ES3042569T3 - Process for the desulphurization of materials and/or residues containing lead sulphate employing an amino compound - Google Patents

Abstract

La presente invención reivindica un proceso para la desulfuración de materiales y/o residuos que contienen sulfato de plomo, llevado a cabo en una o más etapas. La principal característica de este proceso es que el único agente desulfurante es un compuesto amino seleccionado entre urea, guanidina, guanina, arginina u otro compuesto amino similar. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN

[0003] Proceso para la desulfuración de materiales y/o residuos que contienen sulfato de plomo empleando un compuesto amino

[0005] La presente invención reivindica un proceso para la desulfuración de materiales y/o residuos que contienen sulfato de plomo, tales como la pasta derivada de la recuperación de baterías de plomo-ácido agotadas, mediante el uso de urea u otro compuesto amino similar.

[0007] En la práctica industrial, la pasta derivada del reciclado de baterías de plomo-ácido agotadas (que comprende principalmente sulfato de plomo y, en general, cantidades menores de dióxido de plomo, aleaciones de plomo y otros compuestos de plomo), se utiliza como materia prima secundaria en las fundiciones primarias o secundarias de plomo. En algunos casos, tras una operación de desulfuración, que consiste en tratar la pasta en una suspensión acuosa con un carbonato alcalino que convierte el sulfato de plomo en carbonato, la pasta se utiliza, a continuación, como materia prima en pequeños hornos de reducción para la producción de plomo secundario.

[0009] Se han publicado varias patentes sobre este tema.

[0011] Una de ellas (1978; Striffler, Kolakowski; US-4220628) describe un tratamiento de desulfuración mediante carbonatación con carbonato de amonio. Existen diferentes trabajos que describen el proceso de desulfuración mediante carbonato o bicarbonato sódico (1986; Olper; US4769116. 1999; Prengaman; US6177056B1).

[0013] Algunas patentes contemplan un tratamiento de desulfuración de la pasta con un hidrato alcalino y el producto desulfurado resultante se utiliza como materia prima en procesos electrolíticos para la producción de plomo, ambos en solución acuosa (1988; Olper; US-4769116) y en sales fundidas (1998; Margulis; US-5827347).

[0015] En todos los casos anteriores, los procesos implican algunos problemas de aplicación, tales como las dificultades de adquisición de los reactivos de desulfuración necesarios o el tratamiento de los subproductos de la reacción, que son difíciles de depurar o al menos difíciles de comercializar o, en el peor de los casos, de eliminar en vertederos. Otro factor limitante es el escaso rendimiento de desulfuración que se consigue con esos reactivos, a menos que se empleen procesos muy lentos y complejos, con el posterior uso de un gran número de máquinas y largos periodos de trabajo.

[0017] La solicitud de patente CN103523820A contempla un tratamiento de desulfuración de la pasta mediante agentes desulfurantes habituales tales como carbonato sódico, carbonato de amonio, bicarbonato de amonio, con la adición de un compuesto amino preferentemente seleccionado entre solución de amonio, urea, etilendiamina, dietilentriamina, trietilendiamina.

[0019] Ya que no se indica en ninguna descripción o ejemplo, asumimos implícitamente que las condiciones operativas de la etapa de desulfuración pueden darse en condiciones ambientales. En estas condiciones, es evidente que la urea es poco o nada reactiva. Además, es evidente que toda la reacción de desulfuración es llevada a cabo por los otros compuestos presentes en el entorno de la reacción, tales como carbonatos y bicarbonatos. Adicionalmente, en este caso, el proceso reivindicado en la patente china implica algunos problemas de aplicación, tales como las dificultades de adquisición de los reactivos de desulfuración necesarios o el tratamiento de los subproductos de la reacción, que son difíciles de depurar o al menos difíciles de comercializar.

[0021] La solicitud de patente CN 102689921A contempla un tratamiento de la pasta de plomo mediante agentes complejantes tales como mezclas de diferentes compuestos, que también contienen urea. Además, la única condición operativa indicada es la temperatura, con un intervalo general de 1000 grados centígrados. Ya que no se indica en ninguna descripción ni/o ejemplo, suponemos implícitamente que la etapa de complejación puede producirse a presión ambiente (101,325 kilopascales [1 atmósfera]). En estas condiciones, es evidente que la urea es poco o nada reactiva.

