WO2014201579A1 - Sistema recuperador y reciciador de neblina ácida generada en celdas electrolíticas de electroobtemcíon o electrore fl nacion de metales no ferrosos. - Google Patents

Sistema recuperador y reciciador de neblina ácida generada en celdas electrolíticas de electroobtemcíon o electrore fl nacion de metales no ferrosos. Download PDF

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vapors
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Victor Eduardo VIDAURRE HEIREMANS
Edgardo Enrique BELRAN NAVARRO
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Vidaurre Heiremans Victor Eduardo
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D47/00—Separating dispersed particles from gases, air or vapours by liquid as separating agent
    • B01D47/02—Separating dispersed particles from gases, air or vapours by liquid as separating agent by passing the gas or air or vapour over or through a liquid bath
    • B01D47/021—Separating dispersed particles from gases, air or vapours by liquid as separating agent by passing the gas or air or vapour over or through a liquid bath by bubbling the gas through a liquid bath
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25C1/00—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of solutions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25C7/00—Constructional parts, or assemblies thereof, of cells; Servicing or operating of cells
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    • C25C7/00—Constructional parts, or assemblies thereof, of cells; Servicing or operating of cells
    • C25C7/06—Operating or servicing

Definitions

  • oxygen bubbles are generated on the surfaces of insoluble anodes that ascend towards the surface of the electrolyte. It is important to note that in this ascent the bubbles not only grow in size and increase their speed, but also capture water and sulfuric acid vapors from the electrolyte, which are incorporated into each bubble.
  • the bubbles In the case of cells equipped with Electrolyte Aeration System, similar to that occurs with the air bubbles diffused from their bottoms, immediately before reaching the surface of the electrolyte, the bubbles contain a mixture of gases (oxygen and air) and vapors ( water and sulfuric acid).
  • the Acid Mist constitutes a severe risk of occupational health and hygiene, because its limit concentration in the environment is regulated by the corresponding legislation; It also causes multiple well-known operational inconveniences, such as: corrosion of equipment and inlays of CuSO * crystals, current leaks and short circuits, among others. Therefore, it is mandatory to effectively control the Acid Mist.
  • Nebiina Acida which for the purpose of this request we consider as formed by 2 phases, namely
  • a gas phase consisting of a) permanent gases: oxygen from the electrolytic process and oxygen and nitrogen from the bubbling air and air infiltrated to the soil from the ship's environment.
  • a liquid phase disperses in the gas phase as very small drops, due to the projection of electrolyte particles by collapse of the liquid film surrounding the surface of the bubbles when they reach the surface of the electrolyte.
  • vapors are defined as any component of a gas phase that is condensed by simple cooling at temperatures slightly below ambient and atmospheric pressure; and by permanent gases, to any gaseous component that requires temperatures well below C * C and pressures above atmospheric to condense or liquefy them.
  • Acid Mist as indicated above, that is, simply the mixture of contaminated permanent gases (oxygen and nitrogen) and water vapor, with electrolyte drops in suspension and sulfuric acid vapors, being The latter two hazardous pollutants in the work environment.
  • the cells when the cells are uncovered, they discharge the confined volume of accumulated NebSna Acid directly to the work environment, and in addition, the electrolyte exposed with the energized cell continues to emit acid vapors and electrolyte drops without control to the work environment of the Ship. Due to the above, the work environment in the vicinity of the cells in harvest, exceeds punctually - and by far - the maximum regulated limits for the concentration of harmful substances to protect occupational health and hygiene, while the crops last.
  • the abatement that is, the treatment of removal and fixation of the contaminants of the present invention, unlike the current art, is done with a minimum of dilution, that is, with minimal infiltration of air from the Ship to the cell, it reaiiza the closest to the electrolytic cells where they are generated, that is, without duel networks, and immediately recover the useful and valuable elements of the Acid Mist, namely water, acid and copper, You are immediately reused by recirculating them to the process.
