ITRM930676A1 - Dispositivo e procedimento per il lavaggio di fanghi a contenuto metallico. - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE
a corredo di una domanda di brevetto per invenzione industriale
avente per titolo: Dispositivo e Procedimento per il Lavaggio di Fanghi a Contenuto Metallico.
Campo dell'Invenzione
La presente invenzione si riferisce al campo del lavaggio dei fanghi a contenuto metallico.
Pi? particolarmente, la presente invenzione si riferisce ad un dispositivo per il lavaggio di fanghi a contenuto metallico.
Essa si riferisce inoltre ad un procedimento per il lavaggio di fanghi a contenuto metallico, implicante l'uso di tale tipo di dispositivo .
Infine, la presente invenzione si riferisce ad un prodotto atto a combattere l'eccessiva acidit? di terreni boschivi, costituito dal fango residuo di tale procedimento.
Fondamenti dell'Invenzione e Tecnica Precedente Sono ampiamente note le necessit?, sia di natura ambientalistica che di natura economica, di trattare i fanghi a contenuto metallico quale che sia la loro origine, al fine di renderli non pi? tossici e di recuperare i metalli che con questi vanno perduti.
Detti fanghi, anche quando posti in discariche che rispondono alle necessit? ambientali, costituiscono pur sempre un pericolo di inquinamento delle falde acquifere ed uno sciupo di risorse che quando esaurite non saranno pi? reperibili. Come detto sopra, 'anche quando', poich? non vi sono sufficienti discariche sicure e non tutti i fanghi finiscono in discarica .
Pertanto, il medesimo Richiedente della presente domanda aveva gi? proposto in precedenza un metodo ed un apparecchio per il trattamento di tali fanghi nel brevetto italiano numero 1.232.862, intitolato "Metodo e Dispositivo per il Trattamento di Fanghi Contenenti Residui Metallici", rilasciato il 30 aprile 1992 (corrispondente domanda numero 67501-A/89 del 20 giugno 1989 )-Brevemente, in tale brevetto era previsto per i fanghi a contenuto metallico un lavaggio in equicorrente in una camera fatta ruotare in un unico senso .
Tuttavia , la resa di tale tipo di lavaggio non risultava del tutto soddisfacente, ossia era poco efficiente ed il fango conteneva tracce apprezzabili di metalli.
Compiti dell 'Invenzione
Compito della presente invenzione ? quello di fornire un dispositivo ed un procedimento che consentano di lavare i fanghi a contenuto metallico in maniera sostanzialmente totale in tempo economicamente reale.
Per "sostanzialmente totale" si intende nella presente descrizione che il fango pu? risultare contenere tracce di metalli solo sino a qualche milligrammo per chilogrammo .
Tale compito viene assolto, secondo l'insegnamento della presente invenzione, prevedendo l'uso di una camera di lavaggio che viene fatta ruotare in entrambe i sensi, dotata al suo interno di mezzi per spostare in avanti e all'indietro, a seconda del senso di rotazione, il suo contenuto di fanghi, costituiti da una coclea o vite di Archimede, e da mezzi di sollevamento del fango, costituiti da pale interposte tra le spire della coclea .
In tale camera viene immesso, in corrispondenza di un'estremit?, un mezzo di lavaggio, costituito da un liquido o soluzione atto ad assorbire quanto pi? metallo possibile. I fanghi da lavare vengono cosi amalgamati con tale liquido o soluzione, nonch? sbattuti nel liquido di lavaggio in maniera intima ed energica in virt? della rotazione in due sensi e del conseguente spostamento in avanti e all'indietro , nonch? del sollevamento e della ricaduta operati dalle pale.
Oggetti dell'Invenzione
Pertanto, secondo un primo aspetto la presente invenzione si riferisce ad un dispositivo di lavaggio di fanghi a contenuto metallico secondo la rivendicazione indipendente 1.
