MX2011009968A - Aparato y metodo para remover impurezas en relacion con la extraccion liquido-liquido de cobre. - Google Patents

Abstract

La invención se refiere a un aparato y método para remover molibdeno y otras posibles impurezas a partir de una solución de extracción orgánica que contiene cobre en relación con la extracción líquido-líquido relacionado con la recuperación de cobre. La remoción de impurezas se realiza en una o varias unidades de remoción construidas dentro del tanque de almacenamiento de la solución de extracción orgánica.

Description

APARATO Y METODO PARA REMOVER IMPUREZAS EN RELACIÓN CON LA EXTRACCIÓN LÍQUIDO-LÍQUIDO DE COBRE Campo de la Invención La invención se refiere a un aparato y método para remover molibdeno y otras posibles impurezas de una solución de extracción orgánica que contiene cobre en relación con la extracción líquido-líquido relacionada con la recuperación de cobre. La remoción de impurezas se presenta en una o varias unidades de remoción construidas dentro del tanque de almacenamiento de la solución de extracción orgánica.

Antecedentes de la Invención A veces los minerales que contienen cobre contienen además pequeñas cantidades de molibdeno, el cual se disuelve en una solución acuosa en condiciones de lixiviación del mineral de cobre. En el proceso de producción de cobre, después de lixiviar la solución la etapa de purificación que se utiliza a menudo es la extracción líquido-líquido por medio de una solución de extracción orgánica, en la que el cobre se transfiere a la fase orgánica, dejando la mayor parte de las impurezas en la solución acuosa. Los reactivos de extracción utilizados hoy en día en la solución de extracción orgánica de la extracción líquido-líquido de cobre son generalmente tipos diferentes de oximas de hidroxi, tales como por ejemplo 5-dodecil salicilaldoximas. El uso de las oximas de hidroxi también para la extracción de molibdeno se menciona por ejemplo en la publicación de patente estadounidense 3,415,616. Se sabe también que el molibdeno se extrae con cobre en la fase orgánica en condiciones de extracción de cobre. En el orden del pH de las etapas de extracción en la extracción de cobre, el molibdeno aparece mayormente como ácido molíbdico H2Mo04 y cationes de molibdato Mo02 . Cinéticamente, la extracción de molibdeno a la fase orgánica es rápida.

Anteriormente se ha observado que en relación con el cobre, el molibdeno también se puede extraer con un reactivo de extracción basado en quinolina, como se describe por ejemplo en la publicación de patente canadiense 1061574. Sin embargo, los reactivos de extracción basados en quinolina no se usan en general hoy en día en los procesos de extracción de cobre.

De la técnica anterior se sabe también que el molibdeno no se remueve de una solución orgánica en condiciones de extracción de cobre. Como resultado, el molibdeno se concentra gradualmente en la fase orgánica y reduce consecuentemente la capacidad de extracción de cobre de la fase orgánica y prolongan los periodos de asentamiento de las fases en el sedimentador. A altas concentraciones, el molibdeno también puede elevar la viscosidad de la solución de extracción. La viscosidad elevada de la fase orgánica es uno de los peores problemas en la planta de extracción, puesto que en este caso la solución de extracción orgánica es en primer lugar difícil de bombear y por lo tanto demanda más energía para formar una dispersión. En segundo lugar, la viscosidad elevada generalmente significa que las reacciones de extracción también se atrasan y de este modo se deteriora la capacidad de extracción de cobre.

La publicación de patente Estadounidense 4,026,988 describe un método para la separación selectiva del molibdeno a partir de una solución acuosa que además contiene cobre. De acuerdo con el método, la solución de extracción utilizada es una oxima a-hidroxi selectiva de molibdeno, a la que se añade nonil fenol para facilitar la desorción. Cuando el pH de la solución acuosa se mantiene en un orden por debajo de 2, la extracción de cobre es bastante mínima, pero el molibdeno se extrae bien. La extracción de cobre a partir de una solución acuosa desde donde se ha removido el molibdeno, requiere no obstante en este caso un segundo proceso de extracción, de modo que en su totalidad el método no es simple.

Se describe un método en la publicación de patente Española 2156504 para separar el cobre y el molibdeno a partir de una solución acuosa por medio de extracción. Los reactivos de extracción utilizados son oximas comerciales en condiciones en las que tanto el cobre como el molibdeno se extraen en una solución orgánica. La desorción se realiza en dos etapas. En la primera etapa la solución orgánica se pone en contacto con una solución acuosa que contiene ácido sulfúrico, después de lo cual la mayor parte del cobre es transferida a la solución acuosa, pero en la práctica nada del molibdeno se traslada en absoluto. Después de esto, se realiza la segunda etapa de desorción, en la que la solución orgánica se pone en contacto con una solución acuosa que contiene amoniaco con un tiempo de permanencia de 10 - 60 minutos. Cuando la concentración de amoniaco es 1 mol/1 de acuerdo con el ejemplo 3, casi todo el molibdeno es transferido a la solución acuosa. Después de la desorción, la solución orgánica es depurada posiblemente con una solución acuosa que contiene ácido para remover el amoniaco residual y se devuelve a la circulación.

En los métodos descritos tanto en la publicación de patente Estadounidense 4,026,988 como en la publicación ES 2156504, la desorción del molibdeno requiere su propia unidad de equipo. En el caso en el que la cantidad de molibdeno es pequeña y el propósito es principalmente removerlo de la solución orgánica, el equipo separado de desorción constituye un aspecto de costo bastante sustancial. Cuando se usa una solución acuosa basada en amoniaco para extraer molibdeno, se necesita una etapa adicional de depuración separada para remover el amoniaco de la solución de extracción orgánica.