  • the covers described in the aforementioned Patent Application that is, non-porous, waterproof and thermal insulating covers, equipped with flexible seals allow an air infiltration flow of 10% and 100%, with respect to the flow of gases generated by e! process in each cell, which represents a maximum infiltration equivalent to once the flow of gases and vapors generated in each DCda by its operation, which is sufficient not only for the extraction of the Acid Mist of the cell without causing polluting emission to the work area, and due to the low flow, it also allows the efficient operation of the Pollutant Recipient Recovery System in the vicinity of the same cement in an efficient way and with very low energy requirement, such as It is proposed in the present invention.
  • the solution proposed by the invention contrasts with the current industrial solutions that manage, in some cases, more than 10 times the flow of gases and vapors generated in the normal operation of the cement, which, as stated above, is.
  • FIG 1 shows a schematic diagram of the Acid Mist Recipient Recovery System (SIRENA) of the present invention, installed in a plurality of 4 electrolytic cells indicating its constituent elements.
  • SIRENA Acid Mist Recipient Recovery System
  • Figures 2.1 and 2.2 show a preferred embodiment of the First Dropper Trap Device and Acid Vapor Condenser of the System.
  • Figures 3.1, 3.2 and 3.3 show a preferred embodiment of the Muiticamara Condenser Device.
  • Figure 4 shows a preferred embodiment of the Ceida Extractor.
  • the present invention proposes an Aid Mist Recycling Recovery System (SIRENA) that basically consists in the removal of the electrolyte drops and acid vapors contained in the Acid Mist generated in each of a plurality of non-ferrous metal eiecrobtention cells,
  • the invention comprises in each of the cells, 1.
  • a First Device Electrolyte drop trap and partial condenser of the sulfuric acid and water vapors contained in the Acid Mist extracted from ⁇ a cell. 1.
  • the entrapment of gout and condensation of vapors is carried out by contacting the Acid Mist with an aqueous solution, Dry generating an increase in volume of the solution ia protruding out of the Device, 3. through the hole 38 , and doubt 37 allowing the reuse of electrolyte, sulfuric acid and! water condensed in the process.
  • the Device, 3, is installed in any head of the cell, or is in the vicinity of each of them, and is connected by means of pipelines, 10, to
  • the Multi Camera Device. 7, is in turn connected to an Extractor System, 9. that evacuates them, either:
  • b) also comprises a system, 12, for measuring, controlling and regulating the flow of extraction of Acid Nebine, from each cell, 1, and a system. 8. Measurement, control and regulation of the extraction flow giobai Acid Haze.
  • e! Rigging Extractor, 2, Figure 4. Remove! Acid Mist from e! volume of confinement in each cell through one or a plurality of suction windows, 20, with a total suction area between 50 to 1500 cm 2 , with connections to one or a plurality of ducts, 21, with a total section ! between 30 and 120 cm 2 for the conduction of the acid mist flow; where the sections of ducts, 21, can be circular or rectangular, and where the piuraiity of ducts, 21, feed the device. 3.
  • the Acid Mist Extractor, 2 can be located in any of the cell heads, that is, in the head! power supply or electrolyte discharge.
  • a preferred embodiment of the First Device, 3, electrolyte drop trap and partial condenser of the sulfuric acid and water vapors contained in the Acid Mist extracted from the cell, installed in or adjacent to each cell. 1, is a rectangular container, of dimensions: length. L1, between 25 and 50 ero; width, L2, between 15 to 40 cm and height, L3, between 25 and 50 em.
  • the lower base of the Device, 3, is flat, conical or conical trunk with a single unloading valve shown in the figure).
  • the Device, 3 is equipped with an Acid Mist diffuser system. 35.
  • Figure 2.2 which traps the electrolyte droplets by passing the Acid Haze into the bubble form through a column of liquid height, measured from the top of the diffuser system, 35, between 5 and 20 cm; where said diffuser system, 35. is formed by a plurality of parallel duc ⁇ os. 31, Figure 2.3, perforated or porous, which are fed from a manifold, 32, connected to the pipeline. 21, of the Extraction Tackles, 2, of the cells, 1.
  • the manifold, 32 has an inside diameter between 1.0 to 3.0 cm, and the perforated or porous ducts, 31. have an inside diameter comprised between 0.63 and 2.54 cm : with a plurality of perforations or porosities of diameters between 0.05 and 0.5 cm, such that the total area drilled in each Device, 3, is between 10 and 150 cm 2
  • the Device, 3, furthermore comprises an overflow hole, 36, Figure 2.1, at an height between 5 and 25 cm above the level of the system bubbled through which the condensate ⁇ is discharged by gravity through the pipeline, 37, and is collected and directed to a common pond, 6, for all the Devices, 3, and eventually also to receive the condensate overflow collected from the Uiticamara 7.
  • the lower flat plate 33a has a section of porous material co-absorbing liquid droplets, 34, which comprises between 20% and 60% of its surface, to trap remaining droplets dragged by the gaseous flow emerging from the bubbling.