Esso comprende
un cilindro coclea con pale interposte tra le spire della coclea, disposto in orizzontale in un involucro fisso girevolmente in entrambi i sensi;
mezzi di azionamento in rotazione di detto cilindro coclea per fare avanzare in avanti e all' indietro verso una estremit? di ingresso ed una estremit? di uscita, nonch? sbattere nel suo interno fango da lavare;
detto involucro fisso contenendo fluido di lavaggio del fango,
essendo forniti mezzi per la circolazione riscaldata di detto fluido di lavaggio tra detto involucro fisso e detto cilindro coclea, e mezzi di alimentazione ed allontanamento di detto fluido di lavaggio a e da detto involucro fisso, sotto la regolazione di un comando di livello,
la comunicazione fluidica dal cilindro coclea all'involucro fisso avendo luogo tramite una testata di filtrazione,
e comprendente mezzi di raccolta ed allontanamento del fango lavato, nonch?
mezzi di programmazione dell 1intensit? di lavaggio e dei tempi di lavaggio, e
mezzi di programmazione della quantit? di fluido di lavaggio, di fango da immettere e di quantit? di fango residuo da allontanare nell'unit? di tempo .
Secondo un altro aspetto, la presente invenzione si riferisce ad un procedimento per il lavaggio di fanghi a contenuto metallico implicante l'uso del suddetto dispositivo.
Esso comprende gli stadi di:
(I) lavaggio per mezzo di un dispositivo secondo la presente invenzione, come sopra esposto, con soluzione di cloruro di ammonio come fluido di lavaggio ;
(II) asciugatura del residuo del fango;
(III) rilavaggio di neutralizzazione del residuo del fango per mezzo di un dispositivo secondo la presente invenzione, con soluzione di solfato di ammonio, e
(IV) riasciugatura del residuo di fango neutralizzato .
Secondo un terzo ed ultimo aspetto, la presente invenzione si riferisce ad un prodotto atto a combattere l'eccessiva acidit? di terreni boschivi, costituito dal residuo di fango asciutto neutralizzato, imbevuto di solfato di ammonio, ottenuto con il procedimento suddetto.
Vantaggi dell'Invenzione
La presente invenzione offre i vantaggi principali di lavare in tempo economicamente reale fanghi a contenuto metallico sostanzialmente totalmente (con tracce residue al massimo di sino a qualche milligrammo per chilogrammo); inoltre di poter fare uso di soluzione di lavaggio ricavabile da sottoprodotti dell1industria elettronica o galvanica, e che tale soluzione pu? essere, quando carica di metalli, rigenerata per essere riutilizzata indefinitamente .
Breve Descrizione dei Disegni
La presente invenzione verr? compresa nella maniera migliore in base alla seguente descrizione particolareggiata della sua forma di realizzazione preferita, data a titolo unicamente esemplificativo, assolutamente non limitativo, con riferimento ai disegni allegati, nei quali:
- la figura 1 ? una vista in sezione longitudinale di un dispositivo per il lavaggio di fanghi a contenuto metallico secondo la presente invenzione ;
- la figura 2 ? una vista in sezione trasversale retta dello stesso, e
- la figura 3 ? un diagramma di flusso del procedimento per il lavaggio di fanghi a contenuto metallico secondo la presente invenzione.
Descrizione Particolareggiata della Forma di Realizzazione Preferita dell 'Invenzione
Come si pu? osservare nella figura 1, in un cilindro 1 disposto orizzontalmente, dal diametro e dalla lunghezza confacenti allo scopo, ? fissata, sulla superficie interna di esso cilindro 1 , la fascia elicoidale di una coclea 2, cosicch? il cilindro 1, ruotando su s? stesso, assume le funzioni proprie di una coclea o vite di Archimede. Pertanto, nel seguito nella presente descrizione il cilindro 1 viene indicato come cilindro coclea. Il passo e la lunghezza della fascia elicoidale 2 sono quelle appropriate allo scopo.
