MXPA02001469A

MXPA02001469A - Equipo para la lixiviacion de materia solida a partir de sedimento.

Info

Publication number: MXPA02001469A
Application number: MXPA02001469A
Authority: MX
Inventors: Hoglund Kurt
Original assignee: Outokumpu Oy
Priority date: 1999-08-12
Filing date: 2000-08-10
Publication date: 2005-10-05
Also published as: JP2003507158A; ATE268213T1; EP1212132A1; EP1225970B1; NO20020505L; CA2381480C; DE60011283T2; NO322105B1; ZA200200818B; NO322104B1; FI20000533A; EA200200245A1; FI20000534A0; AU6446700A; FI109456B; PE20010616A1; DE60015158T2; NO20020527L; EP1212132B1; EA200200244A1

Abstract

La invencion se relaciona con un metodo para la lixiviacion de materia solida a partir de un sedimento con la ayuda de un gas que contiene oxigeno, en donde de este modo la materia solida del sedimento es recirculada en un reactor alto equipado con una tuberia central en el centro del reactor y un mezclador de doble accion localizado en la cercania de la orilla inferior de la tuberia central. Se forma un flujo con la ayuda del mezclador, el cual succiona el sedimento desde la tuberia central hacia abajo, y un gas a ser conducido dentro del sedimento en la parte de baja del reactor es dispersado en la forma de pequenas burbujas dentro del sedimento afuera de la tuberia central y la direccion de flujo del sedimento es volteada hacia arriba en la envolvente exterior del reactor.

Description

METODO PARA LA LIXIVIACION DE MATERIA SOLIDA A PARTIR DE SEDIMENTO Campo de la Invención La presente invención se relaciona con un método para la lixiviación de materia sólida a partir de un sedimento con la ayuda de un gas que contiene oxígeno, por medio del cual la materia sólida del sedimento es recirculada en un reactor alto equipado con una tubería central en el centro del reactor y un mezclador de doble acción localizado en las cercanías del borde inferior baja de la tubería central. Un flujo es formado con la ayuda del mezclador, el cual succiona el sedimento desde la tubería central hacia abajo, y un gas a ser conducido dentro del sedimento en la parte de abajo del reactor es dispersado en la forma de pequeñas burbujas dentro del sedimento afuera de la tubería central y la dirección de flujo del sedimento es hecha dar vuelta hacia arriba en la cubierta exterior 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, que está siendo introducido en la forma de oxígeno o gas que contiene oxígeno, debe ser disuelto primeramente dentro del sedimento que contiene sólidos, de manera que el oxígeno pueda participar en las reacciones de lixiviación de la materia sólida. Un reactor alto es usado para el mejoramiento de la disolución de oxígeno, después de lo cual, en comparación con los reactores atmosféricos normales, se forma una gran presión hidrostática en el fondo 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 la reacción y de esta forma cataliza la disolución de la materia sólida.

En la técnica anterior se conoce por ejemplo la patente de los Estados Unidos de América No. 4,648,973, en donde el equipo se relaciona con un reactor con una altura muchas veces mayor que su diámetro, dentro del cual está localizada una tubería concéntrica. El sedimento es alimentado dentro de la parte superior de la tubería central, tal como lo es el oxígeno. Para la recirculación del sedimento, la tubería central está equipada con un mezclador suspendido desde la parte superior hacia abajo, el cual bombea el sedimento abajo de la tubería central y el sedimento después pasa hacia arriba a través de un espacio entre el reactor y la tubería interna.

La relación entre los diámetros de la tubería central y la tubería exterior es entre 0.4 y 0.85.

Ahora, la invención desarrollada se relaciona con un método para la lixiviación de materia sólida a partir de sedimento, tal como concentrado de metal con la ayuda de gas que contienen oxígeno, por medio de lo cual el sedimento es recirculado en un reactor alto. La altura del reactor es muchas veces mayor que su diámetro y el reactor está equipado con una tubería central concéntrica que se extiende hacia la parte de abajo, un mezclador estando ubicado en la cercanía de la parte baja de la tubería central y un miembro de alimentación para gas que contiene oxígeno. La flecha del mezclador se extiende hacia arriba desde la parte inferior del reactor. Se logra un flujo de sedimento que dobla hacia abajo con la ayuda del mezclador. El gas que contiene oxígeno que va a ser alimentado debajo del mezclador es dispersado dentro del sedimento en la forma de pequeñas burbujas y al mismo tiempo la dirección de flujo del sedimento es volteada en la parte de baja del reactor para ascender hacia arriba. Las reacciones entre el sedimento que contiene materia sólida y el gas que contiene oxígeno suceden principalmente ya sea en la parte de abajo del reactor o en la parte de la cubierta entre las paredes del reactor y la tubería central. Los aspectos esenciales de la presente invención son puestos a la vista en las reivindicaciones anexas.

