MXPA06014359A - Metodo y aparato para la purificacion de una solucion organica ligeramente soluble en agua de un arrastre acuoso. - Google Patents

Abstract

La invencion se relaciona con un metodo y dispositivo con el cual una solucion organica que es ligeramente soluble en agua es depurada de un arrastre acuoso e impurezas. En particular, la solucion organica puede ser la solucion de extraccion organica de la extraccion liquido-liquido usada en relacion con la recuperacion hidrometalurgica de metales. El proposito es el de llevar a cabo la separacion fisica de las gotas de agua y la remocion quimica de impurezas desde la solucion organica simultaneamente. Esto ocurre al guiar la solucion que va a ser purificada en el tanque de decantacion a traves de cuando menos un cartucho de placa de flujo de seccion transversal reducida.

Description

MÉTODO YAPARATO PARALA PURIFICACIÓN DE UNA SOLUCIÓN ORGÁNICA LIGERAMENTE SOLUBLE ENAGUADE UN ARRASTRE ACUOSO.

Campo de la invención La invención se relaciona con un método y aparato para purificar una solución orgánica que es ligeramente soluble en soluciones acuosas de arrastres acuosos e impurezas. Las soluciones orgánicas son la solución de extracción orgánica de la extracción líquido-líquido usada en relación con la producción hidrometalúrgica de metales.

Antecedentes de la Invención La recuperación hidrometalúrgica de metales comprende frecuentemente las siguientes etapas: la lixiviación de un concentrado o mineral, la extracción líquido-líquido y la precipitación o reducción del metal. La lixiviación puede ser biolixiviación o lixiviación con un ácido diluido, a partir de la cual la solución acuosa es guiada a una extracción líquido-líquido. En la extracción líquido-líquido, una solución de un reactivo orgánico es mezclada en una celda de extracción (mezclador-decantador) o en una columna, dentro de una solución acuosa que contiene la sustancia que va a ser purificada y concentrada como un metal soluble, generalmente en la forma iónica o como un complejo conjuntamente con varias impurezas. El metal valioso o la sustancia que va a ser refinada reacciona selectivamente con el producto químico de la extracción orgánica, por medio de lo cual es hecho que se separe de la solución acuosa en el producto químico de la extracción en su forma pura. El metal valioso o la sustancia puede entonces ser separada de la solución orgánica de regreso a una solución acuosa (desorción) con la reacción química inversa a la extracción, y puede entonces ser recuperada otra vez de allí como un producto, por ejemplo por medio de precipitación o reducción a metal. La reducción es por lo general por medio de la electrólisis, a la cual la solución acuosa de la desorción es guiada como el electrolito. Cuando el metal valioso es recuperado desde el electrolito, esta solución acuosa acida es guiada de regreso a la desorción. El proceso de extracción es de este modo la mezcla en conjunto de los líquidos que son físicamente insolubles entre ellos en gotas o una dispersión en la sección de mezclado del dispositivo de extracción, y después de la transferencia de masa química, las gotas en la dispersión son hechas fusionarse de regreso en las capas originales del líquido en la sección de decantación o en el decantador. El mezclado intensivo o un cambio importante en las condiciones de la química de superficie del proceso puede resultar en gotas muy pequeñas, las cuales requieren de mucho tiempo para liberarse de su propia fase líquida. Estas gotas no tienen necesariamente tiempo para liberarse en la sección de decantación real del paso de extracción, sino que se mueven más adelante conjuntamente el proceso con la otra fase. El arrastre de la solución de alimentación original (solución acuosa) con la solución orgánica a los pasos posteriores del proceso puede reducir la pureza del producto final y requerir de medidas de purificación adicionales. Esto por supuesto aumenta los costos del proceso. De la misma forma que el extractante orgánico puede perderse conjuntamente con la solución acuosa tratada. En ambos casos se reduce la elación costo/beneficio del proceso.

En el proceso de extracción de cobre, las impurezas pueden ser transferidas por medio de la deserción al electrolito de cobre, haciendo que la calidad de los cátodos de cobre peligre en las electrólisis siguientes. También es muy caro el desechar de manera continua parte del electrolito que contiene ácido sulfúrico, lo cual es por ahora la práctica general para reducir los niveles de impurezas. En particular, un tanque ha sido usado para la remoción del arrastre acuoso proveniente de una solución orgánica situada después de las celdas de extracción, en el cual las gotas de agua residual caen hacia el fondo del tanque por medio del efecto de la gravedad y la capa de la superficie purificada de la solución puede ser guiada a la siguiente etapa del proceso, conocida como post-decantador. El tanque puede funcionar simultáneamente como un tanque de igualación, el cual es requerido para igualar los cambios en el volumen de la solución orgánica que ocurren en las diferentes partes del proceso. En este caso el nivel de la superficie de la solución en el tanque varía. El paso de purificación real de la solución orgánica, depuración, tiene lugar usando celdas de mezclador - decantador, en las cuales las sustancias básicamente impuras y unidas químicamente son removidas mediante el tratamiento de la solución orgánica con una solución acuosa adecuada. En este caso, por lo tanto, una dispersión de la solución de extracción y soluciones acuosas, similares en función a una celda de extracción, se forma de manera que se obtiene una gran área de superficie líquido-líquido. Además de la depuración química, las gotas de agua son removidas también o las impurezas contenidas en éstas son diluidas. Una celda mezcladora-decantadora construida para propósitos de depuración consiste generalmente en una bomba, un mezclador y un tanque de decantación con sus vallas retenedoras y es por lo general del tamaño de una celda de extracción. Los cambios en el volumen de la solución orgánica no pueden ser igualados con una celda de depuración, así que es necesario un tanque nivelador separado como se menciona anteriormente, con la capacidad de volumen requerida. La depuración de la solución de extracción descrita anteriormente ha sido adoptada en soluciones de extracción con el fin de diluir las gotas de agua que son arrastradas dentro de esta. En general, la solución de depuración contiene ácido sulfúrico y, en el caso de la extracción del cobre, también cobre, de manera que impurezas tales como el acero unido a la solución de extracción por medio de reacciones químicas puede ser desplazado por este medio. Aún después del mezclador-decantador de la etapa de depuración la solución de extracción puede contener todavía algunas gotas residuales de agua, y su remoción también previene en algún grado la transferencia de impurezas a la siguiente etapa del proceso.