Come si pu? osservare dalla figura 2, tra le spire della fascia elicoidale 2 sono frapposte, in senso longitudinale a raggiera a 120?, una sequenza di pale di sollevamento 3, di larghezza leggermente superiore a quella della fascia elicoidale 2.
Il cilindro coclea 1 ? chiuso da un lato da un disco 4 di spessore predeterminato, il quale porta nel suo centro un foro 5 di opportuna dimensione, in cui va ad alloggiarsi, in modo mobile, ma ermetico, il bocchettone 9' di un imbuto di carico dei fanghi 9- A chiudere il cilindro coclea 1 provvede dall'altro lato una testata flitro/ collettore 6, anche qui in modo mobile, ma ermetico .
Il cilindro coclea 1 ? libero di ruotare su s? stesso nei due sensi intorno al suo asse, sostenuto da ruote portanti 7 (vedi figura 2) all'interno ed in modo eccentrico verso l'alto di un cilindro fisso portante 1'. Il cilindro fisso portante 1 ' ? anche contenitore di un liquido o soluzione di lavaggio. La testata filtro/collettore 6 ? sostenuta dal cilindro fisso portante 11 e funge da chiusura ad esso. Al collettore della testata 6 fa capo una coclea 8, disposta in verticale, per lo scarico del residuo dei fanghi. L'altro lato del cilindro fisso portante 11 ? ermeticamente chiuso da una testata ove, eccentrico verso l'alto, ? alloggiato l'imbuto di carico dei fanghi 9, il bocchettone 91 del quale, come accennato sopra, fa capo all'interno del cilindro coclea 1.
Il cilindro fisso portante 1' ed il cilindro coclea 1 comunicano tra di loro solamente attraverso il filtro 10, di superficie adeguata, disposto sulla testata filtro/collettore 6.
Il dispositivo ? provvisto di una pompa di circolazione 11, a valle della quale ? alloggiato uno scambiatore di calore 12, il quale fa capo all'imbuto di carico dei fanghi da lavare 9- In questo modo, il liquido o soluzione di lavaggio viene aspirato dal cilindro fisso portante 1' nel punto pi? confacente, riscaldato e riimmesso nel cilindro coclea 1, dal quale attraverso il filtro 10 si riverser?, sostituito da altro liquido immesso in modo continuo nel dispositivo, nel cilindro fisso portante 1'. Da qui, attraverso un bocchettone di livello 13 di cui il cilindro fisso portante 1' ? dotato {vedi figura 2), il liquido o soluzione di lavaggio abbandona l'apparecchio.
Un motore elettrico di adeguata potenza 14 fa girare una ruota dentata 14' mescolata ad una dentatura 14" fornita in periferia al cilindro coclea 1, provvedendo cosi a far ruotare il cilindro coclea 1 in un senso o nell'altro.
Il dispositivo descritto funziona come segue .
Soluzione di lavaggio, come per esempio cloruro di ammonio oppure solfato di ammonio, a seconda della condizione del fango {vedi infra), viene alimentata nell'intercapedine 15 tra il cilindro portante fisso 1' ed il cilindro coclea 1, e da qui addotta per mezzo della pompa 11 al cilindro coclea 1 tramite il bocchettone 9 ' .
Tramite il medesimo bocchettone si alimenta nel cilindro coclea 1 fango a contenuto metallico da lavare .
A seconda della quantit? di metallo o dei metalli presenti nel fango, si stabilisce il tempo di permanenza del fango nel cilindro coclea 1, questo pur avendo a che fare con un trattamento continuo e, a seconda anche della natura del fango, si fissa un programma di lavaggio affinch? il residuo del fango lavato alla fine del trattamento sia sostanzialmente privo di metallo o metalli (per ''sostanzialmente privo" si intende che in esso possano esserne presenti solamente alcuni milligrammi per kilogrammo ). Questo si ottiene, oltre che per effetto della soluzione di lavaggio, dal tempo di permanenza e dalla intensit? di trattamento, o meglio di lavaggio, del fango nel dispositivo, nei sensi definiti nel seguito.
