em, ou próximo de, uma quantidade mínima. Por outro lado, o nível mínimo de pré-aquecimento é atingido quando a quantidade da material de alimentação que, pelo menos parcialmente, passa por fora da seção de aquecimento está em, ou próximo de, uma quantidade máxima.
[0010] Em uma forma de incorporação da invenção, o pré-aquecimento é aumentado ou diminuído pela operação de uma válvula de controle de desvio, que controla a quantidade da material de alimentação que, pelo menos parcialmente, se desvia e passa por fora da seção de aquecimento.
[0011] Em uma forma de incorporação da invenção, o nível mínimo de pré- aquecimento e o nível máximo de pré-aquecimento correspondem às configurações da válvula de controle de desvio, ou à taxa de fluxo do material de alimentação através da válvula. Por exemplo, o nível mínimo de pré-aquecimento pode corresponder a uma configuração da válvula de controle de desvio na qual a válvula está cerca de 90 a 100 por cento aberta, e o nível máximo de pré-aquecimento corresponde a uma configuração da válvula de controle de desvio na qual a válvula está aproximadamente de 0 a 10 por cento aberta.
[0012] Em uma forma de incorporação da invenção, o vaso reator é uma autoclave operando em temperatura e pressão elevadas, o material de alimentação é uma pasta aquosa de compostos minerais ou contendo metal a ser oxidada ou lixiviada no interior da autoclave, o primeiro meio de aquecimento é vapor, o meio de resfriamento é um meio aquoso, e o segundo meio de aquecimento é vapor e/ou um reagente que reage exotermicamente com os compostos minerais ou contendo metais da pasta.
[0013] Em uma forma de incorporação da invenção, é provido um aparelho para controlar a temperatura dentro de um vaso reator. O aparelho inclui um sistema de controle de pré-aquecimento para pré-aquecer um material de alimentação. O sistema de controle de pré-aquecimento é composto por um vaso de pré-aquecimento tendo uma primeira entrada para receber pelo menos uma porção do material de alimentação, uma saída para descarregar o material de alimentação para o vaso reator, e uma segunda entrada para receber um primeiro meio de aquecimento. O aparelho também inclui um dispositivo sensor de temperatura para medir a temperatura dentro do vaso reator, e gerar um sinal correspondente de temperatura do reator. O aparelho também inclui um sistema de controle de aquecimento do reator para fornecer uma quantidade controlada de um segundo meio de aquecimento para o vaso reator, para aumentar a temperatura dentro do vaso reator, e um sistema de controle de resfriamento do reator para fornecer uma quantidade controlada de um meio de resfriamento para o vaso reator, para diminuir a temperatura dentro do vaso reator. O aparelho também inclui um controlador que recebe o sinal de temperatura do reator, e que está programado para determinar se a temperatura dentro do vaso reator deve ser aumentada ou diminuída.
[0014] Quando a temperatura dentro do vaso reator deve ser aumentada, o controlador está programado para controlar o funcionamento do sistema de controle de pré-aquecimento de modo a aumentar a temperatura na qual o material de alimentação é descarregado, e está programado para controlar o funcionamento do sistema de controle de aquecimento do reator para fornecer o segundo meio de aquecimento para o vaso reator, em uma quantidade suficiente para elevar a temperatura dentro do vaso reator.
[0015] Quando a temperatura dentro do vaso reator deve ser diminuída, o controlador está programado para controlar o funcionamento do sistema de controle de pré- aquecimento, de modo a diminuir a temperatura na qual o material de alimentação é descarregado, e está programado para controlar a operação do sistema de controle de resfriamento do reator para fornecer o meio de resfriamento ao vaso reator, em uma quantidade suficiente para diminuir a temperatura dentro do vaso reator.
[0016] Em uma forma de incorporação da invenção, o vaso de pré-aquecimento compreende uma seção de aquecimento, na qual o material de alimentação que entra no vaso de pré-aquecimento através da primeira entrada é aquecido pelo contato com o primeiro meio de aquecimento, e uma seção coletora a jusante da seção de aquecimento. Nesta forma de incorporação, o material de alimentação aquecido na seção de aquecimento é coletado na seção coletora, e a saída fica adjacente à seção coletora.
[0017] Em uma forma de incorporação da invenção, o vaso de pré-aquecimento compreende ainda uma terceira entrada para receber pelo menos uma porção do dito material de alimentação. Nesta forma de incorporação, o sistema de controle de pré- aquecimento inclui ainda uma válvula de controle de pré-aquecimento, que está localizada a montante do vaso de pré-aquecimento. A válvula de controle de pré-aquecimento tem uma entrada para receber pelo menos uma parte do material de alimentação, e uma saída em comunicação com a terceira entrada do vaso de pré-aquecimento. A válvula de controle de pré-aquecimento é operável para ajustar as proporções relativas do material de alimentação que entra no vaso de pré-aquecimento através das primeira e terceira entradas, onde a primeira entrada se situa em relação à seção de aquecimento de tal modo que o material de alimentação, que entra no vaso de pré-aquecimento através da primeira entrada, é aquecido pelo contato com o primeiro meio de aquecimento. A terceira entrada está localizada em relação à seção de aquecimento de tal modo que o material de alimentação que entra no vaso de pré-aquecimento através da terceira entrada, pelo menos parcialmente, passa por fora da seção de aquecimento. O controlador está programado para controlar o funcionamento da válvula de controle de pré-aquecimento em resposta ao dito sinal de temperatura do reator.
[0018] Em uma forma de incorporação da invenção, o sistema de controle de pré- aquecimento compreende ainda uma válvula de controle de pré-aquecimento que monitora uma configuração da válvula de controle de pré-aquecimento em relação a uma primeira configuração, em que a quantidade de material de alimentação que entra no vaso de pré-aquecimento através da primeira entrada está em um máximo em relação a uma segunda configuração, na qual uma quantidade de material de alimentação que entra no vaso de pré-aquecimento através da terceira entrada está em um máximo.