Objetivo y Compendio de la Invención El propósito del método y del equipo de la invención es el de purificar una solución orgánica que es ligeramente soluble en agua de un arrastre acuoso e impurezas simultáneamente en una manera sencilla y efectiva. Solución orgánica aquí significa la solución orgánica de extracción de una extracción líquido-líquido usada en relación con la producción hidrometalúrgica de metales. Los rasgos característicos de la invención se harán más claros en las reivindicaciones anexas. En el método de acuerdo con la invención una solución de extracción orgánica es tratada, dicha solución saliendo de una extracción líquido-líquido que ocurre durante una recuperación hidrometalúrgica de metales valiosos y sustancias valiosas y la cual contiene el metal valioso o sustancia separada de la solución acuosa. La solución orgánica que va a ser purificada es depurada con una solución acuosa acida. La solución acuosa puede ser alimentada dentro de la solución orgánica ya sea antes de que la solución sea guiada al tanque de decantación y/o alimentada dentro de la solución orgánica en el extremo frontal del tanque. La solución orgánica se descarga de manera uniforme dentro del extremo de alimentación del tanque de decantación en varias sub-corrientes separadas a través de todo el ancho del tanque, por medio de lo cual corrientes de la solución son separadas unas de otras al mismo tiempo. La solución de la extracción se hace fluir a través del área de canal de flujo con una sección transversal reducida que se extiende sobre el ancho del tanque en cuando menos un punto. Los canales de flujo están localizados en la sección superior del dispositivo de coalescencia de gotas de acuerdo con la invención, con la sección inferior del dispositivo siendo sólida principalmente. En la zona de coalescencia de gotas la solución acuosa se hace fluir a través de los canales de flujo, los cuales tienen un área de la sección transversal de 10-25% del total del área de la sección transversal de la profundidad de la solución. Canales de flujo están agrupados de forma que se traslapen y estén inclinados oblicuamente hacia arriba en la dirección del flujo. La profundidad de los canales de flujo está dentro de la región de 2-6 mm, preferiblemente 3-5 mm. La mayoría del flujo de la solución es laminar, pero la parte inferior del canal de flujo es adecuada para formar un remolino, el cual hace que las gotas de la solución acuosa choquen unas con otras y de este modo forman gotas más grandes. Las superficies de los canales de flujo son rugosas y/o moldeadas de algún otro modo para crear remolinos. El moldeado también causa una desaceleración en el movimiento de las gotas de la solución acuosa y de este modo sus choques. La altura de la rugosidad está dentro de la región de 0.3-1.0 mm y/o la altura del moldeado está dentro de la región de 2-3 mm. Las gotas más grandes formadas caen hacia abajo desde la solución de extracción debido al efecto de la gravedad y se combinan en el fondo del tanque de decantación para formar una capa de la solución acuosa. La solución acuosa que ya ha sido separada de la solución de extracción es guiada para que fluya hacia adelante por medio de canales guía localizados en la sección inferior del dispositivo de coalescencia de gotas. De este modo la solución acuosa no se mezcla dentro de la solución de extracción nuevamente. Los canales guía están localizados por arriba uno de otro y apuntan hacia abajo en la dirección de flujo de la solución. El número de los canales guía es de 1/9-1/3 del número de los canales de flujo.