Il cilindro coclea 1 funge da camera di lavaggio. Come accennato sopra, esso pu? ruotare sia in un senso che nell'altro, quindi quale coclea pu? trasportare il suo contenuto solido da un suo estremo all'altro, cosi come, essendo chiuso ai suoi estremi, agitare pi? che spostare il suo contenuto liquido. In virt? delle pale di sollevamento 3 disposte a raggiera fra i filetti della spirale di cui dispone, il cilindro coclea 1 pu? sollevare, sia in un senso di rotazione che nell'altro, il suo contenuto solido per poi farlo ricadere nel liquido, ovvero sbatterlo, ed agitare, o sbattere quando sufficientemente veloce, il suo contenuto liquido.
Nella presente descrizione per "intensit? di lavaggio" del fango si intende il totale del numero di giri su s? stesso del cilindro coclea-camera di lavaggio 1, quale somma del numero di giri in un senso e del numero di giri nel senso contrario, nell'unit? di tempo.
Nella presente descrizione per "tempo di lavaggio" del fango si intende la differenza fra il numero di giri su s? stesso del cilindro cocleacamera di lavaggio 1 in un senso ed il numero di giri in senso opposto nell'unit? di tempo (trasporto del fango verso il collettore di scarico 6/trasporto del fango verso il bocchettone di carico 9).
Un programmatore in dotazione al dispositivo permette di scegliere e fissare, a seconda delle necessit?, l'intensit? ed il tempo di lavaggio del fango, come pure, una volta determinate, fissare e mantenere costanti durante il trattamento la quantit? di soluzione di lavaggio e la quantit? di fango da immettere nel dispositivo, cosi come la quantit? di residuo da asportare, il tutto nell'unit? di tempo, nonch? di mantenere la soluzione di lavaggio all 1interno del dispositivo ad una temperatura prefissata .
La soluzione di lavaggio una volta carica di metallo o metalli sottratto o sottratti al fango in trattamento si riversa fuori dal dispositivo attraverso il bocchettone di livello 13 (vedi figura 2), naturalmente sostituita da soluzione nuova.
E' in particolare previsto che la soluzione di lavaggio carica di metallo in uscita dal dispositivo entri in una vasca di immagazzinamento dalla quale per mezzo di una pompa di adeguate capacit? e potenza passi in un filtro a candela ove venga liberata da eventuali tracce di residuo di fango, e dal quale passi ad un successivo serbatoio di immagazzinamento ove attender? di essere avviata ad un procedimento atto a liberarla dai metalli in essa contenuti e, nel caso fosse necessario, a rigenerarla, per poi tornare nel dispositivo di lavaggio a riespletare le sue funzioni.
Il dispositivo cos? come le vasche ed i serbatoi di immagazzinamento sono muniti di sfiatatoi facenti capo ad un sistema di lavaggio dell'aria di sfiato, questo al fine di evitare inquinamenti ambientali.
Avendo descritto la costruzione ed il funzionamento di un dispositivo per il lavaggio di fanghi a contenuto metallico secondo l'insegnamento della presente invenzione, si passa ora all'esposizione di un procedimento implicante l'uso di tale tipo di dispositivo, costituente il secondo aspetto della presente invenzione.
Gli stadi del procedimento per il lavaggio dei fanghi a contenuto metallico secondo la presente invenzione sono:
1) lavaggio con il dispositivo sopra descritto impiegando un opportuno liquido o soluzione di lavaggio;
2) asciugatura del residuo dei fanghi;
3) rilavaggio per la neutralizzazione del residuo asciutto, e
4) riasciugatura del residuo neutralizzato.
1) Lavaggio. - La soluzione di lavaggio presentemente usata ? cloruro di ammonio, proveniente da soluzione di incisione spenta ovvero esaurita dell'industria elettronica. Questa, a seconda del metallo o dei metalli presenti nel fango da lavare, viene arricchita di altri agenti chimici, anche questi quasi sempre rifiuti dell'industria galvanica, elettronica od altre, in particolare il perossido di idrogeno sporco, scarto dell'industria elettronica, nel presente procedimento riusato quale ossidante .