[0022] También en el único ejemplo en el que se menciona la urea, se usa junto con otras siete sustancias diferentes (hidrocerol, ácido maleico, ácido poliacrílico (peso molecular 4000), cloruro de octil dimetil amonio éter de alcohol cetílico polioxietilenado (agente tensioactivo), H<2>O<2>, agente complejante y ácido fórmico) y la temperatura de reacción está comprendida entre 20-90 grados centígrados durante 30 minutos. También en estas condiciones, es evidente que la urea es poco o nada reactiva.

[0024] Además, en todos los demás ejemplos citados, la reacción de complejación de la pasta de plomo se realiza siempre a una temperatura inferior a 95 grados centígrados.

[0026] Ahora se ha descubierto un nuevo proceso sorprendentemente rápido y barato, que permite la desulfuración de materiales que contienen sulfato de plomo y, posiblemente, óxidos de plomo, tal como la pasta derivada de baterías de ácido recicladas.

[0028] El proceso, reivindicado en la presente invención, implica el uso de un compuesto amino seleccionado entre urea, guanidina, guanina, arginina u otros. El compuesto seleccionado es el único agente desulfurante que se añade al material que debe desulfurarse. Este proceso se lleva a cabo sin utilizar agentes desulfurantes habituales (p. ej., carbonato sódico, carbonato amónico y/o bicarbonato amónico, como se explica en las patentes mencionadas anteriormente).

[0029] En comparación con los procesos en los que se utilizan compuestos no amino, el proceso reivindicado aumenta considerablemente los rendimientos de reacción.

[0030] En comparación con los procesos en los que se utilizan otros compuestos amino (p. ej., carbonato amónico, bicarbonato amónico, etc.), el proceso reivindicado resuelve ampliamente los problemas medioambientales, de contaminación y de seguridad relacionados con la producción, el transporte, el almacenamiento y la manipulación de dichos compuestos.

[0031] El compuesto amino preferido y recomendado es la urea.

[0032] Si se usa urea, la cadena de suministro también se simplifica notablemente, ya que la cantidad promedio mundial de urea es considerablemente superior a la de otros compuestos amino y amoniacales. Asimismo, dado que la urea se caracteriza por una gran estabilidad (alta temperatura de descomposición), no provoca emisiones de gases potencialmente peligrosos durante las etapas críticas de transporte y almacenamiento.

[0033] El proceso de desulfuración, reivindicado en la presente solicitud, puede realizarse en una sola etapa o en varias, de acuerdo con la forma en que el compuesto amino utilizado reaccione con el material que debe desulfurarse directamente en una etapa o con una etapa previa de activación del compuesto amino seleccionado.

[0034] Durante el proceso de una sola etapa, tanto el material que contiene sulfato de plomo como el compuesto amino se cargan en el mismo reactor.

[0035] La química de esta reacción conduce a la formación de dos productos principales: carbonato de plomo (insoluble) y sulfato de amonio (soluble).

[0036] La cantidad de compuesto amino tiene que cubrir al menos la relación molar estequiométrica con el sulfato de plomo contenido en la pasta.

[0037] Es posible, en caso necesario, utilizar un ligero exceso de compuesto amino, como se contempla en todos los demás procesos de desulfuración descritos en la bibliografía.

[0038] El proceso se lleva a cabo en un reactor cerrado donde el compuesto amino, preferiblemente urea, en solución acuosa comprendida entre el 20 % y el 50 % m/v, reacciona directamente con el material que tiene que desulfurarse, en las siguientes condiciones operativas:

[0039] - temperatura comprendida entre 50 y 190 °C, preferentemente entre 90 °C y 190 °C, más preferentemente entre 130 °C y 180 °C;

[0040] - presión comprendida entre 101,325 y 1215,9 kilopascales (kPa) (1-12 atmósferas [atm]), preferentemente entre 202,65 y 1215,9 kPa (2-12 atm), más preferentemente entre 405,3 y 1215,9 kPa (4-12 atm);

[0041] - tiempo de reacción comprendido entre 5 y 120 minutos (min), preferentemente entre 10 y 100 min;

[0042] - proporción de líquido/sólido m/m comprendida entre 0,5 y 4, preferentemente entre 1 y 4.