Adicionalmente a los canales de flujo, el tanque de decantación puede estar equipado con cuando menos un dispositivo que desvíe el flujo verticalmente hacia arriba. Preferiblemente el número de elementos de viraje es el mismo que aquél de los dispositivos de coalescencia de gotas y estos están situados después de los dispositivos de coalescencia de gotas cuando se observa en la dirección del flujo. Por medio del elemento de viraje, la dirección del flujo de la solución de extracción es desviada en intervalos de la horizontal a la vertical, lo cual ayuda a las gotas de la solución acuosa a liberarse dentro de su propia capa en el fondo del tanque. El elemento de viraje está situado a la misma profundidad que el canal de flujo. El elemento de viraje permite que el flujo sea desviado a través de todo el ancho del tanque de sedimentación. Debido a que la solución orgánica y la solución de depuración usada para purificarla son hechas avanzar en el tanque de decantación desde el extremo de alimentación hacia el extremo posterior y como las soluciones son hechas fluir en ambas direcciones tanto la vertical como la horizontal, las soluciones son mezcladas bien en conjunto. Al mismo tiempo puesto que la sección transversal del flujo es reducida momentáneamente, pequeñas gotas de agua son fusionadas en gotas más grandes y el efecto de depuración de la solución de depuración es aumentado. En una modalidad de la invención el tanque de decantación también es usado para la purificación química de la solución de extracción, especialmente cuando tiene que ver con la extracción de cobre. En este caso es principalmente una cuestión de remoción de fierro por medio de una solución de depuración que contiene cobre y ácido sulfúrico. De acuerdo con el método, una solución acuosa que sale de la lixiviación de metal, desde la cual el metal valioso ha sido extensamente removido, es guiada hacia un tanque de asentamiento para la deserción de la solución de extracción. Con el fin de que la concentración de ácido y el contenido de cobre sean adecuados, un electrolito que contiene ácido de la electrólisis que será guiado a la desorción también puede ser alimentada a la solución, conocido por medio de la abreviación LE (electrolito pobre). La depuración de la solución de extracción puede ser aún mejorada mediante la circulación de la solución acuosa proveniente de la parte posterior del sedimentador dentro de la solución de extracción que va a ser purificada. Además, en adición a la solución acuosa una parte de la solución de extracción que circula en el decantador, por ejemplo 5-35% puede ser recirculada conjuntamente con la solución acuosa. Algo de la solución acuosa procedente de la parte posterior del tanque de decantación es guiada cuando menos ocasionalmente a un mezclador adecuado de la etapa de extracción. La solución de extracción orgánica pura y la solución acuosa son removidas desde la parte trasera del decantador como varias sub-corrientes separadas. El dispositivo de decantación de acuerdo con la invención comprende de un tanque de decantación esencialmente rectangular, el cual está conformado por un extremo de alimentación y un extremo trasero, paredes laterales y un fondo. Cuando menos una tubería de alimentación está colocada en el extremo de alimentación del tanque de decantación, y dicha tubería de alimentación está unida en un extremo a una unidad de alimentación de solución de extracción orgánica. La solución de depuración es principalmente alimentada dentro de la solución de extracción antes de que sea alimentada dentro del decantador. La tubería de alimentación está equipada con varios elementos de descarga uniformemente a través de todo el ancho del tanque, después de lo cual cuando menos está situado un dispositivo de coalescencia de gotas en el tanque de decantación cuando se observa en la dirección de flujo. El dispositivo de coalescencia de gotas está colocado para estar esencialmente en una posición erguida y se extiende desde un lado del tanque hasta el otro. El dispositivo consiste en varios elementos adyacentes, los cuales se extienden desde el fondo del tanque hasta por arriba de la superficie del líquido. Los elementos son principalmente sólidos, pero su sección superior está equipada con placas de flujo con una superficie rugosa y/o moldeada, dirigida oblicuamente hacia arriba desde la dirección de flujo. Casi toda la corriente de la solución es dirigida a través de los canales de flujo formados entre las placas de flujo. Las placas de flujo están localizadas a una distancia que corresponde a 10-25% de la altura del dispositivo de coalescencia de gotas. En una modalidad de la invención, las placas de flujo están perfiladas con la formación de protrusiones redondeadas en la superficie de la placa. La altura de las protrusiones redondeadas puede estar dentro de la región de 2-3 mm. Preferiblemente la superficie inferior de la placa está provista con protrusiones y la superficie superior es rugosa, de forma que la superficie inferior del canal de flujo real es rugosa y la superficie superior está provista con protrusiones dirigidas hacia el canal de flujo. La rugosidad está dentro de la región de 0.3-1 mm. Adicionalmente, ambas superficies de la placa pueden ser rugosas. También, la placa entera puede ser hecha de forma ondulante. Algunas placas guía están localizadas en la sección inferior del elemento. La capa de la solución acuosa que ha sido separada de la solución de extracción es hecha fluir por medio de las placas guía localizadas en la sección inferior del elemento. El número de las placas guía es de 1/9-1/3 de aquel de las placas de flujo. Las placas guía son similares a las placas de flujo en configuración y están dirigidas hacia abajo. En una modalidad de la invención el tanque de decantación está provisto después del dispositivo de coalescencia de gotas con elementos de viraje sólidos que son esencialmente verticales, situados a la altura de las placas de flujo. La altura del elemento de viraje es 1.5 - 2.5 veces aquel del cartucho de placa de flujo. El elemento de viraje cambia la dirección de la corriente de la solución desde la horizontal hasta casi la vertical y al mismo tiempo logra la fusión de las gotas pequeñas. El extremo posterior del tanque está equipado con cuando menos una tubería de descarga de la solución orgánica, un extremo de la cual está conectado a la unidad de descarga correspondiente. La tubería de descarga a su vez está equipada con varios elementos de succión con el fin de remover la solución orgánica depurada de manera uniforme a través de todo el ancho del tanque. Una de las propiedades ventajosas del equipo es su función como un tanque nivelador del volumen de la solución orgánica para una unidad de proceso de extracción. El tanque también actúa como un tanque de seguridad, en el cual la solución orgánica puede ser almacenada en situaciones de emergencia, tales como cuando existe una amenaza de fuego o durante descomposturas. En las situaciones normales el grado de llenado de alimentación es de 50-65% del volumen total del tanque. El método y el equipo de acuerdo con la invención están destinados a conectarse principalmente a procesos de extracción que operan horizontalmente, como una oposición a las columnas. La alimentación de la solución dentro del tanque de decantación tiene lugar desde un mínimo de una unidad de alimentación dentro de cuando menos una tubería de alimentación, conocida como múltiple de derivación. El tanque de decantación está situado preferiblemente en un nivel más bajo que los pasos de extracción, de forma que la alimentación de la solución ocurre benéficamente por medio del libre flujo. El bombeo es indeseable en esta etapa, debido a que hace que las gotas de agua de infiltración en la solución de extracción disminuyan en tamaño aún más. La tubería de alimentación está equipada con varios elementos de descarga de forma que el volumen del flujo de la solución que entra en el tanque es dividido