[0019] Em uma forma de incorporação da invenção, o controlador está programado para controlar o sistema de controle de refrigeração do reator, e fazê-lo fornecer o meio de resfriamento ao vaso reator em uma quantidade suficiente para diminuir a temperatura dentro do vaso reator, quando a quantidade de material de alimentação que entra no vaso de pré-aquecimento através da terceira entrada está em um máximo.
[0020] Em uma forma de incorporação da invenção, o controlador está programado para controlar o sistema de controle de aquecimento do reator, e fazê-lo fornecer o segundo meio de aquecimento para o vaso reator em uma quantidade suficiente para aumentar a temperatura dentro do vaso reator, quando a quantidade de material de alimentação que entra no vaso de pré-aquecimento por meio da primeira entrada está em um máximo.
[0021] Em uma forma de incorporação da invenção, o sistema de controle de aquecimento do reator inclui uma válvula de controle do segundo meio de aquecimento, para controlar o fluxo do segundo meio de aquecimento para o vaso reator, onde o controlador está programado para controlar a operação da válvula de controle do segundo meio de aquecimento em resposta ao sinal de temperatura do reator.
[0022] Em uma forma de incorporação da invenção, o sistema de controle de refrigeração do reator compreende uma válvula de controle do meio de refrigeração, para controlar o fluxo do meio de resfriamento para o vaso reator, onde o controlador está programado para controlar o funcionamento da válvula de controle do meio de resfriamento em resposta ao sinal de temperatura do reator.
[0023] Em uma forma de incorporação da invenção, o dispositivo sensor de temperatura mede a temperatura de reação dentro de uma primeira câmara da autoclave.
[0024] Em uma forma de incorporação da invenção, o primeiro meio de aquecimento é vapor, e a válvula de controle de pré-aquecimento controla a pressão do vapor dentro do vaso de pré-aquecimento, entre uma pressão de vapor máxima e uma pressão de vapor mínima.
[0025] A invenção será agora descrita, apenas a título de exemplo, com referência aos desenhos anexos, em que: a figura 1 é uma vista esquemática de um aparelho de acordo com uma forma de incorporação da presente invenção; a figura 2 é um gráfico de temperatura versus tempo; e a figura 3 é um fluxograma que mostra as etapas de um processo de acordo com uma forma de incorporação da invenção.
[0026] As formas de incorporação específicas de um método e um aparelho de acordo com a invenção são descritas com referência aos desenhos. As formas de incorporação aqui descritas referem-se especifica mente aos processos em que um material de alimentação compreendendo uma pasta aquosa de compostos minerais ou contendo metais é lixiviada ou oxidada dentro de uma autoclave, operando em temperatura e pressão elevadas. Deve ser entendido, no entanto, que o método e aparelho de acordo com a invenção podem ser aplicados a outros tipos de processos, em que um material de alimentação é aquecido em um vaso de pré-aquecimento antes de ser reagido em um vaso reator.
[0027] Uma forma de incorporação de um aparelho 10 de acordo com a invenção será descrita a seguir, com referência à figura 1. Deve ser entendido que os componentes do aparelho 10 são mostrados na figura 1 de forma muito simplificada, de modo a mostrar apenas os elementos que sejam necessários à compreensão da invenção.
[0028] O aparelho 10 inclui um sistema de controle de pré-aquecimento, um componente do qual é um vaso de pré-aquecimento 12. O vaso de pré-aquecimento 12 aqui descrito é semelhante àquele descrito na acima mencionada patente norte-americana U.S. n° 6.945.775 de Fraser et al., a qual está aqui incorporada como referência em sua totalidade.
[0029] O vaso de pré-aquecimento 12 compreende uma seção de aquecimento de pasta 14 e uma seção coletora de pasta 16, que está localizada a jusante da seção de aquecimento 14. Na forma de incorporação específica mostrada na figura 1, a seção de aquecimento 14 e a seção coletora 16 estão dispostas verticalmente uma em relação à outra, com a seção de aquecimento 14 estando localizada em uma parte superior do vaso de pré-aquecimento 12, e a seção coletora 16 estando localizada em uma parte inferior do vaso de pré-aquecimento 12.
[0030] A seção de aquecimento de pasta 14 compreende, de preferência, uma pluralidade de defletores 18 projetando-se para dentro a partir das paredes do vaso de pré-aquecimento 12, e em ângulo descendente em direção à seção coletora 16. Um meio de aquecimento para aquecer a pasta entra no vaso de pré-aquecimento 12 através de uma entrada de meio de aquecimento 20. O meio de aquecimento é, de preferência, um gás, e mais preferivelmente vapor, que é gerado por um processo de autoclave de flash (processo ultra-rápido). O vapor flui na direção da seta A através de um tubo 22, que transporta o meio de aquecimento para a entrada 20. Conforme mostrado no desenho, o meio de aquecimento é alimentado para dentro do vaso de pré-aquecimento 12 a jusante da seção de aquecimento 14, estando de preferência localizada abaixo do defletor 18 mais baixo. O meio de aquecimento gasoso flui então para cima através do vaso de aquecimento 12, em volta dos defletores 18, e sai do vaso 12 na direção da seta B, através de um tubo de ventilação 24.
[0031] Uma primeira porção da pasta entra no vaso de pré-aquecimento 12 através de uma primeira entrada de pasta 26. A primeira porção da pasta é então bombeada através de um tubo perfurado 28 no interior do vaso de pré-aquecimento 12, e é pulverizada a partir das perfurações do tubo no interior do vaso de pré-aquecimento 12. A primeira porção da pasta, em seguida, desce por gravidade através da seção de aquecimento 14 do vaso 12, passando para baixo pelas superfície dos defletores 18, na direção das setas sólidas mostradas dentro do vaso 12. Como a primeira porção da pasta desce através da seção de aquecimento 14, ela é colocada em contato com o meio de aquecimento, subindo através do vaso 12 na direção das setas tracejadas, aumentando assim a temperatura da pasta.