[0043] Los rendimientos de desulfuración en tales condiciones pueden ser incluso superiores al 99 %. El proceso multietapa puede llevarse a cabo cuando la suspensión de pasta no está directamente en contacto con la solución que contiene el compuesto amino disuelto seleccionado. La solución reacciona, en cambio, en un reactor separado con el compuesto amino seleccionado previamente "activado" mediante destilación o evaporación instantánea, u otros procesos similares.

[0044] La activación de compuestos amino mediante destilación, evaporación instantánea, u otros procesos similares, y el proceso multietapa que contempla la "activación" mencionada anteriormente, representan un segundo objeto de la presente invención.

[0045] El nuevo proceso multietapa implica el uso de un compuesto amino seleccionado entre urea, guanidina, guanina, arginina u otro compuesto similar, como único agente desulfurante que se utilizará para la reacción de desulfuración. Este nuevo procedimiento multietapa también podría llevarse a cabo "activando" una mezcla de al menos dos de los compuestos amino mencionados anteriormente o, como alternativa, mediante la "activación" del compuesto amino o de la mezcla de al menos dos de los compuestos amino mencionados anteriormente también en presencia de sustancias adyuvantes para la propia "activación". Estas sustancias adyuvantes deben dosificarse en cantidades inferiores al 20 % en comparación con la masa ponderal del compuesto o los compuestos amino utilizados.

[0046] Las sustancias que pueden utilizarse, solas o mezcladas, podrían seleccionarse, en particular, entre carbamato de amonio, amoniaco, dióxido de carbono, carbonato de amonio, bicarbonato amónico y otras sustancias similares. De hecho, con este nuevo procedimiento multietapa, es posible utilizar, además del compuesto amino, también compuestos a base de amoníaco, siempre que sea en cantidades claramente reducidas, inferiores al 20 % en comparación con la masa ponderal, resolviendo los mismos problemas medioambientales, de contaminación y de seguridad relacionados con la producción, el transporte, el almacenamiento y la manipulación de dichos compuestos. El proceso de varias etapas en el que el compuesto amino, preferentemente, la urea, o la mezcla mencionada anteriormente de al menos dos de los compuestos amino mencionados anteriormente, se "activa" mediante destilación, incluye:

[0047] • preparar una solución con una concentración comprendida entre el 40 y el 60 % m/v del compuesto amino o de la mezcla mencionada anteriormente de al menos dos de los compuestos amino mencionados anteriormente, preferentemente aproximadamente el 50 %, e introducirlo en un destilador;

[0048] • preparar por separado una suspensión pastosa con agua con una proporción de líquido/sólido m/m comprendida entre 0,5 y 2 e introducirla en un reactor;

[0049] • iniciar una destilación de la solución de compuesto amino o de la mezcla mencionada anteriormente de al menos dos de los compuestos amino mencionados anteriormente, a una temperatura comprendida entre 140 °C y 190 °C y una presión comprendida entre 405,3 y 1215,9 kPa (4-12 atm);

[0050] • transportar el destilado obtenido tal cual o posiblemente condensado al reactor que contiene la suspensión de pasta, donde la reacción de desulfuración se produce en condiciones iniciales de temperatura ambiente y presión atmosférica. Al final de la destilación de la solución del compuesto amino en proporción estequiométrica con la cantidad de pasta de plomo, la reacción de desulfuración se prolonga preferentemente aproximadamente 30 minutos.

[0051] También en tales condiciones, los rendimientos de desulfuración pueden ser incluso superiores al 99 %.