de manera uniforme en diversas sub-corrientes. Esto evita los flujos laterales y remolinos que podrían alterar el asentamiento libre de las gotas. El elemento de descarga puede ser ya sea una tubería unida a la tubería de alimentación o una abertura en la tubería de alimentación. La solución orgánica es alimentada debajo de la superficie del líquido dirigiéndola diagonalmente hacia abajo en el extremo de la alimentación dentro de la capa acuosa en el fondo, por medio de lo cual ocurre la coalescencia del agua ocurre y se forma una superficie de contacto de agua, a la cual pueden adherirse las pequeñas gotas de agua que van a ser removidas. Si se requiere, el fondo del tanque en el extremo de alimentación puede estar equipado con un pozo. Preferiblemente cuando menos una parte de la solución acuosa para la depuración de la solución orgánica es alimentada dentro de la solución orgánica antes de enviarla al tanque de mezclado. Con el fin de que la solución de extracción y la solución de depuración sean dispersada entre ellas, la velocidad de flujo de las sub-corrientes de la solución de extracción está entre 0.7 y 1.5 m/s, preferiblemente 0.9 - 1.2 m/s. Las tuberías de alimentación están colocadas hacia arriba desde el fondo del tanque de forma que existe un espacio libre debajo de ellas de 1/15-1/5 de la profundidad del tanque. El flujo dirigido hacia abajo circula primero hacia el extremo de alimentación, antes de voltearse hacia el extremo posterior del tanque. El equipo de sedimentación tiene un pozo en el extremo de descarga de la solución, dentro del cual se acumula la capa acuosa que se ha separado de la solución orgánica y que se mueve contra su superficie inferior. La solución acuosa es guiada parcialmente de regreso al extremo frontal del tanque, en donde es alimentada otra vez como gotas dentro de la solución entrante. Alguna del agua puede ser alimentada si se requiere antes de esto dentro de la línea de tuberías de la solución de depuración por medio de boquillas adecuadas o libremente por arriba de la superficie. La remoción de pequeñas gotas de agua está de este modo basada en varios factores en este método. Antes del tanque de decantación, la corriente acuosa que va a ser alimentada dentro de la línea de tuberías es dispersada dentro de la solución orgánica en gotas que son considerablemente más grandes que las gotas que van a ser removidas. Estas gotas conjuntamente forman un área de superficie sobre la cual algunas de las gotas pequeñas pueden fusionarse. Cuando la corriente ha avanzado hasta extremo de alimentación del tanque de decantación, mediante el direccionamiento de la capa orgánica, la capa acuosa en el fondo se hace que se disperse en gotas otra vez, las cuales viajan con el flujo, asentándose hacia el fondo y atrapando otras gotas de agua al mismo tiempo. Las gotas de agua que se mueven en la solución que va a ser depurada son forzadas a fluir por medio de los canales de flujo, formando una película de agua continua sobre su superficie, una superficie hidrofílica que provee a las gotas de agua con una base adhesiva conveniente. La solución depurada es retirada del equipo por medio de la succión con una bomba a través de cuando menos una tubería de salida, la cual es del mismo tipo que la tubería de entrada. La solución es de este modo succionada de manera uniforme a través de todo el ancho del tanque por medio de elementos de succión conectados a la tubería de descarga en varias sub-corrientes separadas, lo cual asegura que el flujo permanezca sin turbulencias en la parte posterior del tanque. El elemento de succión puede ser una tubería conectada a la tubería de salida o una abertura en la tubería de salida. Los elementos de succión están preferiblemente dirigidos oblicuamente hacia arriba de la parte posterior del tanque, de forma que la dirección de la succión se inclina hacia debajo de la superficie de la solución, pero no obstante debajo de la superficie. De la misma manera, la solución acuosa (solución de depuración) que se ha separado hacia el fondo del tanque es removida por medio de cuando menos una tubería de salida y los elementos de succión del agua conectados a ésta en varias sub-corrientes separadas. El elemento de succión puede ser una tubería conectada a la tubería de salida del agua o una abertura en la tubería de salida. Los elementos de succión del agua están dirigidos preferiblemente de manera oblicua hacia el fondo, esto es, las corrientes de succión de agua ocurren oblicuamente hacia arriba desde el fondo. La purificación química de la solución orgánica usada en procesos de extracción líquido-líquido en un tanque de balanceo para equilibrar el circuito de la solución no está restringida a algún proceso de extracción de metales en particular. El método y el equipo descritos anteriormente son, sin embargo, altamente adecuados por ejemplo cuando la sustancia valiosa que va a ser recuperada es cobre. La misma especie de lavado ácido es adecuada en la mayoría de los casos para la purificación de una solución de extracción cargada con metal. En los procesos basados en sulfato, el ácido de oxidación usado es ácido sulfúrico como un componente de la solución de depuración y el otro componente es por lo general el metal que está siendo extraído en el proceso de extracción. Cuando la recuperación final del metal en cuestión ocurre usando el principio de la extracción por vía electrolítica, el electrolito proveniente de la extracción por vía electrolítica puede ser usado para hacer la solución de depuración del proceso de extracción. Cuando por ejemplo el metal que va a ser extraído es cobre, el electrolito contiene 30-60 g/l de Cu y 150-200 g/l de ácido sulfúrico. El electrolito es agregado a agua pura de forma que el contenido de ácido sulfúrico de la solución de depuración alimentada en el decantador está dentro del rango de 20-50 g/l. El tanque de decantación con accesorios de acuerdo con la invención, el cual de aquí en delante por razón de hacerlo mas sencillo será referido por medio de la abreviación de tanque LO, es preferiblemente para su utilización en un proceso de extracción en donde las corrientes de la solución son grandes. Los extractantes usados en la recuperación del cobre extraen muy poco metal aparte del cobre, de forma que se obtiene una solución de extracción que es casi suficientemente pura con relación al cobre. La remoción cuidadosa de gotas de agua arrastradas combinadas con un cierto producto químico de la depuración frecuentemente elevan la pureza de los extractantes usados para la etapa de proceso subsecuente, esto es, la electrólisis, ni tampoco es siempre necesaria una etapa de depuración separada. Si, sin embargo, la solución de extracción contiene sustancias dañinas en un grado mayor, la solución de extracción debe ser tratada adicionalmente en un tipo de mezclador-decantador separada de la etapa de depuración. En la extracción del cobre estas sustancias dañinas son el fierro, molibdeno y manganeso. Cuando la cantidad de impurezas es tal que en una configuración ordinaria un paso de depuración no es suficiente, es ahora ventajoso usar el equipo de decantación de acuerdo con esta invención en adición a un paso de depuración con el fin de tener la pureza suficiente de la solución de extracción. De este modo el uso de varias etapas de depuración puede ser evitada. En algunas situaciones solo se puede lograr una depuración suficiente con una gran cantidad de solución de depuración, la cual consume agua y aumenta la circulación del metal por medio de la depuración. Por ejemplo, muchas instalaciones grandes de extracción de cobre están localizadas en paramos en donde el agua purificada es en si misma un factor de costo importante. Adicionalmente, los costos se elevan por la circulación del cobre cuando el agua de la depuración es guiada ya sea de vuelta a la etapa de extracción o a la lixiviación que le precede. En estos tipos de situaciones el uso de un tanque LO mejora la economía del proceso.