La publicación de la solicitud WO 2005/120677 describe un aparato en el que la solución de extracción orgánica que contiene metales valiosos es depurada de las gotitas de solución acuosa en el tanque de almacenamiento de la solución de extracción orgánica. La solución de depuración, que es una solución acuosa, es principalmente alimentada en la solución orgánica antes que la solución se dirija al tanque. El aparato de depuración incluye un equipo coalescente de gotitas, y la parte restante de la solución acuosa es dirigida al tanque en el punto del equipo coalescente de gotitas. La solución orgánica se alimenta en la parte inferior del tanque de almacenamiento en varias subcorrientes diferentes y se remueve de la sección superficial de la capa líquida en el extremo posterior del tanque en varias subcorrientes. La solución de depuración se remueve de la sección inferior del extremo posterior del tanque en varias subcorrientes.

Propósito de la Invención El propósito de esta invención es el de remover las sustancias de impurezas contenidas en una solución orgánica que contiene cobre, tal como el molibdeno, modificando el equipo normalmente incluido en una extracción líquido-líquido para obtener de este modo un simple aparato y método, que permiten evitar los problemas anteriormente mencionados. De acuerdo con la invención, el tanque de almacenamiento de la solución orgánica que normalmente pertenece al aparato de extracción líquido-líquido está provisto de un equipo por medio del cual el molibdeno y otras posibles sustancias de impurezas que han sido extraídas de la solución acuosa hacia la solución orgánica de extracción se separan de la solución de extracción antes de la real etapa de extracción de cobre. La solución de extracción orgánica que contiene cobre se dirige a la etapa de purificación que se presenta en el tanque de almacenamiento, en el que la solución se depura con una solución acuosa antes de la etapa de extracción de cobre. Las propiedades de la solución acuosa son reguladas de acuerdo con las sustancias de impurezas que se van a remover. Cuando se realiza la depuración de la solución de extracción en el tanque de almacenamiento, los costos de inversión son considerablemente menores que en una etapa de extracción separada. Una etapa de purificación que se realiza en el tanque de almacenamiento hace posible omitir además completamente la etapa de depuración que comprende mezcladores y un sedimentador que usualmente se incluye en la extracción líquido-líquido.

Compendio de la Invención Las características esenciales de la invención serán evidentes en las reivindicaciones que se acompañan.

El aparato de acuerdo con la invención está destinado para la purificación de una solución orgánica que contiene cobre de sustancias de impurezas, tales como molibdeno, en un tanque de almacenamiento de la solución de extracción orgánica, que está compuesto por una pared frontal, paredes laterales, más una pared posterior y un fondo. Un aparato se construye en el tanque, hecho de por lo menos una unidad de remoción y su equipo mezclador relacionado para mezclar la solución acuosa y la solución de extracción entre sí en una dispersión; se conecta con el equipo mezclador, un tubo de succión de la solución acuosa situado en la sección inferior del tanque y un tubo de succión de la solución de extracción dispuesto en la solución de extracción, así como un tubo de distribución de dispersión conectado con el equipo mezclador, situado contra el flujo de la solución de extracción alimentada dentro de la unidad de remoción.

En una modalidad alternativa de la invención, el tubo de succión de la solución acuosa y el tubo de succión de la solución de extracción están provistos de aberturas de succión o elementos de succión para la succión uniforme de la solución en varias subcorrientes separadas. El tubo de distribución de dispersión está además preferentemente provisto con aberturas o boquillas para la alimentación uniforme de la dispersión en varias subcorrientes separadas.

En otra modalidad de la invención, la unidad de remoción incluye un tubo de succión de la solución de extracción ubicado en la proximidad de la superficie de la solución de extracción en el extremo posterior del tanque, provisto con aberturas de succión o elementos de succión y conectado a un conducto de descarga.

En una modalidad de la invención, la unidad de remoción incluye un tubo de succión de la solución acuosa localizado en la proximidad del fondo del extremo posterior del tanque, provisto con aberturas de succión o elementos de succión y conectado con un conducto de descarga.

En una modalidad de la invención, dos unidades de remoción se construyen en el tanque separadas entre sí mediante una pared divisoria, sobre la cual fluye la solución de extracción como un desbordamiento.

En otra modalidad de la invención, tres unidades de remoción se construyeron en el tanque, de modo que las unidades de remoción están separadas entre sí por paredes divisorias, sobre las cuales fluye la solución de extracción en forma de un desbordamiento.

En una modalidad de la invención, el equipo mezclador se localiza dentro de la unidad de remoción y de acuerdo con otra modalidad de la invención, el equipo mezclador se localiza fuera de la unidad de remoción.

En una modalidad de la invención, la unidad de remoción está equipada con vallas de estacas o un equipo coalescente de gotitas. También se puede disponer una estructura de valla de alimentación en la sección frontal de la unidad de remoción.

En una modalidad de la invención, el tubo de distribución de dispersión se extiende por una distancia de por lo menos 2/3 del ancho del tanque, y es transversal a la dirección del flujo de la solución de extracción. El tubo de succión de la solución acuosa y el tubo de succión de la solución de extracción se extienden también preferentemente por una distancia en la dirección lateral del tanque que es ½ - 2/3 del ancho del tanque y son transversales a la dirección del flujo de la solución de extracción.

La invención se refiere además a un método para purificar la solución de extracción orgánica a base de hidroxi oxima que contiene cobre de las sustancias de impurezas en el tanque de almacenamiento de la solución de extracción. Una característica del método es que la solución de extracción orgánica que contiene cobre se somete en el tanque de almacenamiento a la remoción de por lo menos una sustancia de impurezas por medio de una solución acuosa, con lo cual se forma una dispersión de soluciones acuosa y orgánica y la dispersión generada se alimenta contra la solución orgánica, la cual se dirige a por lo menos una unidad de remoción construida dentro del tanque.

En una modalidad alternativa de la invención, por lo menos parte de la solución acuosa y la solución de extracción desde donde se forma la dispersión, se toma desde la unidad de remoción para reciclar la solución y conseguir el periodo de permanencia requerido.

