ES2219215T3 - Procedimiento para recuperar acidos de soluciones metaliferas de dichos acidos. - Google Patents

Abstract

Procedimiento para recuperar ácidos de soluciones metalíferas de ácidos que contienen HNO3 y preferentemente también combinaciones de HF, Fe, Cr, Ni o mezclas de dichas combinaciones, realizándose la recuperación por oxidación y la disociación pirolítica en ácidos y óxidos metálicos, estando dicho procedimiento caracterizado porque está previsto un reactor calentado y subdividido en dos zonas mediante piezas montadas, realizándose en la primera zona superior la evaporación a una temperatura comprendida entre 110ºC y 350ºC y en una zona contigua la descomposición a una temperatura comprendida entre 450ºC y 900ºC.

Description

Procedimiento para recuperar ácidos de soluciones metalíferas de dichos ácidos.

La presente invención se refiere a un procedimiento para recuperar ácidos de soluciones metalíferas de ácidos que contienen HNO_{3} y preferentemente también combinaciones de HF, Fe, Cr, Ni o mezclas de dichas combinaciones, realizándose la recuperación por oxidación y la disociación pirolítica en ácidos y óxidos metálicos.

Para la recuperación de ácidos, se pulverizan mediante toberas gotitas muy finas de soluciones acuosas de composiciones metálicas en un reactor calentado. A consecuencia de la acción térmica, se evapora en primer lugar el líquido (fase de evaporación) y, a continuación empiezan a descomponerse las composiciones metálicas (fase de oxidación). Las gotas caen libremente hacia la parte inferior del reactor y deben tostarse en unos pocos segundos, es decir, deben descomponerse pirolíticamente en un óxido y en un componente ácido antes de que puedan extraerse los vapores de ácido en la cabeza del reactor y el óxido en el fondo del reactor. Al ser el tiempo de permanencia muy corto, siempre queda algo de ácido unido al metal ( p.ej., hierro) que ya no puede eliminarse suficientemente y que permanece por tanto como impureza indeseada (restos de ácido) en el óxido. La temperatura del reactor debe ser por consiguiente lo suficientemente elevada como para que puedan tostarse también ampliamente las gotas más grandes o las que se encuentran en el centro del cono de atomización. Este procedimiento de transformación se efectúa con retardos, aumentando el retardo desde los lados externos del cono de atomización hasta el centro de dicho cono. A consecuencia de ello se produce un sobrecalentamiento y una disminución en la calidad del óxido (disminuye la superficie específica). Además, existe el peligro de descargar cada vez más o menos vapores de ácido con el óxido.

Procedimientos similares son bien conocidos a partir, p.ej., del documento AT 395.312. Lo que resulta especialmente desventajoso es que la evaporación y descomposición se realizan en una sola etapa y a temperaturas elevadas, por lo que se producen numerosas descomposiciones de ácido. En el caso del ácido nítrico (HNO_{3}) se producen también óxidos nítricos nocivos (NO, NO_{2}). Para compensar hay que refrigerar intensivamente y agregar siempre que sea necesario oxidantes. Procedimientos análogos para la descomposición de HCl son también bien conocidos a partir de, p.ej., el documento AT 264.248. En este caso, el ácido a regenerar se evapora en contracorriente por medio del gas de escape y se descompone seguidamente en el reactor.

El objetivo de la presente invención consiste en reducir la descomposición del HNO_{3}, de modo que se pueda ahorrar la recuperación de NO_{x}.

La presente invención se caracteriza, por tanto, porque se prevé un reactor calentado y subdividido en dos zonas mediante piezas montadas, realizándose en la primera zona superior la evaporación a una temperatura comprendida entre 110ºC y 350ºC y en una zona contigua la descomposición a una temperatura comprendida entre 430ºC y 900ºC. Al ser las temperaturas en la zona de evaporación bajas, se evaporan principalmente los ácidos libres, reduciéndose ampliamente la formación de NO_{x}. La elevada temperatura en la zona de descomposición posibilita la producción de óxidos metálicos muy puros.