Breve Descripción de los Dibujos El dispositivo de acuerdo con la invención se describe más adelante por medio de los dibujos anexos, en los cuales: La Figura 1 muestra un arreglo de una unidad de extracción de acuerdo con la invención vista desde arriba, La Figura 2 presenta un tanque de decantación de la invención como una sección transversal longitudinal La Figura 3 muestra unas placas de flujo de un decantador de gotas visto como un corte de una imagen tridimensional. Las Figuras 4A y 4B muestran las superficies superior e inferior de una placa de flujo de acuerdo con la invención.

Descripción Detallada de la Invención La Figura 1 muestra como un tanque LO 1, esto es, un tanque de decantación y depuración de la solución de extracción orgánica de acuerdo con la invención está conectado al resto del proceso de extracción. El proceso de extracción en el diagrama incluye las etapas de extracción El, E2 y E3, un tanque LO, una etapa de lavado W y una etapa de desorción S. La solución de extracción que contiene una sustancia valiosa es llevada al tanque por medio de la tubería 2 por ejemplo desde el paso de extracción El. La solución de extracción decantada y depurada es guiada fuera del tanque a lo largo de la línea 3 ya sea a la etapa de lavado W o directamente a la desorción S. Como se mencionó anteriormente, la etapa de lavado real puede ser omitida si la cantidad de impurezas en la solución orgánica es pequeña.

Cuando el tanque de decantación es usado también para la depuración química de la solución de extracción, la solución acuosa 4 es llevada a la etapa de extracción El como el líquido de depuración en la modalidad mostrada en este diagrama. El ácido y el metal tal como el cobre requerido para la depuración química son llevados al tanque en la forma de un electrolito pobre (LE) a lo largo de la línea 5. La circulación interna desde el extremo posterior del tanque hasta el extremo frontal ocurre a través de la línea 6. Cuando la solución acuosa es removida completamente desde el tanque dentro de la circulación de la solución de extracción, esta ocurre a través de la línea 7 y es guiada por ejemplo al paso de extracción E2. La Figura 2 muestra un tanque LO 1 de acuerdo con la invención con más detalle.