2. Asciugatura del residuo di fango. - Un filtro a nastro sotto vuoto, sistemato a monte della coclea di scarico del residuo del fango dell'apparecchio di lavaggio, permette:
2.1 - di pressare sotto vuoto la massa dopo la filtrazione sotto vuoto;
2.2 - di lavare la massa dopo averla pressata sotto vuoto, e
2.3 - di ripressare la massa dopo rifiltrazione sotto vuoto, cosi da ottenere fango minimamente imbevuto di acqua di lavaggio, e non di soluzione di lavaggio.
3- Rilavaggio di neutralizzazione del residuo . - In un dispositivo di lavaggio del tipo descritto, ma di dimensioni alquanto ridotte rispetto a quello impiegato nello stadio 1, si opera un lavaggio non pi? con soluzione di cloruro di ammonio, ma con soluzione di solfato di ammonio. 11 solfato di ammonio, sostanza concimante, liberer? cosi la massa del residuo da eventuali tracce di metalli ancora presenti in questo. Il residuo di fango adesso imbevuto di solfato di ammonio, quindi di fertilizzante, passa allo stadio successivo.
4- Riasciugatura previa ripetizione degli stadi da 2.1 a 2.3.
Previa autorizzazione da parte delle autorit? preposte, si pu? usare il residuo, adesso leggermente impregnato di fertilizzante, come prodotto adatto a combattere l'eccessiva acidit? di terreni boschivi.
La soluzione di solfato di rame pu? essere usata, sempre in circolo, per moltissime volte, dato che la quantit? di metallo o metalli che questa ha da assorbire ? minima. Questa una volta spenta, cio? non pi? atta ad assorbire altro metallo, verr? trattata come se fosse una normale soluzione di incisione di metalli.
Recuperando questa mediante un opportuno procedimento, si riottiene soluzione di lavaggio vergine e metallo o metalli.
Con riferimento alla figura 3, viene adesso illustrata una linea di trattamento dei fanghi realizzante il procedimento secondo la presente invenzione.
In ingresso alla linea ? il materiale da trattare, o meglio il fango a contenuto metallico da lavare, il cui flusso ? indicato con il numero di riferimento 103.
Esso entra innanzitutto in una macchina spezzettatrice e di dosaggio ZK100, funzionante in modo continuo, e passa da questa ad un tamburo di lavaggio L101 o L102, della capacit? di 10 000 litri, funzionante in modo continuo sotto la pressione di lavoro di 1 bar con una temperatura massima di 60 ?C, costituito da un dispositivo di lavaggio secondo la presente invenzione, come descritto in precedenza. Nel tamburo di lavaggio entra soluzione di lavaggio, il cui flusso ? indicato con il numero di riferimento 101. Da esso escono soluzione spenta, non pi? in grado di assorbire metalli, il cui flusso ? indicato con il numero di riferimento 102.
In ingresso al tamburo di lavaggio ? anche aria, il cui flusso ? indicato con il numero di riferimento 104- Essa rappresenta anche un'uscita del tamburo di lavaggio, come aria di sfiato che viene poi lavata per evitare inquinamento ambientale.