Una forma de realización conveniente de la presente invención se caracteriza porque la temperatura en la zona de evaporación está comprendida entre 150ºC y 200ºC. Con estas temperaturas se evita ampliamente la descomposición del HNO_{3}.

Una forma de realización ventajosa de la presente invención se caracteriza porque la temperatura en la zona de descomposición está comprendida entre 550ºC y 700ºC. Con estas temperaturas se consigue expulsar también del óxido cualquier residuo ácido de descomposición rápida y producir por tanto un óxido metálico muy puro.

Otra forma de realización ventajosa de la presente invención se caracteriza porque se realiza una absorción tras la descomposición, estando comprendida la temperatura de la absorción entre 70ºC y 90ºC y preferentemente entre 78ºC y 85ºC.

Una forma de realización conveniente de la presente invención se caracteriza porque la absorción se realiza de forma adiabática. De este modo, puede prescindirse de un intercambiador de calor que de otra manera sería indispensable.

Una forma de realización ventajosa de la presente invención se caracteriza porque las aguas residuales del lavado de gas son conducidas a la columna de absorción. Se puede disponer así de una instalación libre de desperdicios líquidos.

Otra forma de realización ventajosa de la presente invención se caracteriza porque el agua de lavado del decapado es conducida a la columna de absorción. Esto permite "evacuar" también de forma conveniente las aguas residuales del decapado.

A continuación, se describe la invención a título de ejemplo, haciendo referencia al dibujo adjunto que ilustra una instalación para realizar el procedimiento según la presente invención.

La instalación de regeneración 1 comprende un reactor con una parte de evaporación 2 y una parte de descomposición 8. A través de un conducto 3 se introduce el decapante, que procede en particular de una instalación de decapado con mezcla ácida sulfonítrica. Mediante un quemador 4, al que se suministra material de caldeo, p.ej., gas 5, y aire de combustión 6, se calienta el decapante a una temperatura comprendida entre aproximadamente 110ºC y 350ºC y preferentemente entre 150ºC y 200ºC, evaporándose así principalmente el ácido sin descomposición. Esto es sobre todo importante en el caso del ácido nítrico (HNO_{3}), en cuya descomposición pueden transformarse 30-50% del ácido en óxidos nítricos. La parte de evaporación 2, configurada aquí como un reactor de tostación por pulverización, está unida a través de un estrechamiento cerrado herméticamente 7 a otra zona contigua 8, en la que se descomponen térmicamente las composiciones metálicas y se produce el óxido metálico. El estrechamiento 7 puede presentar, p.ej., la forma de un vaso cónico a fin de disgregar aglomeraciones de partículas. De esta forma se consigue además una oxidación (tostación) más uniforme y optimizada de las composiciones metálicas. Para alcanzar las temperaturas requeridas de 450ºC a 900ºC, y preferentemente comprendidas entre 550ºC y 700ºC, se ha previsto un quemador 9. El óxido se extrae entonces a través de una esclusa 10, se enfría y se descarga seguidamente o se somete a un tratamiento ulterior.

Los gases de escape, que consisten esencialmente en vapores ácidos y agua, pasan a través de un conducto de gas de escape 11 a un lavador de chorro o lavador Venturi 12. A través de un conducto 13, se conduce regenerante procedente de la columna de absorción 14 a dicho lavador 12 a fin de enfriar los gases de escape y lavarlos ya parcialmente. En la columna de absorción adiabática 14 se efectúa en la mayor parte la absorción del ácido residual. De esta columna de absorción 14 se extrae entonces a través del conducto 15 el regenerante, que se pone en circulación mediante una bomba 16, conduciendo una parte de la corriente al lavador 12 a través del conducto 13. La parte principal vuelve a utilizarse para el decapado. La columna de absorción 14, que puede apreciarse en la figura, ha sido configurada para efectuar tanto la absorción como el lavado subsiguiente del gas. Una vez lavado, el gas se dirige a través del conducto 18 y un ventilador de gases de escape 19 al separador de gases de escape 20 y, a continuación es conducido a una unidad de tratamiento catalítico ulterior 22 pasando por un intercambiador de calor 21. El gas de escape purificado abandona la instalación por la chimenea de escape 23.