Se muestran el extremo de alimentación 8 y el extremo posterior 9, el fondo 10 y la orilla superior 11 del tanque. En el fondo del tanque 1 hay un pozo adicional 12 en el extremo posterior para las capas acuosas separadas. La profundidad del pozo adicional en el extremo posterior está dentro del rango de 1/6-1/3 de aquel del resto del tanque. La solución orgánica es alimentada en una o varias tuberías de alimentación 13 situadas en el extremo de alimentación del tanque por medio de la(s) unidad(es) de alimentación 2, el número de las cuales depende de la cantidad de solución orgánica. Cada tubería de alimentación está equipada con varios elementos de descarga, los cuales en este caso son tuberías de descarga 14. Las tuberías de descarga están dirigidas preferiblemente de manera oblicua hacia abajo. El tamaño de las gotas de agua en el tanque LO se hace crecer especialmente por medio del dispositivo de coalescencia 15 de gotas, del cual existe cuando menos uno. En el tanque en la figura 2 hay tres dispositivos, y esto pueden ser variado de acuerdo con las necesidades entre 1 y 5. Cada dispositivo 15 se extiende desde un lado del tanque de decantación hasta el otro y en la práctica está conformado por varios cartuchos colocados lado a lado. La longitud del dispositivo en la dirección de flujo es de 0.1-1 m, preferiblemente de 0.3-0.7 m. El dispositivo es sólido en el medio 16 y el cartucho 17 de placa de flujo que aumenta realmente el tamaño de las gotas está localizado en la sección superior del dispositivo. Cada cartucho está conformado por varias placas de flujo colocadas una encima de otra, entre las cuales se forman canales de flujo. El dispositivo de coalescencia de gotas forma una barrera de flujo densa en el tanque, de forma que el flujo entero de la solución de extracción tiene lugar a través de los canales de flujo. Las placas de flujo están colocadas a una distancia una de otra de 2-6 mm en elevación, preferiblemente 3-5 mm. Las placas de flujo están anguladas oblicuamente hacia arriba en la dirección del flujo en un ángulo de 5-30 grados, preferiblemente a 10-20 grados respecto a la horizontal. El número de los canales de flujo y las placas de flujo es elegido de forma que el flujo en los canales sea laminar en su mayoría. Cuando la viscosidad de la solución de extracción está por ejemplo dentro del rango de 1.5-7 cP, es preferible mantener la velocidad de flujo alrededor de 0.08-0.20 m/s, preferiblemente entre 0.12-0,17 m/s. El dispositivo de coalescencia de gotas se extiende verticalmente por arriba de la superficie del líquido 18 en el decantador. Situadas en la sección inferior del dispositivo, cerca del fondo, hay varias placas de guía que forman un cartucho 19 de canal de conexión, por medio del cual la solución acuosa enriquecida en la capa del fondo es desplazada hacia delante en el tanque de una manera uniforme. Las placas quía que forman el canal de conexión son en principio del mismo tipo que las placas de flujo que se encuentran en la sección superior del dispositivo. Las placas del canal de conexión, sin embargo, cuando se ven en la dirección del flujo, están inclinadas hacia abajo en un ángulo de 10-45 grados, preferiblemente 25-35 grados. El número de las placas de guía del canal de conexión es mucho más pequeño que el de las placas de flujo, de forma que existen 1/9 - 1/3 del número de las placas de flujo. Las superficies tanto de las placas de flujo como de las placas guía están corrugadas o de otra forma moldeadas de manera que existe una rugosidad de alrededor de 0.3-1.0 mm de altura en su superficie y/o un perfil de altura de 2 - 3 mm. Particularmente, la superficie superior de la placa de flujo, esto es, la superficie que forma la superficie inferior del canal de flujo, está preferiblemente configurada de forma que causa un ligero movimiento de mezclado. El movimiento de las gotas de la solución acuosa que se separan lentamente hacia abajo es desacelerado por el efecto de la superficie moldeada y se pegan parcialmente a la superficie moldeada, particularmente si esta es rugosa. Las gotas chocan unas con otras sobre tales superficies y se combinan en gotas más grandes. Conforme el tamaño de las gotas aumenta, el flujo libera a las gotas y cuando salen de los canales de flujo, ellas han crecido a un tamaño tal que se asientan en el fondo del tanque. El decantador puede además estar equipado con un elemento de viraje 20 localizado después del dispositivo de coalescencia de gotas. El elemento de viraje se extiende desde un lado del tanque hasta el otro y es esencialmente vertical y sólido. Está localizado con relación a los dispositivos de coalescencia de gotas de forma que está mucho más cerca del dispositivo de coalescencia previo en la dirección del flujo que respecto al siguiente. La orilla superior del elemento de viraje está localizada a la misma altura que el cartucho de la placa de flujo del dispositivo de coalescencia de gotas y su altura es de 1.5 - 2.5 veces la altura del cartucho de placa de flujo. La altura del elemento de viraje también puede ser reducida en la dirección del flujo. El número de elementos de viraje es preferiblemente el mismo que el número de los dispositivos de coalescencia de gotas. Los dispositivos de coalescencia de gotas están agrupados en el decantador de forma que el espacio de alimentación compartido antes del primer dispositivo es de 15 - 25% de la longitud del tanque y el espacio posterior compartido después del último dispositivo es de 25 - 40%. La solución orgánica depurada en el extremo posterior 9 del tanque es recuperado por medio de una o varias tuberías de salida 21 de la solución orgánica, las cuales están conectadas a su vez a una unidad de salida conespondiente 3. La solución orgánica depurada es succionada de manera uniforme dentro de las tuberías de salida desde a través de toda la sección transversal por medio de las tuberías de succión 22. Las tuberías de salida y sus tuberías de succión están colocadas de la misma forma que la tubería de alimentación y las tuberías de descarga, esto es, una cierta parte de la solución que va a ser removida es succionada por medio de cada tubería de salida. Las tuberías de salida están situadas en el pozo 12 en el fondo del tanque, pero dentro de la solución orgánica, Las tuberías de succión 22 pueden estar inclinadas ventajosamente hacia arciba hacia el extremo posterior 9. En la descripción de la invención nosotros hablamos de tuberías de descarga y de tuberías de succión pero en principio estos elementos también podrían ser aberturas en las tuberías de alimentación y de salida. En una aplicación de la invención, la estructura protectora 23 mostrada en el diagrama está colocada en la parte superior de las tuberías de salida, que comprende una placa curva esencialmente horizontal colocada encima de las tuberías de salida. La orilla frontal de la placa está colocada en frente de la primera tubería de salida en la dirección del flujo. El extremo posterior de la placa se extiende un poco más cerca al extremo posterior del tanque que la tubería de salida más lejana. La estructura protectora colocada encima de las tuberías de salida ayuda a asegurar que solo la solución orgánica depurada que fluye en la sección superior del tanque LO que ha circulado en las cercanías de su extremo posterior sea succionada fuera del tanque y dentro de la siguiente etapa. El número de unidades de salida y de alimentación del tanque LO es determinado por la cantidad de solución que va a ser alimentada dentro del tanque. La tubería o tuberías de alimentación 13 están localizadas preferiblemente de forma que no toquen realmente el extremo de alimentación 8 del tanque LO, pero se detienen a una pequeña distancia de este. Las tubería de descarga 14 de la tubería de alimentación están inclinadas preferible y conespondientemente hacia abajo hacia el extremo de alimentación. Como resultado de esto, un flujo de circulación de la solución ocune alrededor de la tubería de alimentación. La longitud de la tubería de descarga es preferiblemente de cuando menos el doble del diámetro de la tubería, de forma que los chonos de descarga puedan ser dirigidos oblicuamente hacia abajo hacia la capa acuosa que se forma en el fondo. La solución acuosa que se ha acumulado en el pozo 12 es removida de exactamente la misma manera por medio de una o varias tuberías de salida 24, la cuales también están equipadas con sus propios elementos de succión 25. Las tuberías de succión acuosa están inclinadas preferiblemente hacia abajo. Las tuberías de succión pueden estar dirigidas también hacia la parte posterior del tanque. La tubería de salida acuosa y las tuberías de succión también están colocadas de la misma forma que las tuberías de alimentación y sus tuberías de descarga, esto es, si el número de las tuberías de salida es más de uno, una cierta parte de la solución que va a ser removida es succionada por medio de cada tubería de salida. Es preferible remover más solución por medio de la línea de succión de la solución acuosa que la cantidad separada de o alimenta dentro de la solución de extracción, ya que de esta forma se asegura la pureza de la solución orgánica con relación al anastre acuoso. De esta forma algo de la solución de extracción proveniente de la sección inferior de la capa de la solución de extracción también es succionada conjuntamente con la solución acuosa.