[0032] O vaso de pré-aquecimento 12 inclui ainda uma segunda entrada de pasta 36, através da qual uma segunda porção da pasta entra no vaso 12. A segunda entrada de pasta 36 está localizada em relação à seção de aquecimento 14 de tal modo que a temperatura da segunda porção da pasta que entra na seção coletora 16 é inferior a uma temperatura na qual a primeira porção da pasta entra na seção coletora 16. Em outras palavras, a segunda entrada de pasta 36 está localizada de tal forma que a segunda porção da pasta passa por fora de pelo menos uma parte da seção de aquecimento 14, garantindo assim que a segunda porção da pasta fique em uma temperatura mais baixa do que a primeira porção da pasta quando ela entra na seção coletora 16. Mais preferivelmente, conforme mostrado na figura 1, a segunda entrada de pasta 36 está localizada a jusante da seção de aquecimento 14, abaixo do defletor 18 mais baixo, de modo que a segunda porção da pasta flui diretamente para a seção coletora 16 sem passar pela seção de aquecimento 14.
[0033] A primeira e a segunda porções da pasta são combinadas e coletadas na seção coletora 16, de modo a fornecer uma pasta mista, pronta para ser descarregada, que está a uma temperatura menor do que a primeira porção da pasta e maior do que a segunda porção da pasta. O nível aproximado da pasta coletada dentro da seção 16 está indicado pelo numeral 30. Uma saída de pasta 32 para descarga da pasta é provida junto à seção coletora de pasta 16 e é, de preferência, provida na sua extremidade inferior. A pasta aquecida é descarregada da saída 32 e bombeada através de um tubo 34 em direção a uma entrada do vaso reator 52.
[0034] O sistema de controle de pré-aquecimento também inclui uma válvula de controle de pré-aquecimento 42, que controla a quantidade relativa da pasta que entra no vaso de pré-aquecimento 12 através das entradas 26 e 36. O funcionamento da válvula 42 é controlado por um controlador eletrônico programável 40, como descrito abaixo, e a comunicação entre o controlador 40 e a válvula 42 pode ser provida por meio de um fio elétrico 62. O controlador 40 controla a operação da válvula 42, a fim de regular o fluxo da segunda porção da pasta através da entrada 36. Quando a temperatura da pasta coletada na seção coletora 16 ultrapassa uma temperatura pré-determinada, o fluxo de pasta que entra no vaso de pré-aquecimento 12 através de entrada 36 é aumentado para reduzir a temperatura da pasta na seção coletora 16. Inversamente, quando a temperatura da pasta na seção coletora é inferior à temperatura pré-determinada, a adição da segunda porção da pasta para o vaso de pré-aquecimento 12 é reduzida ou interrompida. Deve ser entendido que o pré-aquecimento da pasta é maximizado quando a válvula de controle de pré-aquecimento 42 está completamente fechada, de modo que nenhuma pasta se desvia e passa por fora da seção de aquecimento 14 do vaso de pré- aquecimento 12. Por outro lado, o pré-aquecimento é minimizado quando a válvula de controle de pré-aquecimento 42 está completamente aberta, e a quantidade de pasta que se desvia e passa por fora da seção de aquecimento 14 é máxima.
[0035] Os pontos de referência de temperatura pré-determinada em que a válvula de controle 42 altera o fluxo de pasta são baseados na temperatura dentro do vaso reator 52. O aparelho 10 inclui adicionalmente um dispositivo sensor de temperatura 54, para controlar a temperatura dentro do vaso reator 52. Quando o vaso reator 52 é uma autoclave compreendendo um certo número de câmaras, o dispositivo sensor de temperatura 54 pode, de preferência, controlar a temperatura dentro de uma primeira câmara 56 do vaso reator 52. O dispositivo sensor de temperatura 54 pode incluir um ou mais sensores, de modo a medir a temperatura em um ou mais locais específicos dentro do vaso reator 52, e pode calcular a temperatura média dentro do vaso reator 52. Por simplicidade, o dispositivo sensor de temperatura 54 é descrito aqui como compreendendo um único sensor, para monitorar a temperatura em um único local dentro do vaso reator 52. A temperatura dentro do vaso reator 52 pode ser monitorada de forma contínua, ou periodicamente.
[0036] A temperatura do sensor 54 gera um sinal de temperatura do reator correspondente à temperatura medida no vaso reator 52, e transmite o sinal da temperatura do reator para o controlador 40, por exemplo, através de um fio elétrico 58. O controlador 40 recebe o sinal de temperatura do reator e está programado para usar este sinal para determinar se a temperatura dentro do vaso reator 52 está ou não dentro de limites aceitáveis, ou se a temperatura precisa ser aumentada ou diminuída. Por exemplo, o controlador 40 pode ser programado para comparar a temperatura medida no vaso reator 52 com uma outra temperatura ou faixa de temperatura, na qual a operação do processo dentro do vaso reator 52 é ótima.
[0037] O sistema de controle de pré-aquecimento também pode incluir pelo menos um sensor de temperatura 38, para monitorar a temperatura da pasta na seção coletora 16 em uma base contínua ou periódica. Os dados de temperatura coletados por pelo menos um sensor de temperatura 38 podem ser transmitidos ao controlador 40 através de um fio elétrico 63.
[0038] A válvula de controle de pré-aquecimento 42 pode ser de um tipo que é projetado para lidar com pastas abrasivas, e que é capaz de ajustar o fluxo de pasta para o vaso de pré-aquecimento 12. Ou seja, o fluxo de pasta através da válvula pode ser regulado entre uma taxa de fluxo zero e uma taxa de fluxo máximo, proporcionando assim um controle preciso sobre a temperatura da pasta dentro do vaso de pré-aquecimento 12. Além disso, pode ser preferível manter um fluxo variável, contínuo, de pasta, através da válvula 42. Um exemplo específico de uma válvula 42 é a válvula de controle Valtek Survivor®. Essas válvulas têm um desenho de ângulo de varredura de modo a fornecer uma alta capacidade de fluxo e minimizar o choque de partículas no corpo da válvula; possuem guarnição de cerâmica para proteger a válvula contra erosão; anéis de limpeza para proporcionar maior vida útil do conjunto; um assento projetado para ficar justo, apertado, para minimizar a erosão, simplificar a manutenção e prover alta capacidade de fluxo; e um desenho de assento com Venturi estendido, para proteger o corpo da válvula contra danos devido à erosão.