En una modalidad alternativa de la invención, la solución de extracción y la solución acuosa recicladas desde la unidad de remoción son absorbidas en sus tubos de succión, por medio de lo cual se retroalimentan las soluciones en el aparato mezclador para formar una dispersión.

Es típico del método de acuerdo con la invención que la sustancia de impurezas que se va a remover sea molibdeno, con lo cual la solución de extracción orgánica es depurada con una solución acuosa con un pH que ha sido regulado al orden de 4.5 - 9.

En una modalidad de la invención, las sustancias de impurezas que se van a remover es por lo menos una de las siguientes: fierro, manganeso y cloruro; con las cuales se depura la solución de extracción orgánica con una solución acuosa ácida, cuyo pH se regula en el orden de 1.5 - 2.5. De acuerdo con otra modalidad, la solución acuosa ácida puede ser la solución de alimentación ácida de la extracción.

En una modalidad alternativa de la invención, la sustancia de impureza que se va a remover es nitrato, con lo cual la solución orgánica se lava con agua limpia.

En una modalidad alternativa de la invención, la purificación de la solución de extracción se realiza en dos etapas, mediante las cuales la depuración ácida de la solución de extracción se realiza en la primera unidad de remoción y la remoción de molibdeno se realiza en la segunda unidad de remoción.

En otra modalidad alternativa de la invención, la purificación de la solución de extracción se realiza en dos etapas, mediante las cuales el lavado de la solución de extracción esencialmente con agua limpia para remover el nitrato se realiza en la primera unidad de remoción y la remoción de molibdeno se realiza en la segunda unidad de remoción.

Incluso en otra modalidad alternativa de la invención, la purificación de la solución de extracción se realiza en tres etapas, con lo cual la depuración acida de la solución de extracción se realiza en la primera unidad de remoción, el lavado de la solución de extracción esencialmente con agua limpia para remover el nitrato se realiza en la segunda unidad de remoción y la extracción del molibdeno se presenta en la tercera unidad de remoción.

Es típico de la invención que la solución orgánica que se va a purificar sea dirigida sobre una pared divisoria desde una unidad de remoción a otra en forma de desbordamiento.

En una modalidad alternativa de la invención, la cantidad de la solución de extracción orgánica con respecto a la cantidad de la solución acuosa (O/A) está entre 1.5 -3.5. Preferentemente la solución acuosa se regula para que sea continua y la solución de extracción se arrastra allí.

Breve Descripción de los Dibujos La Figura 1 presenta un aparato de acuerdo con la invención, visto desde arriba.

La Figura 2 es una vista lateral del aparato de acuerdo con la Figura 1.

La Figura 3 es otro aparato de acuerdo con la invención, visto desde arriba, y La Figura 4 es una vista lateral del aparato de acuerdo con la Figura 3.

Descripción Detallada de Modalidades Preferidas de la Invención Por medio del método y aparato de acuerdo con la invención, se pueden remover molibdeno y de ser necesario también otras sustancias dañinas de una solución de extracción orgánica que contiene cobre (solución LO) en la extracción líquido-líquido del cobre en cantidades tales que no perturban la extracción de cobre. Si se desea remover otras impurezas además del molibdeno, tales como nitrato, es ventajoso realizar la depuración en por lo menos dos etapas. Se ha descubierto que es ventajoso realizar la remoción de molibdeno de una solución que contiene cobre, porque la presencia de cobre promueve la desorción de molibdeno de la solución orgánica dentro de la solución acuosa. En el sistema ahora desarrollado, la baja cinética de la depuración de molibdeno y nitrato ha sido particularmente tomada en cuenta, y consecuentemente tanto la solución de extracción como la solución acuosa se reciclan varias veces en cada unidad de remoción de sustancia de impurezas para conseguir un grado de asentamiento que es suficientemente bueno.

En algunos casos, por ejemplo en Chile, también puede haber nitrato en las soluciones de alimentación, es decir, soluciones acuosas que ingresan a la extracción de cobre. La concentración de nitrato de la solución está entonces en el orden de 2-30 mg/1. La aparición del nitrato es problemática, porque el nitrato promueve la descomposición de los reactivos de extracción tipo hidroxi oxima a través de la hidrólisis y oxidación. Cuando la concentración de nitrato de una solución de extracción sube a niveles perjudiciales, es conveniente disminuir la concentración de nitrato. La concentración de nitrato puede ser disminuida ventajosamente con el mismo tipo de aparato y procedimiento que el que se usa en la remoción del molibdeno de la solución de extracción de acuerdo con la invención. El nitrato no se extrae dentro de una solución que contiene ácido sulfúrico como el cobre, sino que se remueve lentamente, a medida que la solución de extracción se lava con agua limpia. Se ha descubierto también que una alta concentración de cobre en la solución de extracción promueve por lo menos parcialmente la remoción de nitrato de la solución de extracción.

Se ha descubierto ahora que el tanque de almacenamiento de la solución de extracción puede estar equipado con por lo menos un aparato adicional, el cual permite ante todo, la remoción de molibdeno de la solución de extracción orgánica que contiene cobre y de ser necesario la remoción de nitrato y otras impurezas. De este modo, por lo menos una o varias unidades de remoción de impurezas (descritas más adelante) se construyen dentro del el tanque de almacenamiento, en cada una de las cuales se pone en contacto la solución de extracción orgánica con una solución acuosa durante el tiempo de permanencia requerido. Cuando las impurezas son removidas de la solución de extracción en varias unidades de remoción diferentes, su orden con respecto a la dirección del flujo de la solución de extracción orgánica se selecciona de modo que la cantidad de aditivos usados en cada etapa de depuración se mantiene tan pequeña como es posible.

