MXPA02001468A - Metodo para la lixiviacion de materia solida a partir de sedimento. - Google Patents

Metodo para la lixiviacion de materia solida a partir de sedimento.

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Abstract

La presente invencion se refiere a un equipo para la lixiviacion de materia solida a partir de un sedimento y con la ayuda de un gas que contiene oxigeno, dicho equipo comprende un reactor alto (1) equipado con una tuberia central (2) y desde la parte inferior del reactor (3), un mezclador (5) de doble accion y dirigido hacia arriba. El mezclador esta situado en la proximidad de la parte inferior de la tuberia central; las hojas superiores (13) del mezclador producen un flujo de succion descendente desde la tuberia central, y las hojas inferiores (14) dispersan el gas a ser alimentado dentro del sedimento en forma de pequenas burbujas, evitando de esta forma que la materia solida se asiente sobre la parte inferior del reactor.

Description

EQUIPO PARA LA LIXIVIACION DE MATERIA SOLIDA A PARTIR DE SEDIMENTO Campo de la Invención La presente invención se refiere a equipo para la lixiviación de materia a partir de un sedimento, con la ayuda de un gas que contiene oxígeno. El equipo comprende un reactor alto, equipado con una tubería central y un mezclador de doble acción, dirigido hacia arriba, que se encuentra en el fondo del reactor. El mezclador está colocado en la vecindad del borde más bajo de la tubería central. Las hojas superiores del mezclador producen un flujo de succión descendente desde la tubería central y las hojas inferiores dispersan el gas a ser alimentado dentro del sedimento en forma de pequeñas burbujas, evitando de esta manera que la materia sólida se asiente en la parte inferior del reactor.
Antecedentes de la Invención En la lixiviación de un sedimento que contiene materia sólida, tal como por ejemplo concentrado de metal, es importante que el oxígeno que participa en la lixiviación y que está siendo introducido en forma de oxígeno o gas conteniendo oxígeno, deba primeramente disolverse en el sedimento que contiene el sólido, con el objeto de que el oxígeno pueda participar en las reacciones de lixiviación de la materia sólida. Se utiliza un reactor alto para el mejoramiento de la disolución del oxígeno, con lo cual, en comparación con los reactores con presión atmosférica normal, se forma una gran presión hidrostática en la parte inferior del reactor (1.5 -3.0 atm, esto es, 0.15 - 0.30 MPa), debido a lo cual el oxígeno se disuelve bien en la solución de reacción y de esta forma cataliza la disolución de la materia sólida.
En la técnica anterior se sabe por ejemplo de la patente de los E.U.A. 4,648,973, en donde el equipo tiene que ver con un reactor con una altura muchas veces más grande que su diámetro y dentro del cual se ubica una tubería concéntrica. El sedimento es alimentado dentro de la parte superior de la tubería central, como lo es también el oxígeno. Para la recirculación del sedimento, la tubería central está equipada con un mezclador suspendido desde la parte superior hacia abajo, lo cual bombea el sedimento hacia abajo hacia la tubería central y el sedimento entonces pasa hacia arriba a través del espacio entre el reactor y la tubería interna. La relación entre los diámetros de la tubería central y la tubería exterior es de entre 0.4 y 0.85.
Compendio de la Invención Ahora, la presente invención, que está siendo desarrollada, tiene que ver con un equipo que comprende un reactor alto para la lixiviación de materia sólida a partir de un sedimento, tal como concentrado de metal. La altura del reactor es muchas veces mayor que su diámetro y el reactor está equipado con una tubería central que se extiende hacia la parte inferior, un mezclador ubicado en la proximidad de la parte inferior de la tubería central y un miembro de alimentación para el gas que contiene oxígeno. La flecha del mezclador se extiende hacia arriba desde la parte inferior del reactor. El mezclador mismo consiste esencialmente en una placa central horizontal, con hojas curvas fijadas encima de ésta y hojas esencialmente rectas fijadas debajo de la placa. Las hojas ubicadas arriba de la placa central producen un flujo de succión descendente de sedimento desde la tubería central y, con la ayuda de las hojas debajo de la placa el gas que contiene oxígeno que va a ser alimentado dentro de la parte inferior del reactor, es dispersado en forma de pequeñas burbujas, evitando de esta manera que el sedimento se precipite hacia el fondo del reactor. Las características esenciales de la presente invención se exponen en las reivindicaciones anexas.
Como se mencionó anteriormente, es esencial para el equipo el que el mezclador esté ubicado en la vecindad inmediata del borde inferior de la tubería central, mediante lo cual el área de la sección transversal del orificio de descarga que queda entre la tubería central y el mezclador es menor que la mitad del área de la sección transversal de la tubería central, preferiblemente cuando más, un tercio del área de sección transversal de la tubería. Así, la velocidad de flujo, desde la tubería central, del sedimento que fluye hacia abajo se incrementa cuando menos al doble en comparación con la velocidad de flujo que tiene lugar en la tubería central. Mientras más cerca esté ubicado el mezclador al extremo inferior de la tubería, mejor será el incremento en la succión hacia la tubería central. En la práctica, el límite se establece por las tolerancias que resultan del doblamiento de la flecha y de la flexibilidad y dimensionamiento de las otras partes. A la antes mencionada proporción de las áreas de sección transversal, dicha velocidad de flujo se logra de manera que el flujo de solución con dirección descendente es más rápida que la velocidad de ascenso de las burbujas de gas, y la velocidad de flujo ascendente en la camisa del reactor es mayor que la velocidad de sedimentación de las partículas de materia sólida.