[0039] Em uma forma de incorporação da invenção, a primeira porção da pasta 26 é bombeada continuamente no vaso de pré-aquecimento 12 através da entrada 26, com o meio de aquecimento sendo alimentado continuamente ao vaso de pré-aquecimento 12 através da entrada 20, e a pasta aquecida coletada na seção de coleta 16 sendo continuamente bombeada do vaso de pré-aquecimento 12 através da saída 32. A segunda porção da pasta é adicionada ao vaso de pré-aquecimento 12 de maneira intermitente ou contínua, a fim de controlar a temperatura da pasta na seção coletora 16. Na forma de incorporação mostrada na figura 1, a primeira e segunda porções da pasta são distribuídas às respectivas entradas 26, 36 através de tubos 44, 46, com a válvula de 42 estando localizada no tubo 46, através do qual a segunda porção da pasta é bombeada para a segunda entrada 36.
[0040] As primeira e segunda porções da pasta podem se originar da mesma fonte, com a pasta combinada sendo bombeada na direção da seta D através de um tubo 48 com uma ramificação 50, que divide o fluxo de pasta nos tubos 44 e 46. Deve ser entendido que a localização da válvula 42 no tubo 46 não é essencial, e que a válvula 42 pode ser, alternativa mente, uma válvula de três vias localizada na ramificação 50. Também deve ser entendido que o arranjo específico mostrado na figura 1, no qual a segunda porção da pasta, pelo menos parcialmente, se desvia e passa por fora da seção de aquecimento 14, não é essencial. Por exemplo, deve ser entendido que a segunda porção da pasta pode passar por fora do vaso de pré-aquecimento 12 inteiramente, e ao invés pode ser acrescentada ao processo em um ponto a jusante do vaso de pré- aquecimento 12, por exemplo, diretamente no tubo 34 ou, alternativa mente, no vaso reator 52.
[0041] O controle principal da temperatura dentro do vaso reator 52 é provido pelo sistema de controle de pré-aquecimento, acima descrito, que controla e ajusta a temperatura em que a pasta é descarregada para o vaso reator 52 e, assim, controla a temperatura do reator. Sob certas condições de processo, no entanto, o aquecimento ou resfriamento necessita que o vaso reator 52 possa exceder a capacidade do vaso de pré- aquecimento 12, e que o sistema de controle de pré-aquecimento possa aumentar ou diminuir a temperatura dentro do vaso reator 52 através do controle de temperatura da pasta sozinha. A fim de controlar eficazmente a temperatura dentro do vaso reator 52 nestas condições, o aparelho 10 também inclui meios secundários para aquecimento e resfriamento do vaso reator 52. Na forma de incorporação aqui descrita, os meios de aquecimento e refrigeração secundários compreendem um sistema de controle de aquecimento do reator e um sistema de controle de refrigeração do reator, que são descritos abaixo.
[0042] O sistema de controle de resfriamento do reator controla o fornecimento de um meio de resfriamento para diminuir a temperatura dentro do vaso reator 52. Na forma de incorporação aqui descrita, o meio de resfriamento pode compreender um meio aquoso, tal como água líquida ou qualquer outro processo de fluxo tendo capacidade de refrigeração, ou seja, que está a uma temperatura inferior à temperatura do reator. Meios adequados de resfriamento incluem, sem limitações, água recuperada (reaproveitada) ou outros fluidos de processo aquoso que podem conter impurezas, como ácido e cobre, tal como um refinado de extração de solvente, de plantas de eletro-extração. O meio de resfriamento é adicionado diretamente ao vaso reator 52 na direção da seta C através de um conduto 64. O sistema de controle de refrigeração do reator compreende uma válvula de controle do meio de resfriamento 66 para controlar o fluxo do meio resfriamento para o vaso reator 52. A operação da válvula de controle do meio de resfriamento 66 é controlada pelo controlador 40, e a comunicação entre o controlador 40 e a válvula 66 pode ser provida por meio de um fio elétrico 68.
[0043] O sistema de controle de aquecimento do reator controla o fornecimento de um meio de aquecimento secundário para aumentar a temperatura dentro do vaso reator 52. Na forma de incorporação aqui descrita, o meio de aquecimento secundário pode incluir vapor e/ou um reagente que reage exotermicamente com os compostos minerais ou contendo metais, contidos na pasta. Quando a reação dentro do vaso reator 52 é uma oxidação, o reagente utilizado como segundo meio de aquecimento pode ser o oxigênio. O meio de aquecimento secundário pode ser adicionado diretamente ao vaso reator 52, na direção da seta E, através de um conduto 70. O sistema de controle de aquecimento do reator compreende uma válvula de controle de meio de aquecimento 72, para controlar o fluxo do meio de aquecimento secundário para o vaso reator 52. O funcionamento da válvula de controle de meio de aquecimento 72 é controlada pelo controlador 40, e a comunicação entre o controlador 40 e a válvula 72 pode ser provida por meio de um fio elétrico 74.
[0044] Conforme descrito acima, o controlador 40 está programado para controlar os meios de controle principais da temperatura do reator, ou seja, o sistema de controle de pré-aquecimento que indiretamente controla a temperatura do reator, controlando o pré- aquecimento da pasta. O controlador 40 também está programado para controlar os meios de controle secundários da temperatura do reator, ou seja, os sistemas de aquecimento e refrigeração secundários, que controlam diretamente a temperatura do reator, adicionando um meio de resfriamento ou um meio de aquecimento secundário ao vaso reator 52. Além disso, a temperatura dentro do vaso reator 52 é usada como ponto de referência para os meios de controle de temperatura primário e secundário.