Las Figura 1 y 2 muestran el tanque de almacenamiento 1 usado para la depuración de molibdeno, el cual en este caso comprende dos secciones, es decir, unidades de remoción 2 y 3, con la pared divisoria 4 entre ellas. Un tanque usado para la remoción de impurezas no requiere la adición de una línea de extracción separada; en lugar de eso, el tanque de almacenamiento de la solución de extracción orgánica, o el tanque LO, funciona como el tanque de depuración necesario. Usar el tanque LO como tanque de depuración es ventajoso porque la remoción de molibdeno y también la de nitrato requiere un largo retraso y por lo tanto se puede explotar el volumen grande de la solución de extracción del tanque LO. Debido a que el molibdeno es quizá la impureza más importante que se va a remover, el aparato y el método de acuerdo con la invención se describen teniendo esto en cuenta. Solamente se requiere una unidad de remoción en el tanque de almacenamiento para usar como tanque de depuración si la cantidad de otras impurezas, tales como por ejemplo fierro, manganeso o nitrato, es marginal, aunque el uso del tanque está siempre presente en los dibujos en dos partes. Como se mencionó anteriormente, una o varias unidades de remoción que operan con el mismo principio pueden construirse dentro del tanque de almacenamiento.

Un tanque de almacenamiento 1 consiste de una pared frontal 5, paredes laterales 6 y 7, una pared posterior 8 y un fondo 9. Las paredes y el fondo del tanque forman también las paredes y el fondo de la unidad de remoción. La solución de extracción orgánica que contiene cobre y molibdeno se alimenta en las partes medias de la sección frontal del tanque, vía un conducto de alimentación 10, preferentemente en la zona superficial de la solución en el tanque. Cuando la primera unidad de remoción 2 del tanque se usa para la remoción de las impurezas metálicas, tales como fierro y/o manganeso, o cloruro, la solución acuosa que contiene ácido usada para la depuración de la solución de extracción se dirige dentro de la primera sección, vía un equipo mezclador 1 1 localizado cerca de la pared divisoria. El ácido típico añadido al agua es ácido sulfúrico. La concentración ácida de la solución acuosa se regula de modo que solamente una parte pequeña del cobre contenida en la solución de extracción orgánica se extrae dentro de la solución acuosa, de modo que el pH está preferentemente en el orden de 1.5 - 2.5. En algunos casos, la solución de alimentación puede usarse como la solución acuosa depuradora ácida, es decir la solución que se dirige para ponerse en contacto con la solución orgánica de la extracción líquido-líquido en la primera etapa de extracción.

Si se usa la primera sección del tanque de almacenamiento para la remoción de nitrato, la solución acuosa que se va a alimentar es esencialmente agua pura. Se ha descubierto empíricamente que el nitrato se remueve mejor cuando se usa agua pura como solución de lavado. Sin embargo, debido a que hay gotitas de una solución acuosa ácida arrastradas en la solución de extracción, en la práctica el pH de la depuración de nitrato es alrededor de 4-5. El molibdeno se remueve en esta etapa de depuración en pequeñas cantidades solamente y no se extrae cobre en absoluto.

Cuando se desea remover las impurezas solubles en ácido de la solución de extracción, nitrato y molibdeno, se pueden construir tres unidades de remoción en el tanque de almacenamiento (no mostrado en detalle en el dibujo). La secuencia más sensible de unidades en este caso es la unidad de depuración ácida, la unidad de remoción de nitrato y la unidad de remoción de molibdeno.

Un dispositivo mezclador ventajoso que se incluye en el aparato se describe en la patente Estadounidense No.4,628,391. El dispositivo mezclador consiste típicamente de una bomba de circulación, dos líneas de succión, una línea de presión y las válvulas requeridas para las líneas. La bomba del dispositivo mezclador es preferentemente una turbina de bomba por ejemplo, lo cual proporciona suficiente altura de suministro en un bajo orden de velocidad periférica de 3.7 - 4.7 m/s. Una parte de la solución acuosa se dirige al dispositivo mezclador desde fuera del tanque (no mostrado en detalle en el dibujo) y una parte es succionada desde el espacio inferior 12 de la unidad de remoción por medio de un tubo de succión 13 de la solución acuosa. El tubo de succión está provisto con varias aberturas o elementos de succión 14 para una succión uniforme de la solución acuosa en varias subcorrientes. El tubo de succión de la solución acuosa se extiende en dirección lateral del tanque por una distancia que es ½ - 2/3 del ancho del tanque y se localiza simétricamente en relación con el dispositivo mezclador y cerca de la pared divisoria 4 entre la primera y segunda unidades de remoción.

La solución orgánica que se va a depurar también es succionada en el dispositivo mezclador 1 1 , por medio de un tubo de succión 15 de la solución de extracción localizado en el interior de la solución de extracción. Este tubo está provisto también con aberturas apropiadas o elementos de succión 16 para succionar la solución de extracción en forma de varias subcorrientes. El tubo de succión de la solución de extracción se extiende también preferentemente por una distancia que es ½ - 2/3 el ancho del tanque y su localización es también simétrica en relación con el dispositivo mezclador. El tubo de succión de la solución de extracción se localiza en el tanque antes del dispositivo mezclador cuando se ve en dirección del flujo de la solución orgánica.

La solución acuosa y la alimentación de la solución de extracción en la sección inferior del dispositivo mezclador se mezclan entre sí y la dispersión formada de esta manera se usa para la depuración de la solución de extracción dirigida al tanque. La dispersión se dirige desde la sección superior del dispositivo mezclador vía el tubo 17 hacia las cercanías de la pared frontal 5 de la primera unidad de remoción del tanque, en donde la dispersión se alimenta vía un tubo de distribución 18 hacia la solución de extracción que fluye en el tanque vía el conducto de alimentación 10. La dispersión se dirige a la zona superficial de la solución de extracción. El tubo de distribución se extiende preferentemente a través de todo el ancho del tanque y por lo menos por una distancia que es 2/3 del ancho del tanque y es transversal a la dirección del flujo de solución y simétricamente en relación con el conducto de alimentación. El tubo de distribución está provisto con varias aberturas o boquillas 19 para alimentar la dispersión dentro de la solución orgánica en forma de varias subcorrientes.