El mezclador utilizado en el método de conformidad con la invención es de doble acción, está formado por dos partes que tienen una placa esencialmente horizontal entre ellas. Están fijas hojas curvas arriba de la placa horizontal, las cuales succionan sedimento hacia abajo en la tubería central. Las hojas fijas debajo de la placa horizontal forman un mezclador de turbina de hojas rectas. Conforme el gas que contiene oxígeno es alimentado debajo del mezclador instalado en la parte inferior del reactor, la parte inferior del mezclador dispersa el gas de alimentación en burbujas muy pequeñas, ayudando así a la disolución del gas en el sedimento. Como el gas es alimentado dentro del sedimento en la parte inferior del reactor, las burbujas de gas que se desplazan con el flujo de sedimento tienen un tiempo de residencia y de reacción en el sedimento tan largo como es posible, antes de alcanzar la superficie o de descender con el flujo que va a ser recirculado a través de la tubería central.
Breve Descripción de los Dibujos El equipo, de acuerdo con la presente invención, se explica con mayor detalle y con la ayuda de los dibujos anexos, en donde: La Figura 1 muestra una sección vertical del reactor.
La Figura 2 muestra una sección vertical del reactor en el sitio de la tubería central y el mezclador, y La Figura3 muestra una diagrama tridimensional del mezclador del reactor.
Descripción Detallada de las Modalidades Preferidas Para la lixiviación de sedimento que contiene materia sólida, la Figural muestra un reactor tubular 1 , equipado con una tubería central 2 concéntrica y que se extiende hacia la parte inferior del reactor. La distancia de la tubería central desde la parte inferior del reactor está en el intervalo de entre 0.2 - 1.0 veces el diámetro del reactor, preferiblemente entre 0.3 - 0.5. La proporción del área de superficie entre la tubería central y la camisa que circunda el reactor está por debajo de 0.1. Hacia arriba desde la parte inferior 3 del reactor se encuentra un mezclador 5 soportado por su flecha 4, y un miembro de alimentación 6 para gas que contiene oxígeno. Debido a que la entrada de la flecha del mezclador está en la parte inferior del reactor, puede hacerse que dicha flecha sea tan corta y robusta como sea posible.
El mezclador es concéntrico con la tubería 2 y está ubicado en muy cercana proximidad al borde inferior 7 de la tubería central. Como se aprecia en la figura, la tubería central 2 puede estar equipada en los bordes superior e inferior con extensiones cónicas 8 y 9. De acuerdo con la figura, el mezclador puede estar colocado parcialmente dentro de la tubería central. El espacio anular entre las paredes 10 del reactor y la tubería central 2 puede ser designado como una camisa 11. Cuando es necesario, la parte inferior de la tubería central puede estar equipada con mamparas (no ilustradas). La alimentación de sedimento al reactor puede ser hecha en una forma convencional por ejemplo a la tubería central y la solución puede ser eliminada por ejemplo como sobreflujo, o el sedimento puede ser preferiblemente alimentado y descargado vía sus propios medios bajo una superficie 12 de sedimento. Los medios de entrada y salida no se ilustran con más detalle en la figura.
Como puede apreciarse en las Figuras 2 y 3, el mezclador comprende la flecha 4 del mezclador, a la cual está fijada una placa horizontal 12, debajo de la cual están unidas hojas inferiores y rectas 13, y arriba de la cual están fijas hojas superiores curvadas 14. La placa horizontal del mezclador impide el flujo de sedimento desde arriba del mezclador hacia abajo y viceversa. La placa horizontal puede ser circular o angular. Tanto las hojas inferiores 13 como las hojas superiores 14 están fijas a la placa horizontal 12 del mezclador en una forma esencialmente vertical. Las hojas inferiores son casi rectangulares y su objetivo es el de dispersar el gas de oxígeno alimentado debajo del mezclador tanto como sea posible dentro del sedimento y para desarrollar un flujo rotacional vertical en la parte inferior del reactor, evitando de esta manera que la materia sólida contenida en el sedimento se asiente sobre la parte inferior del reactor. De esta manera, en la parte inferior del reactor se forma un área de mezclado excelente, de una altura aproximadamente igual al diámetro del reactor.
Las partes inferiores de las hojas superiores son preferiblemente de forma rectangular, pero la parte superior es ligeramente ahusada. Las hojas superiores curvadas originan el flujo descendente en la tubería central y las hojas inferiores el flujo ascendente de retorno hacia la camisa 11 del reactor, en otras palabras, entre las paredes 10 y la tubería central 2. En la Figura 2 también se puede apreciar que en este caso el mezclador está instalado a una altura tal que las hojas superiores 14 se extienden parcialmente dentro del interior de la tubería central.
Los beneficios obtenidos a partir del equipo desarrollado de conformidad con la presente invención pueden resumirse en los siguientes hechos: la eficiencia de mezclado requerida es menor que la convencional, ya que el mezclado más eficiente tiene lugar en la parte inferior del reactor. Gracias al mezclador de doble acción, solo se requiere un mezclador para todo el reactor, el cual tanto dispersa el oxígeno como hace circular la solución. La entrada de la flecha del mezclador a través de la parte inferior permite que la flecha sea corta.