[0045] Porque um único controlador 40 está programado para controlar tanto os meios primário e secundário de controle de temperatura do reator, e porque a temperatura dentro do vaso reator 52 é usada como ponto de referência para os meios primário e secundário de controle de temperatura do reator, a presente invenção melhora a eficiência, assegurando que os meios primário e secundário de controle de temperatura do reator trabalhem em conjunto de forma cooperativa para manter a temperatura dentro do vaso reator 52 em um nível ótimo. Nos sistemas do estado da técnica anterior, em que o sistema de controle de pré-aquecimento é operado de forma independente dos sistemas de aquecimento e refrigeração do reator, podem surgir situações onde a temperatura da pasta fornecida ao vaso reator não é a ideal, resultando em que um significativo aquecimento ou resfriamento secundário do vaso reator 52 possa ser requerido. Com o método e aparelho de acordo com a invenção, os resfriamento e aquecimento secundários tornam-se desnecessários sob uma ampla gama de condições de processo, pois a temperatura da pasta é ajustada para uma operação ótima do processo dentro do vaso reator 52, economizando assim energia.
[0046] Conforme mencionado acima, a capacidade do sistema de controle de pré- aquecimento para regular a temperatura do reator através do pré-aquecimento da pasta é limitada. Ou seja, a capacidade de pré-aquecimento máxima é atingida quando a válvula de controle de pré-aquecimento 42 está completamente fechada, para que toda pasta seja pré-aquecida na seção de aquecimento 14, e a capacidade de pré-aquecimento mínima é atingida quando a válvula de controle de pré-aquecimento 42 está totalmente aberta, para que a quantidade de pasta que passa por fora da seção de aquecimento 14 seja máxima. Dentro desses limites, os meios de controle principais de temperatura do reator são geralmente eficazes para controlar a temperatura do reator, sem a assistência de meios de aquecimento e resfriamento secundários. Uma vez que esses limites tenham sido alcançados, entretanto, o controlador está programado para ativar meios de aquecimento ou resfriamento secundários para ajustar a temperatura do reator, conforme necessário.
[0047] Também pode ser desejável programar o controlador 40 para que ele ative os meios de aquecimento ou refrigeração secundários dentro de limites pré-definidos, que estão dentro dos limites de capacidade dos meios de controle principais de temperatura do reator. Estes limites pré-determinados são selecionados de forma que os meios de aquecimento ou refrigeração secundários sejam ativados antes que a válvula de controle de pré-aquecimento 42 atinja seu estado totalmente aberto ou fechado. Os limites pré- determinados podem ser baseados em configurações específicas da válvula, dentro da faixa entre os estados totalmente fechado e totalmente aberto. Por exemplo, o controlador 40 pode ser programado para ativar o sistema de controle de aquecimento do reator, de modo a aumentar a temperatura do reator, uma vez que a válvula de controle de pré-aquecimento 42 esteja dentro de 0-10% do seu estado completamente fechado, conforme determinado pela área aberta da válvula 42 ou pelo volume de fluxo através da válvula 42. Da mesma forma, o controlador 40 pode ser programado para ativar o sistema de controle de refrigeração do reator, de modo a diminuir a temperatura do reator, uma vez que a válvula de controle de pré-aquecimento 42 esteja dentro de 0-10% do seu estado completamente aberto, conforme determinado pela área aberta da válvula 42 ou pelo volume de fluxo através da válvula 42. Em uma forma de incorporação da invenção, o controlador 40 está programado para ativar o sistema de controle de refrigeração do reator, quando a válvula de controle de pré-aquecimento 42 atinge cerca de 5% ou menos de seu estado completamente aberto, e o controlador 40 ativa o sistema de controle de aquecimento do reator quando a válvula de controle de pré-aquecimento 42 atinge cerca de 95% ou mais do seu estado completamente aberto.
[0048] A fim de que o controlador 40 possa controlar o funcionamento da válvula de controle de pré-aquecimento 42, o aparelho 10 compreende adicionalmente meios para determinar e monitorar a configuração da válvula 42, isto é, o grau em que ela está aberta. Por exemplo, o aparelho 10 pode incluir um sensor de posição de válvula 76, que detecta a configuração da válvula de controle de pré-aquecimento 42 em relação aos limites pré-determinados, e/ou as configurações completamente aberta ou fechada da válvula 42. Por exemplo, o sensor de posição de válvula 76 pode detectar a posição de um elemento móvel da válvula dentro da válvula de controle de pré-aquecimento 42, ou ele pode medir o fluxo de pasta através da válvula 42. O sensor de posição de válvula 76 transmite um sinal de posição da válvula para o controlador 40, por exemplo através de um fio 78. O controlador 40 está programado para usar o sinal de posição de válvula, juntamente com o sinal de temperatura do reator 52, para determinar quando deve fornecer aquecimento ou resfriamento secundário ao reator 52.
[0049] A invenção também é ilustrada fazendo-se referência à figura 2, que é um gráfico da temperatura do reator em função do tempo. A temperatura do reator é mostrada na figura 2 como sendo flutuante em relação a um primeiro ponto de referência de temperatura de 230 graus C, que representa uma temperatura de reação ideal. Algumas flutuações da temperatura ideal são toleráveis, e a figura 2 mostra dois pontos de referência de temperatura adicionais, ou seja, um ponto de referência de alta temperatura de 235 graus C e um ponto de referência de baixa temperatura de 230 graus C. Estes pontos de referência de alta e baixa temperatura representam a capacidade aproximada do sistema de controle de pré-aquecimento em controlar a temperatura do reator através de pré-aquecimento da pasta. Ou seja, dentro da área delimitada pelas linhas pontilhadas em 225 e 235 graus C, o sistema de controle de pré-aquecimento proporciona o controle adequado da temperatura do reator. Em uma forma de incorporação da invenção, o ponto de referência de alta temperatura de 235 graus C pode corresponder a uma configuração de válvula de controle 42, na qual a válvula está cerca de 90 a 100 por cento fechada, ou o fluxo de pasta através da válvula 42 está reduzido de 0 até cerca de 10 por cento de sua taxa de fluxo máxima. O ponto de referência de baixa temperatura pode corresponder a uma configuração da válvula 42 na qual a válvula está de 0 até aproximadamente 10 por cento fechada (ou seja, cerca de 90-100 por cento aberta), ou onde o fluxo de pasta através da válvula 42 é de cerca de 90 a 100 por cento da máxima taxa de fluxo.