[0052] El proceso de varias etapas en el que el compuesto amino, preferentemente, la urea, o la mezcla mencionada anteriormente de al menos dos de los compuestos amino mencionados anteriormente, se "activa" a través de evaporación instantánea, incluye:

[0053] • preparar una solución con concentración comprendida entre el 40 y el 60 % m/v del compuesto amino o de la mezcla mencionada anteriormente de al menos dos de los compuestos amino mencionados anteriormente, preferentemente aproximadamente el 50 %, e introducirla en un reactor cerrado sin espacio de cabeza y calentado a una temperatura comprendida entre 170 y 190 °C, preferentemente 180 °C, y presión comprendida entre 810,6 y 1215,9 kPa (8-12 atm), preferentemente aproximadamente 1013,25 kPa (10 atm);

[0054] • preparar por separado una suspensión pastosa con agua con una proporción de líquido/sólido m/m comprendida entre 0,5 y 2, e introducirla a un reactor;

[0055] • suministrar más solución del compuesto amino "recién preparado", posiblemente precalentada, a la misma concentración, al reactor cerrado y forzar a una parte de la solución calentada a salir del propio reactor; • transportar la solución que sale del reactor cerrado al reactor que contiene la suspensión de pasta de plomo, a una temperatura no controlada y bajo presión, provocando la evaporación instantánea de la solución calentada del compuesto amino o de la mezcla mencionada anteriormente de al menos dos de los compuestos amino mencionados anteriormente, y la reacción de desulfuración.

[0056] También en tales condiciones, los rendimientos de desulfuración pueden ser incluso superiores al 99 %.

[0057] Al final del tratamiento, llevado a cabo en una o varias etapas, se realiza la filtración de la suspensión para separar la solución de la parte sólida. En caso de tratamiento de materiales que contengan sulfato de plomo, la parte sólida consiste prácticamente en compuestos de plomo desulfurados.

[0058] Se requiere preferentemente una fase de lavado del compuesto sólido para eliminar los solutos de la solución de imbibición.

[0059] La solución filtrada puede usarse de diferentes maneras: puede concentrarse para cristalizar sucesivamente las sales que contiene, predominantemente sulfato de amonio. Como alternativa, puede usarse tal cual, tras la corrección del pH, en la agricultura para las técnicas de fertirrigación. Esto es posible porque el principal soluto contenido es el sulfato de amonio, que es un gran fertilizante, y las características químicas de la solución cumplen con los más altos estándares aceptables de las legislaciones nacionales, europeas e internacionales para uso agrícola.

[0060] En relación con la presente invención, a continuación, se describen los dos diagramas representados en las figuras 1 y 2, que no pueden considerarse una limitación de la propia invención.

[0061] En la Fig.1, se ilustra el proceso de desulfuración en una sola etapa.

[0062] La etapa de desulfuración se lleva a cabo cargando tanto la pasta que contiene sulfato de plomo (1) como el compuesto amino (2) en solución acuosa dentro de un reactor (R). La suspensión obtenida tras el proceso de desulfuración (3) comprende una solución que contiene trazas de sulfato de amonio y carbonato de amonio, y pasta carbonatada que comprende principalmente carbonato de plomo y óxidos de plomo, que no reaccionan con la urea.

[0063] Mediante una filtración sólido/líquido (S/L), se separan los dos principales productos resultantes: carbonato de plomo (insoluble) (4) y sulfato de amonio (soluble) en una solución (5).

[0064] La solución de sulfato de amonio, una vez filtrada y despojada de cualquier suspensión, puede enviarse a un sistema de concentración y cristalización de sales, principalmente sulfato de amonio. Como alternativa, tras la corrección del pH, la solución puede usarse tal cual en agricultura para técnicas de ferti rrigación.

[0065] En la fig.2, el proceso de desulfuración se representa en varias etapas con la preactivación del compuesto amino. El compuesto amino (2) en solución acuosa, antes de ser enviado al reactor de desulfuración (R), se "activa" mediante destilación o evaporación instantánea en una etapa anterior (M).

[0066] El compuesto amino activado (6) se introduce en un reactor de desulfuración (R), en el que también se carga una suspensión acuosa de pasta de plomo (que contiene sulfato de plomo) (1).

[0067] La suspensión resultante (3), que comprende una solución que contiene sulfato de amonio y trazas de carbonato de amonio y pasta carbonatada, se procesará como en la fig. 1.

[0068] En lo sucesivo en el presente documento, se proporcionan algunos ejemplos para comprender mejor la sorprendente sencillez y eficacia de la presente invención, y no pueden considerarse una limitación de la invención en sí.