Como se mencionó antes, es esencial para el método el que el mezclador esté localizado en la cercanía inmediata del borde inferior de la tubería central, por medio de lo cual el área de sección transversal del orificio de descarga que queda entre la tubería central y el mezclador es menor que la mitad del área de sección transversal de la tubería central, preferiblemente cuando más un tercio del área de sección transversal de la tubería. De esta forma la velocidad de flujo, desde la tubería central, del sedimento que fluye hacia abajo aumenta 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 borde inferior de la tubería, mejor será la succión que se crea hacia la tubería central. En la práctica, el límite es establecido por las tolerancias, lo cual resulta del desgaste de la flecha y de la flexibilidad y dimensiones de las otras partes. A la antes mencionada relación de área de sección transversal, se logra una velocidad de flujo de tal manera que el flujo de solución dirigida hacia abajo es más rápido que la velocidad de ascenso de las burbujas de gas, y la velocidad de flujo hacia arriba de la solución en la cubierta anular del reactor es mayor que la velocidad de asentamiento de las partículas de materia sólida.

El mezclador usado en el método de acuerdo con la invención es de acción doble, está formado de dos partes que tienen una plancha esencialmente horizontal entre ellas. Cuchillas curvadas están fijadas arriba de la plancha horizontal, las cuales succionan sedimento hacia abajo en la tubería central. Las cuchillas fijadas debajo de la plancha horizontal forman un mezclador de turbina de cuchillas rectas. Como el gas que contiene oxígeno es alimentado debajo del mezclador instalado en la parte de abajo del reactor, la parte baja del mezclador dispersa el gas alimentado en burbujas muy pequeñas, ayudando de este modo a la disolución del gas en el sedimento. Debido a que el gas es alimentado en el sedimento en la parte de abajo del reactor, las burbujas de gas que se mueven con el flujo de sedimento tienen un tiempo de residencia y de reacción en el sedimento tan largo como es posible, antes de que alcancen la superficie o de que desciendan con el flujo que va a ser recirculado a través de la tubería central o de que sean descargadas a través de medios de salida en la parte superior del reactor.

Breve Descripción de los Dibujos El equipo para llevar a cabo el método de acuerdo con la invención es explicado en más detalle con la ayuda de las figuras adjuntas, en donde La Figura 1 muestra una sección vertical del reactor, La Figura 2 se muestra una sección vertical del reactor en el punto de la tubería central y el mezclador, y La Figura 3 muestra una imagen tridimensional del mezclador del reactor.

Descripción Detallada de la Modalidad Preferida Para la lixiviación del sedimento que contiene materia sólida, la Figura 1 muestra un reactor tubular 1 , equipado con una tubería central concéntrica 2, la cual se extiende hacia la parte baja del reactor. La distancia de la tubería central desde el fondo del reactor está en el rango de entre 0.2 - 1.0 veces el diámetro del reactor, preferiblemente entre 0.3 - 0.5. La relación del área de superficie entre la tubería central y la cubierta del reactor que lo rodea está por debajo de 0.1. Hacia arriba desde el fondo del reactor 3 hay 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 baja el reactor, la flecha puede ser hecha tan corta y tan robusta como sea posible.

El mezclador es concéntrico con la tubería 2 y está localizado en proximidad muy cercana a la orilla inferior 7 de la tubería central. Como se ve en la figura, la tubería central 2 puede estar equipada en los extremos superior e inferior con extensiones cónicas 8 y 9. De acuerdo con la figura el mezclador puede también estar colocado en parte dentro de la tubería central. El espacio anular entre las paredes del reactor 10 y la tubería central 2 puede ser designado como una envolvente 11. Cuando sea necesario la parte baja de la tubería central puede estar equipada con mamparas (no ilustradas). El sedimento alimentado al reactor puede ser alimentado de manera convencional por ejemplo a la tubería central y la solución puede ser removida por ejemplo como un sobreflujo o el sedimento puede ser alimentado preferiblemente y descargado vía sus propios medios debajo de una superficie del sedimento 12. Los medios de entrada y de salida no son ilustrados con mayor detalle en la figura.

Como se puede apreciar en las Figuras 2 y 3, el mezclador 5 comprende la flecha 4 del mezclador, la cual está fija a una plancha horizontal 13, debajo de la cual están unidas cuchillas inferiores rectas 14, y arriba de la cual están unidas cuchillas superiores curvadas 15. La plancha horizontal del mezclador impide el flujo de sedimento desde arriba del mezclador hacia abajo y viceversa. La plancha horizontal puede ser circular o angular. Tanto las cuchillas inferiores 14 como las cuchillas superiores 15 están fijas a la plancha horizontal 13 del mezclador en una forma esencialmente vertical. Las cuchillas inferiores son casi rectangulares y su propósito es el de dispersar el gas de oxígeno alimentado debajo del mezclador tanto como sea posible dentro del sedimento y desarrollar un flujo de rotación vertical en el fondo del reactor, evitando de esta manera que la materia sólida contenida en el sedimento se asiente en el fondo del reactor. De este modo se forma en la parte del fondo del reactor una área bien revuelta, de una altura de alrededor de la misma que el diámetro del reactor.