Cuando la solución de depuración es guiada al tanque LO directamente, es preferible hacer esto mediante la dispersión de la solución de depuración fusionada dentro de la solución orgánica en el punto de los dispositivos de coalescencia de gotas. La Figura 3 muestra una vista parcialmente en corte y en tercera dimensión del cartucho 17 de placa de flujo compuesto de las placas de flujo 26 del dispositivo 15 de coalescencia de gotas. Las Figuras 4A y 4B muestran las superficies superior e inferior de una placa de flujo de un dispositivo de coalescencia de gotas. En la Figura 4A, las protrusiones 27 han sido formadas en la superficie de la placa de flujo 26 a intervalos regulares, lo cual desvía el flujo y ayuda a que las pequeñas gotas se combinen unas con otras. Las protrusiones en el dibujo son circulares, lo cual logra un flujo suave. Preferiblemente las protrusiones cubren 10-50% de la superficie de la placa. De acuerdo con una modalidad, la superficie de la placa también es ligeramente de forma ondulada, lo cual logra un cambio vertical en la dirección de las comentes que avanzan. La Figura 4B muestra la superficie rugosa de una placa de flujo, de la cual se describieron los efectos benéficos anteriormente. La invención no está restringida solo a las modalidades presentadas anteriormente ya que es posible realizar modificaciones y combinaciones de estas dentro del marco del concepto de la invención incluida en las reivindicaciones de la patente.

Claims (28)