[0069] Ejemplo 1

[0070] La operación de desulfuración se lleva a cabo, de acuerdo con el diagrama de la fig.1, en pasta de plomo extraída de baterías de plomo-ácido agotadas, con una cantidad del 58 % de sulfato de plomo.

[0071] Se introducen en el reactor 1000 gramos de pasta de plomo, 130 gramos de urea y 1,5 litros de agua. El reactor se sella y se calienta a una temperatura de aprox. 150 °C.

[0072] A esta temperatura, la presión es de 476,228 kPa (4,7 atmósferas absolutas) aprox. La proporción de líquido/sólido m/m es de 1,6 aprox. Cuando se cumplen estas condiciones, la reacción se prolonga durante aproximadamente una hora en las mismas condiciones y, al final de la misma, se apaga el calentamiento del reactor.

[0073] La suspensión resultante comprende una solución que contiene trazas de sulfato de amonio y carbonato de amonio, y una pasta carbonatada que comprende principalmente carbonato de plomo y óxidos de plomo que no reaccionan con la urea.

[0074] Solo quedarán pequeñas trazas del sulfato de plomo inicial entre los productos. La conversión y, por consiguiente, el rendimiento de la reacción, es superior al 95 %, dando un mayor valor añadido a la pasta de plomo en comparación con la composición original.

[0075] La solución, una vez filtrada y despojada de cualquier suspensión, se envía a un sistema de concentración y cristalización de sales, representadas principalmente por el sulfato de amonio, o se usa tal cual, tras la corrección del pH, en plantas de fertirrigación.

[0076] Ejemplo 2

[0077] La operación de desulfuración se lleva a cabo, de acuerdo con el diagrama de la fig. 1, en pasta de plomo extraída de baterías de plomo-ácido agotadas que contienen un 65 % de sulfato de plomo.

[0078] Se introducen en un reactor 1000 gramos de pasta de plomo, 140 gramos de urea y 1,5 litros de agua. El reactor se cierra y se configura como se describe en el ejemplo 1. Las condiciones de reacción se mantienen durante 4 horas y, al final, la suspensión se extrae y se filtra para separar la fase sólida de la líquida.

[0079] La pasta de plomo desulfurada resultante tiene un nivel de sulfatos inferior al 1 %; como consecuencia, el rendimiento de desulfuración es superior al 99 %.

[0080] La fase líquida, una vez filtrada y despojada de cualquier suspensión, se envía a un sistema de concentración y cristalización de sales, representadas principalmente por el sulfato de amonio, o se usa tal cual, tras la corrección del pH, en plantas de fertirrigación.

[0081] Ejemplo 3

[0082] La operación de desulfuración se lleva a cabo, de acuerdo con el diagrama de la fig. 2, sobre pasta de plomo extraída de baterías de plomo-ácido agotadas con una cantidad de sulfato de plomo del 58 %.

[0083] A diferencia de los ejemplos anteriores, la destilación de la solución de urea al 50 % m/v se produce a una temperatura de 150 °C y a una presión de 476,228 kPa (4,7 atmósferas absolutas).

[0084] El destilado condensado se conduce a un segundo reactor que contiene una suspensión acuosa de pasta de plomo. Se disuelven 130 gramos de urea en 130 mililitros de agua y se vierten en un destilador. En su lugar, se suspenden 1000 gramos de pasta de plomo con una cantidad del 58 % de sulfato de plomo en 850 mililitros aprox. de agua. El destilado de la solución de urea se transporta hacia la suspensión de pasta de plomo. Las condiciones operativas de este reactor son libres, es decir, temperatura ambiente y presión atmosférica. La proporción de líquido/sólido m/m es de 1 aprox.

[0085] La reacción continúa hasta que se destila toda la solución de urea.

[0086] Al final de la destilación, la agitación de la suspensión persiste durante aproximadamente media hora y finalmente se filtra.

[0087] La fase sólida consiste en pasta desulfurada. El rendimiento de la desulfuración es superior al 99 %.

[0088] La solución, una vez filtrada y despojada de cualquier suspensión, se envía a un sistema de concentración y cristalización de sales, representadas principalmente por el sulfato de amonio, o se usa tal cual, tras la corrección del pH, en plantas de fertirrigación. Gracias a esta configuración, es posible tener una configuración de sistema de funcionamiento continuo.