[0050] Quando a temperatura do reator excede os pontos de referência de alta ou baixa temperatura, representados pelas áreas hachuradas fora das linhas pontilhadas na figura 2, o sistema de controle de pré-aquecimento está na, ou muito próximo da, sua capacidade de aquecer ou resfriar adicionalmente o reator 52, e portanto é desejável ativar os meios de aquecimento ou resfriamento secundários, quando a temperatura do reator sobe acima do ponto de referência de alta temperatura ou cai abaixo do ponto de referência de baixa temperatura. É desejável que as linhas pontilhadas representando os pontos de referência de alta e baixa temperatura correspondam rigorosamente à capacidade máxima e mínima do sistema de controle de pré-aquecimento, a fim de assegurar que o sistema de controle de pré-aquecimento seja adequado para aquecer e resfriar o reator 52 na maioria das condições de processo, sem a ativação dos meios de aquecimento ou de refrigeração secundários.
[0051] A figura 3 é um fluxograma que mostra as etapas envolvidas no método descrito acima. Em primeiro lugar, a temperatura do reator é monitorada tanto de forma contínua como periódica. Quando for determinado que a temperatura do reator está muito alta ou muito baixa, o sistema de controle de pré-aquecimento é primeiro verificado para determinar se ele está na, ou próximo da, sua capacidade máxima de aquecer ou resfriar adicionalmente o reator. Na figura 3, o limite de capacidade de aquecimento é alcançado quando a válvula de controle está 5 por cento aberta, e o limite de capacidade de refrigeração é alcançado quando a válvula de controle está 95 por cento aberta. Se for determinado que a válvula de controle está entre 5 a 95 por cento aberta, então a válvula de controle é aberta ou fechada em uma quantidade que vai proporcionar o desejado aumento ou diminuição de temperatura do reator. Se for determinado que a válvula está < 5 por cento aberta ou > 95 por cento aberta, então os meios de aquecimento secundários ou os meios de resfriamento secundários são ativados para provocar o desejado aumento ou diminuição da temperatura do reator.
[0052] Embora a forma de incorporação aqui descrita use a configuração da válvula 42 ou o fluxo de pasta através da válvula 42 para determinar o momento de ativar os sistemas de aquecimento ou de refrigeração secundários, deve ser entendido que isto não é essencial. Por exemplo, o controlador 40 pode ser programado para usar a temperatura da pasta dentro da seção coletora 16 do vaso de pré-aquecimento 12 como base para determinar quando deve prover aquecimento ou resfriamento secundários ao reator 52. Para este efeito, o sinal enviado ao controlador de temperatura 40 pelo dispositivo sensor de temperatura 38 localizado na seção coletora 16 pode ser usado como base para determinar quando o vaso de pré-aquecimento 12 chegou nos, ou próximo dos, limites da sua capacidade de aquecimento ou de resfriamento, de tal modo que o aquecimento ou resfriamento principal fornecido pelo sistema de controle de pré-aquecimento deve ser completado pelos meios de aquecimento ou refrigeração secundários. Deve ser entendido que o uso da temperatura da pasta para determinar quando se deve ativar os meios de aquecimento ou refrigeração secundários pode ser menos desejável do que o uso da configuração da válvula 42, uma vez que um intervalo de tempo pode ocorrer entre uma mudança na posição da válvula de controle de pré-aquecimento 42 e uma mudança na temperatura da pasta na seção coletora 16.
[0053] A descrição acima refere-se à ativação dos meios de aquecimento e refrigeração secundários do reator. Deve ser entendido que o meio de resfriamento e o meio de aquecimento secundário podem ser adicionados ao vaso reator 52 em uma base permanente ou periódica, por razões além do controle de temperatura, por exemplo, para substituir reagentes ou solventes que podem ser consumidos ou ventilados durante a reação dentro do vaso 52. Portanto, a ativação do sistema de aquecimento ou de refrigeração secundário pretende incluir situações em que o meio de aquecimento ou resfriamento pode ser adicionado ao longo do processo, mas quando o sistema de aquecimento ou refrigeração secundário é ativado, a quantidade ou a taxa de adição é aumentada de modo a provocar uma mudança na temperatura dentro do vaso reator 52. Quando o meio de refrigeração é água de resfriamento líquida e o meio de aquecimento é vapor, a ativação dos meios de aquecimento ou resfriamento secundários do reator envolve ajustar as proporções relativas de vapor e água líquida, a fim de provocar uma mudança na temperatura no interior do vaso reator 52.
[0054] Embora a invenção tenha sido descrita como incluindo um vaso de pré- aquecimento 12, conforme descrito na patente norte-americana U.S. n° 6.945.775 de Fraser et al., deve ser entendido que o uso deste vaso de pré-aquecimento 12 não é essencial para o bom funcionamento da invenção. Pelo contrário, o vaso de pré- aquecimento 12 pode ser substituído por um vaso de pré-aquecimento convencional, em que o pré-aquecimento da pasta é controlado pela pressão de vapor de flash (processo ultra-rápido) no aparelho. Nesta forma de incorporação da invenção, a válvula de controle de pré-aquecimento 42 se situaria em um respiradouro e controlaria a pressão de vapor dentro do vaso de pré-aquecimento. Tal como na forma de incorporação descrita acima, a pressão de vapor e o pré-aquecimento máximos são obtidos com a válvula de controle fechada, e a pressão de vapor e o pré-aquecimento mínimos são obtidos com a válvula de controle aberta.