La depuración de la solución de extracción con la dispersión formada de la solución acuosa y la solución orgánica puede ser mejorada adicionalmente colocando dispositivos coalescentes 20 y 21 de gotitas en el tanque. Estos se muestran en los dibujos solamente en forma diagramática. El equipo coalescente puede ser de la clase descrita por ejemplo en la publicación WO 2005/120677 u otro dispositivo apropiado. El equipo coalescente se extiende típicamente desde una pared lateral del tanque hacia el otro.

Como se describió anteriormente, la solución acuosa que se separa de la dispersión usada para la depuración en la primera unidad de remoción del tanque de depuración se asienta en el fondo del tanque y se recicla desde allí al dispositivo mezclador. Una parte de la solución de extracción también se recicla al dispositivo mezclador, con lo cual se extiende el tiempo de depuración de la solución de extracción. El reciclaje permite que el nivel de impureza (Fe, Mn, cloruro, nitrato) de la solución acuosa removida del tanque se eleve y por lo tanto se torne más simple la remoción de impurezas de la solución acuosa.

La solución de extracción orgánica parcialmente depurada de la primera unidad de remoción 2 del tanque de depuración se dirige para fluir en forma de desbordamiento sobre la pared divisoria 4 dentro de la segunda unidad de remoción 3 del tanque, en el que se realiza remoción real del molibdeno. La solución de extracción también es depurada con la solución acuosa en la segunda unidad de remoción del tanque de depuración, pero en esta etapa el pH de la solución de depuración se regula para que sea mucho mayor que en la primera sección. El pH de la solución acuosa se regula para que esté en el orden de 4.5 - 9 por medio de una alimentación de álcali en la misma. La alimentación de álcali ayuda a evitar que el valor de pH de la solución acuosa caiga demasiado durante la depuración. Se ha descubierto que la depuración o la desorción se realiza más rápido si el pH de la solución acuosa se regula para que esté claramente en el lado alcalino, pero se ha descubierto también que en este caso, la solución acuosa y la solución de extracción forman fácilmente una emulsión que es difícil de separar. Además, una elevación del pH aumenta también los costos, porque se requiere más de los aditivos químicos que se necesitan para el control. Se usa cierto producto químico base apropiado para el control del pH, tal como hidróxido o carbonato de álcali o alcalinotérreo, por ejemplo los compuestos pertinentes de sodio o magnesio. Un álcali típico añadido al agua es carbonato de sodio. Cuando se realiza la extracción de molibdeno en la zona del pH anteriormente mencionada, no se extrae cobre en la solución acuosa.

Cuando se realiza la extracción de molibdeno en la zona seleccionada, el reciclaje de la solución de extracción es ventajoso con el fin de extender el tiempo de permanencia particularmente en esta etapa de procesamiento. En la práctica, no se necesita remover todo el molibdeno de la solución de extracción; en realidad con frecuencia es suficiente reducir a la mitad el contenido. También es ventajoso usar una gran cantidad de solución de extracción orgánica en la depuración de molibdeno en relación con la cantidad de la solución acuosa (O/A = 1.5 - 3.5). Preferentemente, la solución acuosa se regula para que sea continua y la solución de extracción se arrastra en la misma, de modo que un agregado de gota densa de la solución orgánica se obtiene dentro de la solución acuosa, es decir, se forma mucha área de superficie entre las fases. En algunos casos, la solución de extracción también puede ser continua.

Como se estableció anteriormente, si se desea remover de la solución de extracción tanto las impurezas que se remueven mediante depuración ácida como el nitrato además del molibdeno, la remoción de molibdeno se realiza en una tercera unidad de remoción, dentro de la cual la solución de extracción orgánica fluye en forma de desbordamiento desde la segunda unidad de remoción. Cuando se desea remover solamente molibdeno de la solución de extracción, el tratamiento de la solución de extracción puede realizarse en una única etapa, que en la práctica corresponde con la primera unidad de remoción del aparato mostrado en los dibujos.

La segunda unidad de remoción del tanque de depuración se equipa con el mismo tipo de estructuras como en la primera sección, es decir, en el extremo posterior de la segunda unidad de remoción hay un aparato mezclador 22, dentro del cual se alimenta una solución acuosa a la que se le ha añadido álcali desde fuera del tanque (no mostrado en detalle en el dibujo). Además de la solución acuosa que entra desde fuera, cierta parte de la solución acuosa es succionada en el dispositivo mezclador desde el espacio inferior 23 de la primera sección del tanque por medio de un tubo de succión 24 de la solución acuosa. El tubo de succión está provisto con varias aberturas o elementos de succión 25 para succionar la solución acuosa uniformemente en varias subcorrientes. El tubo de succión de la solución acuosa se extiende en dirección lateral del tanque por una distancia que es ½ - 2/3 del ancho del tanque y se localiza simétricamente en relación con el dispositivo mezclador y cerca del extremo posterior de la segunda unidad de remoción, sin embargo antes de la zona de descarga 26 de la solución de extracción.

La solución orgánica que se va a depurar también es succionada dentro del dispositivo mezclador 22, por medio de un tubo de succión 27 de la solución de extracción localizado dentro de la solución de extracción. Este tubo está también provisto con aberturas o elementos de succión 28 apropiados para succionar la solución de extracción en forma de varias subcorrientes. El tubo de succión de la solución de extracción se extiende también preferentemente por una distancia que es ½ - 2/3 del ancho del tanque y su localización es asimismo simétrica en relación con el dispositivo mezclador. El tubo de succión de la solución de extracción se localiza en el tanque antes del dispositivo mezclador cuando se ve en la dirección del flujo de la solución orgánica. El reciclaje no solamente prolonga el tiempo de permanencia sino que también permite que se eleve la concentración de molibdeno de la solución acuosa removida del tanque y por lo tanto la remoción de molibdeno de la solución acuosa en una posterior etapa se hace más simple.