[0089] Ejemplo 4

[0090] Como en el ejemplo 1 anterior, se introducen en el reactor 1000 gramos de pasta de plomo con un 58 % de sulfato de plomo, 130 gramos de urea y 1,5 litros de agua.

[0091] El reactor se sella y se calienta hasta una temperatura de 180 °C aprox. A esta temperatura, la presión es de 1013,25 kPa (10 atmósferas absolutas) aprox. La proporción de líquido/sólido m/m es de 1,6 aprox. Una vez cumplidas estas condiciones, la reacción se prolonga durante aproximadamente 1 hora en las mismas condiciones y, al final, se apaga el calentamiento del reactor.

[0092] Después de filtrar la suspensión y medir la cantidad de residuos de sulfato en la pasta de plomo, el rendimiento de desulfuración es superior al 99 %.

[0093] La fase líquida, una vez filtrada y despojada de cualquier suspensión, se envía a un sistema de concentración y cristalización de sales, representadas principalmente por el sulfato de amonio, o se usa tal cual, tras la corrección del pH, en plantas de fertirrigación.

[0094] Ejemplo 5

[0095] Como en el ejemplo 2 anterior, se introducen en el reactor 1000 gramos de pasta de plomo con un nivel del 65 % de sulfato de plomo, 140 gramos de urea y 1,5 litros de agua. El reactor se sella y se calienta hasta una temperatura de 180 °C aprox. A esta temperatura, la presión es de 1013,25 kPa (10 atmósferas absolutas) aprox. La proporción de líquido/sólido m/m es de 1,6 aprox. Una vez cumplidas estas condiciones, la reacción se prolonga durante aproximadamente una hora en las mismas condiciones y, al final, se apaga el calentamiento del reactor.

[0096] Después de filtrar la suspensión y medir la cantidad de residuos de sulfato en la pasta, el rendimiento de desulfuración es superior al 99 %.

[0097] La fase líquida, una vez filtrada y despojada de cualquier suspensión, se envía a un sistema de concentración y cristalización de sales, representadas principalmente por el sulfato de amonio, o se usa tal cual, tras la corrección del pH, en plantas de fertirrigación.

[0098] Ejemplo 6

[0099] Como en el ejemplo 3 anterior, la suspensión de pasta de plomo no está directamente en contacto con la solución que contiene urea disuelta, sino que se coloca en un reactor diferente.

[0100] Se introduce una solución de urea al 50 % en un reactor cerrado sin espacio de cabeza, calentado a una temperatura de 180 °C aprox. y presiones de 1013,25 kPa (10 atm) aprox. Al introducir la solución "recién preparada", parte de la solución calentada es forzada a salir del reactor.

[0101] Esta solución se transporta a un reactor que contiene la suspensión de pasta de plomo, a temperatura no controlada y bajo presión.

[0102] En estas condiciones, se produce la evaporación instantánea de la solución de urea calentada y tiene lugar la reacción de desulfuración. Una vez derramados 130 gramos de urea en solución, la reacción puede considerarse completada. Después de filtrar la suspensión y medir la cantidad de residuos de sulfato en la pasta de plomo, el rendimiento de desulfuración calculado es superior al 99 %.

[0103] La fase líquida, una vez filtrada y despojada de cualquier suspensión, se envía a un sistema de concentración y cristalización de sales, representadas principalmente por el sulfato de amonio, o se usa tal cual, tras la corrección del pH, en plantas de fertirrigación.

[0104] Ejemplo 7

[0105] La operación de desulfuración se lleva a cabo, de acuerdo con el diagrama de la fig. 2, sobre pasta de plomo extraída de baterías de plomo-ácido agotadas con una cantidad de sulfato de plomo del 58 %.

[0106] A diferencia de los ejemplos anteriores, la destilación de la solución de urea al 50 % m/v se produce a una temperatura de 150 °C y a una presión de 476,228 kPa (4,7 atmósferas absolutas), en presencia de una sustancia adyuvante, bicarbonato de amonio, en una cantidad igual al 5 % de la masa de urea.