[0055] Embora a presente invenção tenha sido descrita com referência a uma forma de incorporação preferida, deve ser entendido que a presente invenção não se limita a isto. Ao contrário, a invenção inclui todas as formas de incorporação que possam cair dentro do escopo das reivindicações a seguir.
Claims (16)
1. Método para controle de temperatura em um vaso reator, compreendendo: (A) pré-aquecimento de ao menos uma porção de um material de alimentação com um meio de aquecimento em uma primeira seção de aquecimento (14) de um vaso de pré- aquecimento (12); (B) descarregamento do material de alimentação de uma saída do vaso de pré-aquecimento (12) para uma entrada do vaso reator (52); (C) detecção da temperatura dentro do vaso reator (52) com um dispositivo de monitoração de temperatura adaptado para medir uma temperatura dentro do vaso reator (52) e gerar um correspondente sinal de temperatura do reator; (D) utilizar um controlador para determinar se a temperatura dentro do vaso reator (52) deve ser aumentada ou diminuída, sendo que o controlador é programado para receber o dito sinal de temperatura do reator e determinar se a temperatura no interior do reator dever ser aumentada ou diminuída; o dito controlador é programado para controlar a operação de uma válvula de controle de pré-aquecimento em resposta ao dito sinal de temperatura do reator, de modo a aumentar ou diminuir a temperatura na qual o material de alimentação é descarregado, caracterizado pelo fato de que a válvula de controle de pré-aquecimento é localizada a montante de dito tanque de pré-aquecimento, sendo que a dita válvula de controle de pré- aquecimento compreende uma entrada adaptada para receber ao menos uma porção do material de alimentação e uma saída em comunicação fluída com a dita terceira entrada de dito vaso de pré-aquecimento, a válvula de controle de pré-aquecimento sendo operável para ajustar as proporções relativas de material de alimentação que entra no dito vaso de pré-aquecimento através de dita primeira entrada e de dita terceira entrada; o dito controlador é programado para controlar a operação de um sistema de controle de aquecimento do reator para fornecer um segundo meio de aquecimento para o vaso reator em uma quantidade suficiente para aumentar a temperatura dentro do vaso reator, sendo que o sistema de controle de aquecimento do reator é adaptado para fornecer uma quantidade controlada do segundo meio de aquecimento para o vaso reator, aumentando assim a temperatura dentro do vaso reator; e o dito controlador é programado para controlar a operação de um sistema de controle de resfriamento do reator para fornecer um meio de resfriamento para o vaso reator em uma quantidade suficiente para diminuir a temperatura dentro do vaso reator, sendo que o sistema de controle de resfriamento do reator é adaptado para fornecer uma quantidade controlada do meio de resfriamento para o vaso reator para desse modo diminuir a temperatura dentro do vaso reator; e (E) quando for determinado na etapa (D) que a temperatura dentro do vaso reator (52) deve ser aumentada: (i) aumentar o pré-aquecimento do material de alimentação em uma quantidade suficiente para aumentar a temperatura na qual o material de alimentação entra no vaso reator (52); ou (ii) se o pré-aquecimento do material de alimentação foi aumentado para um nível máximo, fornecer uma quantidade de um segundo meio de aquecimento para o vaso reator (52), suficiente para aumentar a temperatura dentro do vaso reator (52); (F) quando for determinado na etapa (D) que a temperatura dentro do vaso reator (52) deve ser reduzida: (G) diminuir o pré-aquecimento do material de alimentação em uma quantidade suficiente para diminuir a temperatura na qual o material de alimentação entra no vaso reator (52); ou (H) ) se o pré-aquecimento do material de alimentação foi reduzido a um nível mínimo, fornecer um quantidade de um meio de resfriamento para o vaso reator (52) suficiente para diminuir a temperatura dentro do vaso reator (52).
2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o pré- aquecimento do material de alimentação é aumentado, ou diminuído, por meio do aumento ou diminuição da quantidade de dito material de alimentação, o qual ao menos parcialmente se desvia e passa por fora da seção de aquecimento (14) do vaso de pré-aquecimento (12).
3. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o nível máximo de pré-aquecimento é atingido quando a quantidade de dito material de alimentação, que ao menos parcialmente se desvia e passa por fora da seção de aquecimento (14), está em, ou próximo de, uma quantidade mínima.
4. Método, de acordo com as reivindicações 2, caracterizado pelo fato de que o nível mínimo de pré-aquecimento é alcançado quando a quantidade de dito material de alimentação, que ao menos parcialmente se desvia e passa por fora da seção de aquecimento (14), está em, ou próximo de, uma quantidade máxima.
5. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o vaso reator (52) é uma autoclave, o material de alimentação é uma pasta aquosa de compostos minerais ou contendo metais, a ser oxidada ou lixiviada no interior da autoclave, o primeiro meio de aquecimento é vapor, o meio de resfriamento é água, e o segundo meio de aquecimento é vapor e/ou um reagente que reage exotermicamente com os compostos minerais ou contendo metais, da pasta.