Claims (10)

  1. Novedad de la Invención 1. Un equipo para la lixiviación de sedimento que contiene materia sólida, con la ayuda de gas que contiene oxígeno, mediante el cual el equipo comprende un reactor tubular (1) con una altura muchas veces mayor que su diámetro y el cual está equipado con una tubería central (2) concéntrica y un mezclador (5), caracterizado en que la tubería central (2) del reactor se extiende hacia la parte inferior del reactor y el mezclador de doble acción (5), del cual la entrada de la flecha (4) se encuentra en la parte inferior (3) del reactor, está ubicado en la proximidad inmediata del borde inferior (7) de la tubería central, y un miembro de alimentación (6) para gas que contiene oxígeno se extiende debajo de la parte inferior del mezclador.
  2. 2. Un mezclador (5) de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado en que el mezclador de doble acción comprende una placa horizontal (13), bajo la cual están fijas hojas inferiores esencialmente verticales (14) y arriba de la cual se encuentran fijas hojas superiores curvadas (15).
  3. 3. Un mezclador (5) de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado en que las hojas inferiores (13) son esencialmente de forma rectangular.
  4. 4. Un mezclador (5) de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado en que la parte inferior de las hojas superiores (15) son esencialmente de forma rectangular con una parte superior ininterrumpidamente ahusada.
  5. 5. Un equipo de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado en que la parte superior del mezclador (5) está situada dentro de la tubería central (2).
  6. 6. Un equipo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado en que el área de sección transversal de flujo que queda entre el mezclador (5) y la tubería central (2) se ajusta para que sea menor de la mitad, preferiblemente cuando más un tercio del área de la sección transversal de flujo en la tubería central.
  7. 7. Un equipo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado en que la parte inferior de la tubería central está equipada con una extensión cónica (9).
  8. 8. Un equipo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado en que la parte superior de la tubería central está equipada con una extensión cónica (8).
  9. 9. Un equipo de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado en que el borde inferior de la tubería central está a una altura del fondo (3) del reactor, que es 0.2 - 1.0 veces aquella del diámetro del reactor, preferiblemente entre 0.3 -0.5.
  10. 10. Un equipo de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado en que la proporción de la tubería central (2) y su camisa (11) que rodea el reactor está por debajo de 0.1.
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