[0107] El destilado condensado se conduce a un segundo reactor que contiene una suspensión acuosa de pasta de plomo. Se disuelven 130 gramos de urea en 130 mililitros de agua y se vierten en un destilador. En su lugar, se suspenden 1000 gramos de pasta de plomo con una cantidad del 58 % de sulfato de plomo en 850 mililitros aprox. de agua. El destilado de la solución de urea se transporta hacia la suspensión de pasta de plomo. Las condiciones operativas de este reactor son libres, es decir, temperatura ambiente y presión atmosférica. La proporción de líquido/sólido m/m es de 1 aprox.

[0108] La reacción continúa hasta que se destila toda la solución de urea.

[0109] Al final de la destilación, la agitación de la suspensión persiste durante aproximadamente media hora y finalmente se filtra.

[0110] La fase sólida consiste en pasta desulfurada. El rendimiento de la desulfuración es superior al 99 %.

[0111] La solución, una vez filtrada y despojada de cualquier suspensión, se envía a un sistema de concentración y cristalización de sales, representadas principalmente por el sulfato de amonio, o se usa tal cual, tras la corrección del pH, en plantas de fertirrigación. Gracias a esta configuración, es posible tener una configuración de sistema de funcionamiento continuo.

[0112] Ejemplo 8

[0113] Como en el ejemplo 3 anterior, la suspensión de pasta de plomo no está directamente en contacto con la solución que contiene urea disuelta, sino que se coloca en un reactor diferente.

[0114] La solución de urea al 50 % m/v, en presencia de una sustancia adyuvante, carbonato de amonio, en una cantidad igual al 5 % de la masa de urea, está contenida en un reactor cerrado sin espacio de cabeza, calentado a una temperatura de 180 °C aprox. y presiones de 1013,25 kPa (10 atm) aprox. Al introducir la solución "recién preparada", la parte calentada de la solución es forzada a salir del reactor.

[0115] Esta solución se transporta a un reactor que contiene la suspensión de pasta de plomo, a temperatura no controlada y bajo presión.

[0116] En estas condiciones, se produce la evaporación instantánea de la solución de urea calentada y tiene lugar la reacción de desulfuración. Una vez derramados 130 gramos aprox. de urea en solución, la reacción puede considerarse completada. Después de filtrar la suspensión y medir la cantidad de residuos de sulfato en la pasta de plomo, el rendimiento de desulfuración calculado es superior al 99 %.

[0117] La fase líquida, una vez filtrada y despojada de cualquier suspensión, se envía a un sistema de concentración y cristalización de sales, representadas principalmente por el sulfato de amonio, o se usa tal cual, tras la corrección del pH, en plantas de fertirrigación.

Claims (9)

1. REIVINDICACIONES

1. Proceso de desulfuración de materiales y/o residuos que contienen sulfato de plomo, llevado a cabo en una o más etapas, caracterizado por que el agente desulfurante es un compuesto amino seleccionado entre urea, guanidina, guanina o arginina,

donde el proceso de una sola etapa se lleva a cabo en un reactor cerrado, y el compuesto amino, que es el único agente desulfurante, en una solución acuosa comprendida entre el 20 % y el 50 % m/v, reacciona directamente con el material que se ha de desulfurar con las siguientes condiciones operativas:

• temperatura comprendida entre 50 y 190 °C;

• presión comprendida entre 101,325 y 1215,9 kilopascales (kPa) (1-12 atmósferas [atm]);

• tiempo de reacción comprendido entre 5 y 120 minutos (min);

• proporción de líquido/sólido m/m comprendida entre 0,5 y 4;

donde el proceso en más etapas comprende una destilación o una evaporación instantánea, y el compuesto amino, que es el único agente desulfurante, o una mezcla de al menos dos de los compuestos amino seleccionados entre urea, guanidina, guanina o arginina, antes de reaccionar con el material que tiene que desulfurarse, se activa mediante dicha destilación o dicha evaporación instantánea,

donde, cuando se activa a través de dicha destilación, el proceso comprende:

• preparar una solución con una concentración variable comprendida entre el 40 y el 60 % m/v de compuesto amino o de la mezcla de los compuestos amino e introducirla en un destilador;

• preparar por separado una suspensión de pasta de plomo con agua, con una proporción de líquido/sólido m/m comprendida entre 0,5 y 2, e introducirla en un reactor;