1. Reivindicaciones 1. Un método para depurar una solución orgánica que es ligeramente soluble en soluciones acuosas a partir de un anastre acuoso e impurezas en un tanque de decantación, en donde la solución orgánica es la solución de extracción orgánica de la extracción líquido-líquido usada en relación con la recuperación hidrometalúrgica de metales y contiene un metal valioso o una sustancia separada dentro de esta durante la extracción, que se caracteriza en que con el fin de fusionar las pequeñas gotas de agua, la solución orgánica se hace fluir cuando menos en un punto a través de una zona de canal de flujo que está reducida en el área de la sección transversal que se extiende a través del tanque desde un lado hasta el otro, y la cual está localizada en la sección superior del tanque, y la solución acuosa separada se hace fluir a través de canales guía en la sección inferior del tanque.
2. 2. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, que se caracteriza en que con el fin de depurar la solución de extracción del anastre acuoso y otras impurezas esencialmente de manera simultanea, la solución orgánica que va a ser purificada, la cual es depurada por medio de una solución acuosa acida, se descarga en el extremo de alimentación de manera uniforme en varias sub-conientes a través de todo el ancho del tanque, después del cual con el fin de separar las pequeñas gotas de agua de la solución orgánica y para depurarla de impurezas, la sección transversal del flujo que avanza horizontalmente hacia el extremo posterior del tanque se reduce cuando menos una vez en la sección superior del tanque y la solución acuosa separada es hecha fluir a través de canales guía en la sección inferior del tanque, después de la cual la dirección de la solución de extracción es desviada verticalmente; la solución de extracción orgánica pura y la solución acuosa son removidas desde el extremo posterior del tanque de decantación en varias sub-conientes.
3. 3. Un método de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, que se caracteriza en que la solución de depuración es guiada dentro de la solución de extracción orgánica antes de que dicha solución sea alimentada dentro del tanque de decantación.
4. 4. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1-3, que se caracteriza en que la solución de extracción orgánica es alimentada dentro del tanque de decantación debajo de la superficie del líquido y las sub-conientes separadas son dirigidas oblicuamente hacia abajo hacia el extremo de alimentación del tanque, lo cual logra la fusión de la solución acuosa en el fondo del tanque y la formación de una superficie de contacto de agua para las gotas pequeñas de agua anastradas en la solución orgánica para que se adhieran ellas mismas a esta.
5. 5. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1-4, que se caracteriza en que el área de la sección transversal de la zona del canal de flujo es de 10-25% del área de la sección transversal de la profundidad total de la solución.
6. 6. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anexas 1-5, que se caracteriza en que la zona del canal de flujo está conformad por varios canales de flujo que se traslapan, de una altura de alrededor de 2-6 mm, preferiblemente 3-5 mm y las superficies de los canales son rugosas y/o están moldeadas para causar remolinos.
7. 7. Un método de acuerdo con la reivindicación 6, que se caracteriza en que la altura de la rugosidad está dentro del rango de 0.3-1 mm y la altura del perfil está dentro del rango de 2-3 mm.
8. 8. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1-7, que se caracteriza en que la zona del canal de flujo está formada por medio de un dispositivo de coalescencia de gotas principalmente sólido, localizado a través del tanque, del cual la sección inferior está conformada por canales guía de tipo canal de flujo para el flujo de la solución acuosa separada.
9. 9. Un método de acuerdo con la reivindicación 8, que se caracteriza en que el número de canales guía es de 1/6-1/3 del número de los canales de flujo.
10. 10. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1-9, que se caracteriza en que el número de las zonas de canal de flujo y los dispositivos de coalescencia de gotas en el decantador está entre 1-5.
11. 11. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1- 10, que se caracteriza en que la solución de extracción depurada es removida del tanque de decantación sin turbulencia mediante la succión de manera oblicua hacia abajo desde la superficie a la parte posterior del tanque en varias sub-conientes.
12. 12. Un método de acuerdo con cualquiera de la reivindicaciones anteriores 1-11, que se caracteriza en que la solución acuosa es succionada desde el extremo posterior del decantador en varias sub-conientes oblicuamente hacia arriba desde la sección del fondo.
13. 13. Un dispositivo para la depuración de una solución orgánica que es ligeramente soluble en soluciones acuosas a partir de un anastre acuoso e impurezas en un tanque de decantación, en donde la solución orgánica es la solución de extracción orgánica de la extracción líquido-líquido usada en relación con la recuperación hidrometalúrgica de metales, la cual contiene un metal valioso o una sustancia separada dentro de ésta durante la extracción, y en donde dicho dispositivo consiste en un tanque de decantación (1) esencialmente de forma rectangular, que comprende un extremo de alimentación y un extremo posterior (8, 9), costados y un fondo (10) y cuando menos una conexión de alimentación y de remoción (13, 21) de solución orgánica, que se caracteriza en que situado en el tanque de decantación existe cuando menos un dispositivo de coalescencia (15) de gotas que se extiende desde un lado del tanque hasta el otro extremo y desde el fondo del tanque hacia aniba de la superficie del líquido, el cual es sólido en su centro (16), en donde la sección superior comprende un cartucho (17) de placa de flujo hecha de varias placas de flujo (26) que se traslapan, con superficies rugosas y/o moldeadas para el flujo de la solución orgánica y en donde la sección inferior del dispositivo de coalescencia de gotas comprende un cartucho (19) de canal de conexión con la ayuda de placas guía para el flujo de la solución acuosa.
14. 14. Un dispositivo de acuerdo con la reivindicación 13, que se caracteriza en que cuando menos una tubería de alimentación (13) está colocada en el extremo de alimentación (8) del tanque de decantación, conectada a un extremo de la unidad (2) de alimentación de la solución orgánica y la tubería de alimentación está equipada con varios elementos de descarga separados (14) uniformemente a través de todo el ancho del tanque, después del cual en la dirección del flujo el extremo posterior (9) del decantador está equipado con cuando menos una tubería (21) de salida de la solución orgánica, un extremo de la cual está conectada a la unidad de salida conespondiente (3) y dicha tubería de salida está equipada con varios elementos de succión (22) por medio de los cuales para remover la solución orgánica depurada de manera uniforme a través de todo el ancho del tanque, un pozo (12) está formado en la sección del fondo de la parte trasera del tanque para recolectar la solución acuosa, dicho pozo está equipado con cuando menos una tubería de salida (24) de solución acuosa, dicha tubería de salida está equipada con varios elementos de succión (25) con el fin de remover la solución acuosa de una manera uniforme a través de todo el ancho del tanque.
15. 15. Un dispositivo de acuerdo con la reivindicación 13 o 14, que se caracteriza en que las placas de flujo (26) están dirigidas oblicuamente hacia arriba en la dirección del flujo en un ángulo de 5-30 grados, preferiblemente 10-20 grados respecto a la horizontal.
16. 16. Un dispositivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores 13-15, que se caracteriza en que la distancia de las placas de flujo y las placas guía, una de otra, es de 2-6 mm.
17. 17. Un dispositivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores 13-16, que se caracteriza en que las placas de flujo están dirigidas oblicuamente hacia abajo en la dirección de flujo en un ángulo de 10-45 grados, preferiblemente 25-35 grados.
18. 18. Un dispositivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores 13-17, que se caracteriza en que las placas de flujo y las placas guía están corrugadas en su superficie en el rango de 0.3-1 mm y/o moldeadas de alguna otra manera en la superficie de la placa a la altura de 2-3 mm.
19. 19. Un dispositivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores 13-18, que se caracteriza en que las superficies de las placas de flujo y las placas guía están hechas de forma ondulante.
20. 20. Un dispositivo de acuerdo con la reivindicación 18, que se caracteriza en que protrusiones redondeadas (27) son formadas en la superficie inferior de las placas de flujo y de las placas guía y la superficie superior es rugosa.
21. 21. Un dispositivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores 13-20, que se caracteriza en que el número de placas guía es 1/9-1/3 del número de las placas de flujo.
22. 22. Un dispositivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores 13-21, que se caracteriza en que el número de los dispositivos de coalescencia de gotas en el tanque de decantación está entre 1 y 5.
23. 23. Un dispositivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores 13-22, que se caracteriza en que el tanque de decantación está equipado con cuando menos un elemento de viraje sólido y esencialmente vertical (20), situado detrás del dispositivo de coalescencia de gotas cuando es visto en la dirección del flujo y a la misma altura que el cartucho de placa de flujo; la altura del elemento de viraje es 1.5-2.5 veces aquella del cartucho de placa de flujo y se extiende de un lado del tanque al otro.
24. 24. Un dispositivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes 13-23, que se caracteriza en que el volumen del tanque (1) está dimensionado de forma que permite que el tanque sea usado como un tanque nivelador.
25. 25. Un dispositivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores 13-24, que se caracteriza en que cuando hay varias tuberías de alimentación (13), los elementos de descarga (14) de cada tubería de alimentación están colocado de forma que se alimenta la solución orgánica dentro de su propia sub-sección del ancho del tanque, de forma que el número de sub-secciones es el mismo que el número de tuberías de alimentación.
26. 26. Un dispositivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores 13-27, que se caracteriza en que los elementos de descarga (12) de la tubería de alimentación están dirigidos oblicuamente hacia abajo hacia el extremo de alimentación (6) del tanque.
27. 27. Un dispositivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores 13-26, que se caracteriza en que cuando hay varias tuberías de salida (15) de la solución orgánica, los elementos de succión (16) de cada tubería de salida están colocados de forma que succionen la solución orgánica desde su propia sub-sección del ancho del tanque, de forma que el número de sub-secciones es el mismo que el número de las tuberías de salida.
28. 28. Un dispositivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores 13-27, que se caracteriza en que cuando hay varias tuberías de salida (24) de la solución acuosa, los elementos de succión (25) de cada tubería de salida (24) están colocados de forma que succionen la solución acuosa desde su propia sub-sección del ancho del tanque, de forma que el número de sub-secciones es el mismo que el número de las tuberías de salida.