6. Aparelho para controlar a temperatura dentro de um vaso reator, conforme definido na reivindicação 1 caracterizado pelo fato de compreender: (A) um vaso de pré-aquecimento compreendendo: uma primeira entrada (26) para receber ao menos uma porção de dito material de alimentação; uma saída (32) adaptada para descarregar o material de alimentação no dito vaso reator (52); e uma segunda entrada (36) adaptada para receber um primeiro meio de aquecimento; uma seção de aquecimento na qual o material de alimentação que entra no dito vaso de pré-aquecimento através de dita primeira entrada é aquecido pelo contato com o primeiro meio de aquecimento, sendo que a dita primeira entrada é localizada em relação à dita seção de aquecimento, de modo que o material de alimentação que entra no dito vaso de pré-aquecimento através de dita primeira entrada é aquecido pelo contato com o primeiro meio de aquecimento; uma seção de coleta a jusante de dita seção de aquecimento, sendo que o material de alimentação aquecido na dita seção de aquecimento é coletado na dita seção de coleta, e sendo que a dita saída é adjacente à dita seção de coleta; e uma terceira entrada adaptada para receber ao menos uma porção do material de alimentação, sendo que a dita terceira entrada é localizada em relação à dita seção de aquecimento de modo que o material de alimentação que entra no dito vaso de pré-aquecimento através de dita terceira entrada desvia ao menos parcialmente a dita seção de aquecimento; (B) uma válvula de controle de pré-aquecimento localizada a montante de dito vaso de pré- aquecimento, sendo que a dita válvula de controle de pré-aquecimento compreende uma entrada adaptada para receber ao menos uma porção do material de alimentação e uma saída em comunicação fluída com a dita terceira entrada de dito vaso de pré-aquecimento, a válvula de controle de pré-aquecimento sendo operável para ajustar as proporções relativas do material de alimentação que entra no dito vaso de pré-aquecimento através de dita primeira entrada e dita terceira entrada; (C) um dispositivo de monitoração de temperatura adaptado para medir uma temperatura dentro do vaso reator e gerar um correspondente sinal de temperatura do reator; (D) um sistema de controle de aquecimento do reator para fornecer uma quantidade controlada de um segundo meio de aquecimento para o vaso reator para, desse modo, aumentar a temperatura dentro do vaso reator; (E) um sistema de controle de refrigeração do reator adaptado para fornecer uma quantidade controlada de um meio de resfriamento para o vaso reator (52) para, desse modo, diminuir a temperatura dentro do vaso reator (52); e (F) um controlador (40) programado pra: receber o dito sinal de temperatura do reator; e determinar se a temperatura dentro do reator deve ser aumentada ou diminuída, sendo que: o dito controlador é programado para controlar a operação de dita válvula de controle de pré-aquecimento em resposta ao dito sinal de temperatura do reator, de modo a aumentar ou diminuir a temperatura na qual o material de alimentação é descarregado; o dito controlador é programado para controlar a operação de dito sistema de controle de aquecimento do reator para fornecer o segundo meio de aquecimento para o vaso reator em uma quantidade suficiente para aumentar a temperatura dentro do vaso reator; e o dito controlador é programado para controlar a operação do sistema de controle de resfriamento do reator para fornecer o meio de resfriamento para o vaso reator em uma quantidade suficiente para diminuir a temperatura dentro do vaso reator.
7. Aparelho, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de compreender ainda sensor (76) da válvula de controle de pré-aquecimento (42) adaptado para detectar a configuração de dita válvula de controle de pré-aquecimento (42) em relação a uma primeira configuração na qual uma quantidade de material de alimentação que entra no vaso de pré-aquecimento (12) através de dita primeira entrada (26) está em um máximo e em relação a uma segunda configuração, na qual uma quantidade de material de alimentação que entra no vaso de pré-aquecimento (12) através da terceira entrada está em um máximo.
8. Aparelho, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o controlador (40) é programado para controlar o dito sistema de controle de refrigeração do reator e fazer com que forneça o meio de resfriamento ao vaso reator (52) em uma quantidade suficiente para diminuir a temperatura dentro do vaso reator (52), quando a quantidade do material de alimentação que entra no vaso de pré-aquecimento (12) através da terceira entrada estiver em um dito máximo.
9. Aparelho, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o controlador (40) é programado para controlar o dito sistema de controle de refrigeração do reator e fazer com que forneça o segundo meio de aquecimento para o vaso reator (52) em uma quantidade suficiente para aumentar a temperatura dentro do vaso reator (52) quando a quantidade do material de alimentação que entra no vaso de pré-aquecimento (12) através da primeira entrada estiver em um dito máximo.
10. Aparelho, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o dito sistema de controle de aquecimento do reator compreende uma válvula de controle do segundo meio de aquecimento (72), para controlar o fluxo de dito segundo meio de aquecimento para dento de dito vaso reator (52), sendo que o controlador (40) é programado para controlar a operação de dita válvula de controle do segundo meio de aquecimento (72) em resposta ao sinal de temperatura do reator.
11. Aparelho, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o dito sistema de controle de refrigeração do reator compreende uma válvula de controle do meio de refrigeração (66), para controlar o fluxo de dito meio de refrigeração para dentro de dito vaso reator (52), sendo que o controlador (40) é programado para controlar a operação da válvula de controle do meio de resfriamento (66) em resposta ao dito sinal de temperatura do reator.
12. Aparelho, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o vaso reator é uma autoclave, o material de alimentação é uma pasta aquosa de compostos minerais ou contendo metal, a ser oxidada ou lixiviada no interior da autoclave, o primeiro meio de aquecimento é vapor, o meio de resfriamento é água, e o segundo meio de aquecimento é vapor e/ou um reagente que reage exotermicamente com os compostos minerais ou contendo metais, da pasta
13. Aparelho, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o dito dispositivo de monitoração da temperatura mede a temperatura da reação dentro de uma primeira câmara da autoclave.
14. Aparelho, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o dito primeiro meio de aquecimento é vapor, e a dita válvula de controle de pré-aquecimento (42) controla a pressão do vapor dentro de dito vaso de pré-aquecimento (12), entre uma pressão de vapor máxima e uma pressão de vapor mínima.
15. Aparelho, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de compreender ainda um duto através do qual o segundo meio de aquecimento é adicionado ao vaso reator.
16. Aparelho, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que o segundo meio de aquecimento compreende vapor, oxigênio, ou um reagente que reage exotermicamente com compostos minerais ou que contém metais contidos em uma pasta contida no vaso reator.
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