Las partes inferiores de las cuchillas superiores son preferiblemente de forma rectangular, pero la parte superior es uniformemente ahusada. Las cuchillas superiores curvadas desarrollan el flujo hacia abajo en la tubería central y las cuchillas inferiores el flujo de retorno hacia arriba hacia la envolvente 11 del reactor, en otras palabras entre las paredes 10 y la tubería central 2. En la Figura 2 también se puede ver que en este caso el mezclador está instalado a una altura tal que las cuchillas superiores 15 se extienden en parte dentro del interior de la tubería central.

Los beneficios adquiridos a partir del método de acuerdo con la presente invención pueden ser nombrados de entre los siguientes puntos: Un mezclado eficiente es llevado a cabo al sedimento solamente en la parte baja del reactor en donde el gas que contiene oxígeno es también alimentado, y así tanto la energía de mezclado que fomenta la disolución de la materia sólida del sedimento, como la energía que se necesita para la recirculación son llevadas al sedimento a! mismo tiempo y entonces la energía total requerida es más baja que la que se necesita convencionalmente. En el método, se forma primeramente un flujo de succión hacia abajo hacia la tubería central y en segundo lugar un flujo que vira el flujo de sedimento desde la parte de abajo del reactor hacia arriba y al mismo tiempo mezcla el gas que contiene oxígeno con el sedimento y evita que las partículas de materia sólida se asienten.

Claims

Novedad de la Invención 1. Un método para la lixiviación de materia sólida a partir de un sedimento, auxiliada por un gas que contiene oxígeno, por medio del cual la lixiviación tiene lugar en un reactor tubular, con una altura muchas veces mayor que su diámetro y el s cual está equipado con una tubería concéntrica central y un mezclador, caracterizado en que se forma un flujo de sedimento dirigido hacia abajo en la tubería central con la ayuda del mezclador, el cual está localizado hacia arriba desde el fondo del reactor en la cercanía inmediata de la orilla inferior de la tubería central, la dirección del flujo del sedimento es volteada hacia fuera de la tubería central en la 0 parte inferior del reactor a un flujo hacia arriba al mismo tiempo que un gas que contiene oxígeno es alimentado dentro del sedimento y es dispersado en pequeñas burbujas.
2. Un método de acuerdo con la reivindicación 1 , caracterizado en que la s velocidad del flujo del sedimento descargado desde la tubería central es aumentada cuando menos al doble en comparación con la velocidad del flujo del sedimento dentro de la tubería central.
3. Un método de acuerdo con la reivindicación 1 , caracterizado en que el 0 área de la sección transversal que queda entre el mezclador y la tubería central es ajustada para ser menos que la mitad, preferiblemente a lo más una tercera parte del área de la sección transversal en la tubería central.
4. Un método de acuerdo con la reivindicación 1 , caracterizado en que la 5 velocidad de flujo del sedimento que desciende en la tubería central es más rápida que la velocidad de ascenso de las burbujas de gas disueltas en el sedimento.
5. Un método de acuerdo con la reivindicación 1 , caracterizado en que la velocidad de flujo del sedimento ascendente en una envolvente del reactor es mayor que la velocidad de asentamiento de las partículas de materia sólida.
6. Un método de acuerdo con la reivindicación 1 , caracterizada en que la succión del sedimento hacia abajo en la tubería central es llevada a cabo mediante la ayuda del mezclador de acción doble situado en las cercanías inmediatas de la tubería central, por medio de lo cual las cuchillas curvadas superiores del mezclador causan el flujo de succión hacia abajo.
7. Un método de acuerdo con la reivindicación 1 , caracterizado en que la dispersión del gas que contiene oxígeno en el sedimento y viraje del flujo de sedimento hacia arriba es logrado con la ayuda de cuchillas inferiores, casi rectangulares y rectas del mezclador.
8. Un método de acuerdo con la reivindicación 1 , caracterizado en que la orilla inferior de la tubería central está a una altura del fondo del reactor que es 0.7-1.3 veces aquella del diámetro del reactor, preferiblemente la misma que la del diámetro.
9. Un método de acuerdo con la reivindicación 1 , caracterizado en que la proporción de la sección transversal de la tubería central y su reactor circundante es por debajo de 0.1.