En el dispositivo mezclador 22, la solución acuosa y la solución de extracción alimentada en la misma se mezclan entre sí y la dispersión formada de esta manera se usa para depurar la solución de extracción rociándola contra la solución de extracción que fluye dentro de la segunda unidad de remoción. La dispersión se dirige vía un tubo de conexión 29 hasta cerca de la pared 4, donde se alimenta vía un tubo de distribución 30 de dispersión hacia la solución de extracción que fluye desde la primera unidad de remoción dentro de la segunda en forma de desbordamiento. La dispersión se alimenta en la zona superficial de la solución de extracción. El tubo de distribución se extiende preferentemente a través de todo el ancho del tanque y por lo menos por una distancia que es 2/3 del ancho del tanque y es transversal a la dirección del flujo de la solución. El tubo de distribución está provisto con varias aberturas o boquillas 31 para alimentar la dispersión dentro de la solución orgánica.

La depuración de la solución de extracción con la dispersión formada de la solución acuosa y la solución orgánica pueden también mejorarse adicionalmente en la sección destinada a la remoción de molibdeno colocando en el tanque vallas de estacas o dispositivos coalescentes de gotas, 32 y 33, que se muestran en los dibujos solamente en forma diagramática. El equipo coalescente puede ser de la clase descrita por ejemplo en la publicación WO 2005/120677 u otro equipo apropiado. El equipo coalescente se extiende típicamente desde una pared lateral del tanque hacia la otra. Cuando los dispositivos anteriormente mencionados se usan como equipo coalescente, un cásete de placa de flujo, en el que la distancia entre las placas de flujo es alrededor de 4 - 15 mm, se coloca en su sección superior.

Es ventajoso reciclar la solución acuosa usada para la depuración de la solución de extracción, en particular la destinada para la remoción del molibdeno, durante un tiempo suficientemente prolongado, por ejemplo 5 - 20 veces, de modo que el molibdeno que es removido lentamente de la solución orgánica se concentre en ésta en las cantidades deseadas. Asimismo, la remoción de nitrato requiere también un largo periodo de permanencia.

Cuando la solución de extracción orgánica ha sido tratada en el tanque de depuración en por lo menos la unidad de remoción de molibdeno, la solución de extracción es removida de la zona de remoción 26 de la solución de extracción en el extremo posterior del tanque. La solución de extracción se recolecta dentro de un tubo de succión 34 que se extiende preferentemente a través de todo el ancho del tanque y se coloca perpendicularmente a la dirección del flujo y se dirige de allí hacia el conducto de descarga 35 para un procesamiento adicional. Obviamente, el conducto de descarga puede estar localizado ya sea en la pared posterior del tanque o en la sección posterior de la pared lateral. La solución de extracción se recolecta en el tubo de succión vía las aberturas en el tubo u otros elementos de succión apropiados 36 en forma de varias subcorrientes. El tubo de succión está preferentemente equipado con una estructura protectora 37, la cual ayuda a asegurar que solamente se retire del tanque la solución de extracción pura sin gotitas de agua. También se remueve una parte de la solución acuosa de la sección de fondo del tanque vía un conducto 38 de descarga de la solución acuosa. Un método de remoción de solución ventajoso se describe por ejemplo en la publicación WO 2005/120677, pero la invención de acuerdo con la solicitud no está confinada a esta respuesta.

Las Figuras 3 y 4 representan otra construcción de tanque de almacenamiento 40 de acuerdo con la invención, que en principio es de la misma clase que la que se describió anteriormente, pero su estructura permite que las soluciones del equipo se puedan cambiar más. Según se muestra en la Figura 3, el equipo mezclador 43 y 44 de tanto la primera unidad de remoción 41 como la segunda unidad de remoción 42 se localiza fuera del tanque. Esto permite que el tamaño del dispositivo mezclador se cambie en forma flexible según sea necesario e incluso la adición de mezcladores separados al aparato además del equipo mezclador. Cada sección del tanque está equipada tanto con un tubo de succión 45 de la solución acuosa con elementos de succión 46 como con un tubo de succión 47 de la solución orgánica con elementos de succión 48. Las soluciones que salen de los tubos de succión son dirigidas hacia su propia sección del dispositivo mezclador. El tubo de succión de la solución acuosa y el tubo de succión de la solución de extracción se extienden lateralmente a través del tanque por una distancia que es ½ - 2/3 del ancho del tanque y son transversales a la dirección del flujo de la solución.

La dispersión formada en el dispositivo mezclador de la primera sección es alimentada vía un tubo de conexión 49 en la sección frontal 50 del tanque, en donde es dirigido vía un tubo de distribución 51 que se va a alimentar a través de varias aberturas de alimentación separadas o elementos de alimentación 52 hacia la sección superficial de la solución de extracción en varias subcorrientes separadas. El tubo de distribución se extiende preferentemente a través de todo el ancho del tanque y por lo menos por una distancia que es 2/3 del ancho del tanque y es transversal a la dirección del flujo de la solución. La solución de extracción se alimenta dentro de la sección frontal del tanque vía un conducto de alimentación 53. La diferencia del aparato mostrado en las Figuras 1 y 2 es que la solución de extracción orgánica y la dispersión en el tanque, o en una sección del mismo, tal como la sección frontal de la unidad de remoción de molibdeno, se hacen para que se mezclen entre sí de una manera más efectiva que antes dirigiéndolas a través de una valla de alimentación 54 hecha de por lo menos dos placas, entre las que la dirección del flujo de la solución de extracción y la dispersión se cambia por un tiempo, por ejemplo a básicamente una dirección vertical en lugar de una dirección horizontal. Una estructura de valla de alimentación de este tipo se describe en la publicación Estadounidense 7,465,402. La estructura de acuerdo con la invención no está sin embargo confinada a esta solución.