Il fango in uscita dal tamburo di lavaggio entra in un trasportatore a spirale SF106 dal quale passa a filtri continui a nastro BF107, incontrando una soluzione acquosa di solfato di ammonio ed ammoniaca, proveniente da uno scambiatore di calore che l'ammette in ingresso, per poi pervenire, tramite un trasportatore a catena KF108, ad una vasca di immagazzinamento B109- Sul trasportatore a catena KF108 il fango viene fatto incontrare con aria calda 104, la quale viene portata in ingresso ad uno scambiatore di calore WT110 in acciaio e grafite verticale cilindrico della capacit? di 200 litri, funzionante in modo continuo a 10 bar di pressione di lavoro, con temperatura massima di 120 ?C. A tale scambiatore di calore viene anche fatta pervenire l'aria di sfiato del tamburo di lavaggio L101, L102 . Tornando al trasportatore a spirale SF106, da esso esce soluzione spenta 102 che passa attraverso due filtri a sacco FI12 cilindrici verticali in acciaio e grafite funzionanti in modo discontinuo di portata volumica di 5000 litri per ora ad 1 bar di pressione e alla temperatura massima di 50 ?C . Da qui la soluzione 102 passa ad una vasca di transito B114 orizzontale rettangolare da 1000 litri di capacit? ad 1 bar di pressione con temperatura massima di 50 ?C funzionante in modo continuo, e poi tramite una pompa PI15 a giunto magnetico di portata volumica di 5 litri per minuto primo viene riportata in ingresso al tamburo di lavaggio .
Tornando allo scambiatore di calore WT110, da esso esce aria 104 che viene portata ad una colonna di lavaggio WK111 verticale cilindrica funzionante in modo continuo, in ingresso alla quale ? alimentata acqua distillata 105? L'aria e l'acqua distillata si incontrano in controcorrente.
La presente invenzione ? stata descritta in relazione ad una sua forma di realizzazione specifica, ma deve essere espressamente inteso che i particolari esposti sono forniti meramente a titolo di esemplificazione e sono passibili di una considerevole ampiezza di modificazioni, aggiunte e/o omissioni, senza per questo uscire dall'ambito dell'originale insegnamento presentato.
Pertanto, l'ambito di protezione della presente invenzione ? destinato ad essere limitato solo secondo come definito nelle rivendicazioni allegate .
Claims (3)
- RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo per il lavaggio di fanghi a contenuto metallico, caratterizzato dal fatto di comprendere un cilindro coclea ?(1) con pale di sollevamento (3) interposte tra le spire (2) della coclea, disposto in orizzontale in un involucro fisso (1 1), girevolmente in entrambi i sensi; mezzi (14, 14', 14") di azionamento in rotazione di detto cilindro coclea (1) per fare avanzare in avanti e all 'indietro, nonch? sbattere nel suo interno fango da lavare; detto involucro fisso (1 1) contenendo fluido di lavaggio del fango, essendo forniti mezzi per la circolazione (il) riscaldata (12) di detto fluido di lavaggio tra detto involucro fisso (1') e detto cilindro coclea {1 ), e mezzi di alimentazione ed allontanamento di detto fluido di lavaggio a e da detto involucro fisso, sotto la regolazione di un comando di livello (13), la comunicazione fluidica dal cilindro coclea (1) all'involucro fisso (l1) avendo luogo tramite una testata di filtrazione (10), e comprendente mezzi di raccolta (6) ed allontanamento (8) del fango lavato, nonch? mezzi di programmazione dell'intensit? di lavaggio e dei tempi di lavaggio del fango, e mezzi di programmazione della quantit? di fluido di lavaggio, di fango da immettere e di quantit? di fango residuo da allontanare nell'unit? di tempo .
- 2 . Procedimento per il lavaggio di fanghi a contenuto metallico, caratterizzato dal fatto di comprendere gli stadi di: (I) lavaggio per mezzo di un dispositivo secondo la rivendicazione 1 con soluzione di cloruro di ammonio come fluido di lavaggio; (II) asciugatura del residuo del fango; (III) rilavaggio di neutralizzazione del residuo del fango per mezzo di un dispositivo secondo la rivendicazione 1 con soluzione di solfato di ammonio, e (IV) riasciugatura del residuo di fango neutralizzato .
- 3. Prodotto atto a combattere l'eccessiva acidit? di terreni boschivi, costituito dal residuo di fango asciutto neutralizzato, imbevuto di solfato di ammonio, ottenuto con il procedimento secondo rivendicazione 2 .
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