El gas de escape del reactor de tostación por pulverización 2, que sale del lavador Venturi 12, es conducido a la zona externa 24 de la parte inferior de la columna 14, siendo ésta la zona que sirve para la absorción. El gas fluye hacia arriba a través de los cuerpos llenadores, se desvía en la zona de la cabeza 25 de la columna 14 y fluye seguidamente hacia abajo por el conducto central 26 del lavador de chorro para entrar en la zona del depósito de agua de pulverización 27 dispuesto en el extremo inferior de la columna 14. El conducto central del lavador de chorro y el depósito de agua de pulverización pueden disponerse también como elementos individuales, no siendo necesario que formen una construcción compacta. El agua de pulverización del depósito 27 pasa a través de la bomba 28 y el conducto 29 a la zona de cabeza 25 de la columna 14. A través de un conducto 30 se conduce también agua límpida delante del ventilador 19 con el fin de pulverizarla en el conducto de gases de escape 18 y efectuar así un último lavado de los gases. El agua residual, que se ha separado en el separador de gases de escape 20, se dirige de vuelta, a través de un conducto 31, al depósito 27 de agua de pulverización de la columna 14 a fin de utilizarla entonces como agua de absorción para la columna 14. Esta disposición del procedimiento permite configurar una instalación libre de aguas residuales. De forma complementaria puede suministrarse agua límpida adicional a través del conducto 32. También puede utilizarse agua de lavado procedente del baño de decapado. Variando la cantidad de líquido de absorción puede regularse la concentración del ácido recuperado en el regenerante.

Los ejemplos descritos no limitan el alcance de la presente invención. Una variante podría comprender, p.ej., también una depuradora de NaOH o de
Ca(OH)_{2} para el lavado de los gases de escape. Las aguas residuales que se producen con esta depuradora no pueden utilizarse sin embargo como líquido de absorción para la columna. Otra posibilidad podría consistir en disponer entre el reactor y la columna un módulo de recuperación de calor para concentrar el decapante. También podría, p.ej., incorporarse un ciclón tras el reactor a fin de mejorar la captación de polvos.

Claims (8)

1. Procedimiento para recuperar ácidos de soluciones metalíferas de ácidos que contienen HNO_{3} y preferentemente también combinaciones de HF, Fe, Cr, Ni o mezclas de dichas combinaciones, realizándose la recuperación por oxidación y la disociación pirolítica en ácidos y óxidos metálicos, estando dicho procedimiento caracterizado porque está previsto un reactor calentado y subdividido en dos zonas mediante piezas montadas, realizándose en la primera zona superior la evaporación a una temperatura comprendida entre 110ºC y 350ºC y en una zona contigua la descomposición a una temperatura comprendida entre 450ºC y 900ºC.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la temperatura en la zona de evaporación está comprendida entre 150ºC y 200ºC.

3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la temperatura en la zona de descomposición está comprendida entre 560ºC y 700ºC.

4. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque a la zona de descomposición le sigue una absorción.

5. Procedimiento según la reivindicación 4, caracterizado porque la temperatura de la absorción está comprendida entre 70ºC y 90ºC y preferentemente entre 78ºC y 85ºC.

6. Procedimiento según la reivindicación 4 ó 5, caracterizado porque la absorción se realiza adiabáticamente.

7. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque las aguas residuales del lavado de gas son conducidas a la columna de absorción.

8. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el agua de lavado del baño de decapado es conducida a la columna de absorción.