La segunda unidad de remoción 42 del tanque de depuración también está equipada con una estructura 54 de valla de alimentación, a las que se dirige la solución de extracción orgánica que fluye sobre una pared divisoria 55 en forma de desbordamiento desde la primera sección y la dispersión formada en el dispositivo mezclador 44. La dispersión formada en el dispositivo mezclador se dirige de la misma forma que en la primera sección vía un tubo de conexión 49, un tubo de distribución 51 y elementos de distribución 52 hacia las cercanías de la pared divisoria, adelante de la estructura 54 de valla de alimentación cuando se ve en dirección del flujo.

Si se desea implementar el tanque de almacenamiento 40 como una unidad de remoción de una sola sección, la solución de extracción orgánica se alimenta en el tanque vía un conducto de alimentación y se trata para la remoción de molibdeno como se describió anteriormente. Asimismo, el tanque de almacenamiento 40 puede construirse de tres unidades de remoción, como se describió anteriormente.

Como se mencionó en relación con las Figuras 1 y 2, la depuración de la solución de extracción con la solución acuosa y una dispersión formada de la solución acuosa y la solución de extracción pueden mejorarse aún más colocando vallas de estacas o dispositivos coalescentes 56 y 57 de gotas en el tanque de almacenamiento. Los dispositivos coalescentes se presentan en los dibujos en forma diagramática solamente. El equipo coalescente puede ser de la clase descrita por ejemplo en la publicación WO 2005/120677 u otros dispositivos apropiados. El equipo coalescente se extiende típicamente desde una pared lateral del tanque hacia la otra.

Las Figuras 3 y 4 muestran también conductos de descarga 58 y 59 de la solución acuosa tanto de la primera como de la segunda unidades de remoción. La solución acuosa es succionada desde la sección de fondo del tanque vía varios elementos de succión 60 dentro de un tubo de succión 61 de la solución acuosa y luego posteriormente hacia el conducto de descarga de cada sección. Con respecto a la solución de extracción, ésta se descarga desde la parte posterior de la segunda unidad de remoción, cerca de la superficie vía los elementos de succión 62 de la solución de extracción, un tubo de succión 63 hacia un conducto 64 de descarga de la solución de extracción como se describió anteriormente. Nuevamente, es ventajoso proporcionar una estructura protectora 65 a la estructura de descarga de la solución de extracción.

El método y aparato para extraer molibdeno y otras impurezas, anteriormente descritos pueden usarse ya sea de manera periódica o continua. Sí el proceso se implementa periódicamente, el tamaño del equipo requerido y la cantidad de la solución de extracción en relación con la cantidad de molibdeno que se va a remover es mayor que si el proceso se realiza como un proceso continuo. Sin embargo, cuando se opera periódicamente la fuerza del producto químico de la reacción que se lleva a cabo es mayor que en un proceso continuo.

Ejemplos Ejemplo 1 Una prueba para remover molibdeno se realizó en un reactor por lotes, en donde la temperatura había sido regulada a 25 °C. El reactivo de extracción de la solución de extracción orgánica fue LIX 860 (5-dodecil salicilaldoxima) y su concentración en la solución de extracción fue 13.8% en peso, con iso-octano como disolvente. La concentración de Mo de la solución de extracción fue 0.22 g/1 y la concentración de Cu fue 3.44 g/1. Se usó una solución de lejía como solución acuosa, en donde el pH fue inicialmente 10.8. Las soluciones se mezclaron entre sí en una dispersión con un mezclador que tiene una velocidad giratoria de 1 500 rpm.

A medida que avanzó la prueba, se midió el valor del pH y la concentración de Mo de la solución acuosa. La Tabla 1 que se acompaña muestra que después de 50 minutos, aproximadamente 70% del molibdeno fue transferido a la fase acuosa, el pH del mismo cayó a un valor de 5.6. La cantidad de molibdeno restante en la solución orgánica ya no es perjudicial.

Tabla 1 Ejemplo 2 Se realizó una prueba para la remoción de nitrato en un reactor por lotes, en donde la temperatura se reguló a 25 °C. El extractante de la solución de extracción orgánica fue Acorga M5640 (un derivado de hidroxi oxima) y su concentración en la solución fue 22.5% en volumen, con Escaid 100 (queroseno) como agente diluyente. En la primera etapa, la solución de extracción se puso en contacto con la solución acuosa que contenía nitrato. La solución acuosa contenía 7.0 g/1 de Cu, 0-15 g/1 de Fe3+, 20 g/1 de N03", 60 g/1 de S042* (Na2S04) y el pH de la solución conteniendo ácido sulfúrico fue inicialmente 1.5. La solución acuosa se mezcló con la solución de extracción a una proporción de O/A 1 : 1 con un mezclador que tenía una velocidad de rotación de 1000 rpm durante un periodo de 12 horas. Después de esto, casi todo el cobre y el hierro había sido extraído dentro de la solución de extracción orgánica y la cantidad de nitrato en la solución de extracción fue 3.3 La solución de extracción orgánica se sometió a lavado con agua pura durante un periodo de 12 horas, después de lo cual la concentración de nitrato de la solución de extracción fue 2.0 mg/1. A medida que avanzó la depuración, se observó que el fierro en la solución de extracción retardó la depuración del nitrato. Por lo tanto, se puede establecer que si hay una cantidad significativa de fierro en la solución de extracción, vale la pena removerla sustancialmente antes de la remoción del nitrato.

Claims (26)

Reivindicaciones

1. Un aparato para purificar una solución de extracción orgánica que contiene cobre, de sustancias de impurezas tales como el molibdeno, en un tanque de almacenamiento de la solución de extracción orgánica, el cual consiste en una pared frontal, paredes laterales más una pared posterior y un fondo, caracterizado porque el aparato está construido en el tanque, comprendiendo por lo menos una unidad de remoción y un dispositivo mezclador unido a este para mezclar conjuntamente la solución acuosa y la solución de extracción en una dispersión; un tubo de succión de la solución acuosa conectado con el dispositivo mezclador y localizado en la sección de fondo de la unidad de remoción y un tubo de succión de la solución de extracción dispuesto en la solución de extracción así como también un tubo de distribución de la dispersión conectado al dispositivo mezclador, y localizado contra el flujo de la solución de extracción alimentada dentro de la unidad de remoción.

2. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el tubo de succión de la solución acuosa y el tubo de succión de la solución de extracción están provistos de aberturas de succión o elementos de succión para la succión uniforme de la solución en varias subcorrientes separadas.

3. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el tubo de distribución de la dispersión está provisto de aberturas o boquillas para la alimentación uniforme de la dispersión en varias subcorrientes separadas.

4. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la unidad de remoción incluye un tubo de succión de la solución de extracción localizado en la proximidad de la superficie de la solución de extracción en el extremo posterior del tanque, y porque dicho tubo está provisto con aberturas o elementos de succión y está conectado a un conducto de descarga.

5. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la unidad de remoción incluye un tubo de succión de la solución acuosa localizado en la proximidad del fondo en el extremo posterior del tanque, y porque está provisto con aberturas o elementos de succión y se conecta a un conducto de descarga.

6. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque en el tanque se construyen dos unidades de remoción, y están separadas entre sí por una pared divisoria, sobre la que fluye la solución de extracción en forma de desbordamiento.

7. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque en el tanque se construyen tres unidades de remoción, de modo que las unidades de remoción están separadas entre sí por paredes divisorias, sobre las cuales fluye la solución de extracción en forma de desbordamiento.

8. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el dispositivo mezclador está localizado dentro de la unidad de remoción.

9. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el dispositivo mezclador está localizado fuera de la unidad de remoción.

10. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 1 , caracterizado porque la unidad de remoción está equipada con vallas de estacas o dispositivos coalescentes de gotas.

11. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 1 , caracterizado porque se dispone una estructura de valla de alimentación en la sección frontal de la unidad de remoción.

12. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el tubo de distribución de la dispersión se extiende por lo menos por una distancia que es 2/3 del ancho del tanque y es transversal a la dirección del flujo de la solución de extracción.

13. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el tubo de succión de la solución acuosa y el tubo de succión de la solución de extracción se extienden en la dirección lateral del tanque por una distancia que es ½ - 2/3 del ancho del tanque y son transversales a la dirección del flujo de la solución de extracción.

14. Un método para purificar una solución de extracción orgánica basada en hidroxi oxima que contiene cobre, de sustancias de impurezas en un tanque de almacenamiento de la solución de extracción, caracterizado porque la remoción de por lo menos una sustancia de impurezas de una solución de extracción orgánica que contiene cobre se realiza en el tanque por medio de una solución acuosa, con lo cual se forma una dispersión de la solución acuosa y la solución de extracción y la dispersión generada es alimentada contra la solución de extracción orgánica, la cual es dirigida a por lo menos una unidad de remoción construida dentro del tanque.

15. Un método de acuerdo con la reivindicación 14, caracterizado porque al menos una parte de la solución acuosa y la solución de extracción, de las que se forma la dispersión, se toma de la unidad de remoción para reciclar la solución y conseguir el tiempo de permanencia requerido.

16. Un método de acuerdo con la reivindicación 14 o 15, caracterizado porque la solución de extracción y la solución acuosa que se van a reciclar desde la unidad de remoción son succionadas en sus tubos de succión, a través de los cuales las soluciones son retroalimentadas al dispositivo mezclador para formar una dispersión.

17. Un método de acuerdo con la reivindicación 14, caracterizado porque la sustancia de impurezas que se va a remover es molibdeno, con lo cual la solución de extracción orgánica es depurada usando una solución acuosa que tiene un pH que ha sido regulado en el orden de 4.5-9.

18. Un método de acuerdo con la reivindicación 14, caracterizado porque la sustancia de impurezas que se va a remover es por lo menos uno de los siguientes: fierro, manganeso y cloruro, mediante los cuales se depura la solución de extracción orgánica con una solución acuosa ácida, teniendo un pH que ha sido regulado en el orden de 1.5 - 2.5.

19. Un método de acuerdo con la reivindicación 14, caracterizado porque la sustancia de impurezas que se va a remover, es por lo menos uno de los siguientes: fierro, manganeso y cloruro, mediante los cuales se depura la solución de extracción orgánica con la solución de extracción de alimentación ácida.

20. Un método de acuerdo con la reivindicación 14, caracterizado porque que la sustancia de impurezas que se va a remover es nitrato, mediante el cual se lava con agua pura la solución de extracción orgánica.

21. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 14 o 17-19, caracterizado porque la purificación de la solución de extracción se realiza en dos etapas, mediante las cuales la depuración ácida de la solución de extracción se realiza en la primera unidad de remoción y la remoción de molibdeno en la segunda unidad de remoción.

22. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 14, 17 o 20, caracterizado porque la purificación de la solución de extracción se realiza en dos etapas, mediante las cuales se realiza la depuración de la solución de extracción en la primera unidad de remoción esencialmente con agua pura para remover el nitrato y la remoción del molibdeno se realiza en la segunda unidad de remoción.

23: Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 14 o 17-20, caracterizado porque la purificación de la solución de extracción se realiza en tres etapas, mediante las cuales se realiza la depuración ácida de la solución de extracción en la primera unidad de remoción, la depuración de la solución de extracción esencialmente con agua pura para remover el nitrato se hace en la segunda unidad de remoción y la extracción de molibdeno en la tercera unidad de remoción.

24. Un método de acuerdo con la reivindicación 14, caracterizado porque la solución orgánica que se va a purificar se dirige como desbordamiento sobre una pared divisoria desde una unidad de remoción hacia la siguiente.

25. Un método de acuerdo con la reivindicación 14, caracterizado porque la cantidad de la solución de extracción orgánica en relación con la cantidad de la solución acuosa (O/A) está entre 1.5 - 3.5.

26. Un método de acuerdo con la reivindicación 25, caracterizado porque la solución acuosa se regula para que sea continua y la solución de extracción se arrastra en la misma.