• iniciar una destilación de la solución de compuesto amino o de la mezcla de compuestos amino, a una temperatura comprendida entre 140 °C y 190 °C y una presión comprendida entre 405,3 y 1215,9 kPa (4­ 10 atm);

• transportar el destilado obtenido, posiblemente condensado, al reactor que contiene la suspensión de pasta de plomo para finalizar la reacción de desulfuración inicialmente a temperatura ambiente y presión atmosférica,

donde, cuando se activa a través de dicha evaporación instantánea, el proceso comprende:

• preparar una solución con una concentración comprendida entre el 40 y el 60 % m/v del compuesto amino o de la mezcla de compuestos amino, e introducirla en un reactor cerrado sin espacio de cabeza, calentado a una temperatura comprendida entre 170 y 190 °C y a una presión comprendida entre 810,6 y 1215,9 kPa (8­ 12 atm);

• preparar por separado una suspensión de pasta de plomo con agua con una proporción de líquido/sólido m/m comprendida entre 0,5 y 2, e introducirla a un reactor;

• introducir más solución de compuesto amino recién preparada, posiblemente precalentada, a la misma concentración, en el reactor cerrado, forzando a una parte de la solución ya calentada a salir del propio reactor;

• transportar la solución que sale del reactor cerrado al reactor donde se encuentra la suspensión de pasta de plomo, a una temperatura no controlada y bajo presión, provocando estas condiciones la evaporación instantánea de la solución calentada del compuesto amino o de la mezcla de los compuestos amino y la reacción de desulfuración.

2. Proceso de acuerdo con la reivindicación 1, donde el compuesto amino es urea.

3. Proceso de acuerdo con la reivindicación 1, donde las condiciones operativas en un proceso de una sola etapa son:

• temperatura comprendida entre 90 y 190 °C, preferentemente entre 130 y 180 °C;

• presión comprendida entre 202,65 y 1215,9 kPa (2-12 atm), preferentemente entre 405,3 y 1215,9 kPa (4­ 12 atm);

• tiempo de reacción comprendido entre 10 y 100 min;

• proporción de líquido/sólido comprendida entre 1 y 4.

4. Proceso de acuerdo con la reivindicación 3, donde la temperatura está comprendida entre 130 y 180 °C y la presión está comprendida entre 405,3 y 1215,9 kPa (4-12 atm).

5. Proceso de acuerdo con la reivindicación 1, donde, cuando el proceso se lleva a cabo en más etapas y se activa mediante una evaporación instantánea, la solución se prepara con una concentración de aproximadamente el 50 % m/v del compuesto amino o de la mezcla de compuestos amino, y se introduce en el reactor cerrado sin espacio de cabeza, calentado a una temperatura de 180 °C y una presión de 1013,25 kPa (10 atm) aprox.

6. Proceso de acuerdo con la reivindicación 1, donde, cuando el proceso se realiza en más etapas y se activa mediante una destilación, la reacción de desulfuración se lleva a cabo hasta media hora después del final de la destilación del compuesto amino o de la mezcla de los compuestos amino en cantidad estequiométrica respecto al sulfato de plomo.

7. Proceso de acuerdo con la reivindicación 1 donde el compuesto amino, o la mezcla de los compuestos amino, se activa mediante una destilación o una evaporación instantánea en presencia de una sustancia adyuvante, tal como compuestos a base de amoníaco, en cantidades inferiores al 20 % de la masa ponderal del propio compuesto amino.

8. Proceso de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones anteriores, donde el residuo de sulfato de plomo está constituido por una fracción de pasta de plomo separada de baterías de plomo-ácido agotadas, o al menos desechadas, que tiene una pasta con un contenido preferente de sulfato de plomo comprendido entre el 10 y el 80 % en peso.

9. Proceso de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones anteriores, donde la suspensión obtenida al final de la reacción de desulfuración se filtra para separar la fase sólida de la líquida; la fase líquida, una vez filtrada y despojada de cualquier suspensión, se envía a un sistema de concentración y cristalización de sales, representadas principalmente por el sulfato de amonio, o se usa tal cual, tras la corrección del pH, en plantas de fertirrigación.