  • the gases leave Device 3, through the pipeline, 10. which discharges into e! Manifold Coiector, 4, common to a plurality of ducians 10, where e! Manifold Collector 4 feeds e! Device, 7, by one or a plurality of ducts. eleven.
  • SI Multicamara Device, 7, is a body formed by a plurality of vertical cameras connected to each other. which in a preferred embodiment are four Chambers. Figure 3.1 and 3.2.
  • the overall dimensions of the Multi-Camera Device. 7, depend on the number of Devices, 3, which concur in downloading therein, and have a rectangular or circular section between 50 to 600 cm 2 for each Device, 3, connected, and a height, H1, between 50 and 300 cm . with a long, H2. and a width H3, dimensions that depend on the number of Devices. 3, connected.
  • the lower part is comprised between the lower part of the Multicamara device, 7, and the flat plate 44b, where in its horizontal piano, 52, the Chamber C1, consists of one or a plurality of bubbling systems, 53, Figure 3.3, but not shown in Figure 3.1, where the gases are bubbled through a column of liquid between 5 and 40 cm high, where each bubble system is formed by a plurality of perforated or porous ducts, 41, fed by a manifold. 42, which in turn is powered by the pipeline, 11, Figure 1, which unloads the Manifold, 4, from the Devices, 3.
  • the manifold. 42. of the device bubbling system, 7, has an inside diameter between 2.0 to 8.0 cm, and perforated or porous ducts, 41.
  • Chamber C1 also has a condensate recess hole, 48, Figures 3.1, and 3.2 at a height between 5 and 25 cm above the level of the bubble system, by means of which the liquid overflows and discharges by gravity, and it is collected and directed towards a common pond, 6, Figure 1.
  • the Chamber 1, C1 has a conical trunk bottom with a discharge valve, and a height, measured from the level of the bubblers, between 20 and 80 cm.
  • Chamber 1, C1 consists of two flat plates. 44a and 44b, opposing and that do not meet, with inclination with respect to the horizontal between 0 or 30 ° and with separation of its furthest ends between 10 and 20 cm.
  • Chamber 2, 02 comprised between the flat piacas, 44b and 45b, also consists of the pia ⁇ as plates, 45a and 4Sb, opposed similar to the Chamber 1, with inclination with respect to the horizontal between 0 ° to 30 ° and with separation from its furthest ends between 10 and 20 cm, and a plurality of cooling tubes, 46, parallel to each other and arranged in bias, of internal diameters between 10.0 to 12.0 mm, which perpendicularly cross the upward flow of fluids
  • the tubes, 46 are cooled from the outside by natural convection of air, forced air or by means of a refrigerated fluid to help the condensation of vapors contained in e! upward flow
  • Chamber 3, C3 is comprised between the pia ⁇ a plates 46b and 47b, in addition it consists of two flat plates, 47a and 47b, opposed and that do not touch each other, with inclination with respect to the horizontal between 0 or 30 * and with separation of its furthest ends between 10 and 20 cm.
  • This Chamber 3, C3, is filled with inert particles, 49, of granulometry between 0.5 and 5.0 cm, so as to increase the contact surface and help the condensation of vapors contained in the upward flow.
  • Chamber 4, C4 between the flat plate, 47b, and the upper panel of the Multicam device. 7, fulfills the function of expansion chamber, it can also consist of flat opposing piacas (not shown in the Figure) and that do not touch each other, with an inclination with respect to the horizontal between 0 or 30 ° and with separation of their ends farther between 10 and 20 cm.
  • This Chamber, 4, is normally empty and eventually prepared to contain appropriate particulate material as a chemical trap for sulfuric acid vapors and other residuals that may be present.
  • the particulate material Sene granulometry between 0.6 and 5.0 cm.
  • the Extractor Rig, 2, of the SIRENA is connected to each of the DCds, 1.
  • the Extractor System, 9, is started and the total flow extraction flow is regulated with the Flow measurement, regulation and control system, 8, depending on the extraction flow required by the number of cells connected to SIRENA .
  • a Muiticamara Device was installed. 7, height 100 cm, width 30 cm and length 30 cm, of four Chambers with viewers ds 20 x 20 cm in Chambers 1, 2 and 3, with a bubbling system in the Chamber, 1, formed by three perforated tubes of 4 cm in diameter, with a total of 26 cnr of perforated surface, and with a condensate overflow hole located 10 cm above the level of bubbling.
  • Chamber 2 was equipped with cooling tubes by ambient air circulation.
  • Chamber 3 was filled with inert aggregate particles of diameters between 6 and 11 mm, and Chamber 4 was left empty.
  • the extraction flows of Acbi Nebiina extraction generated in each cell were regulated in a range between 180 and 220 Ipm, which also guaranteed depression of 0.01 mbar in the confined volume of the ceded ias, which ensured a clear escape of Acid Haze. Work environment from them.
  • SIRENA Acid Mist Effort Recovery System

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Abstract

Sistema Recuperador Reciciador de Neblina Ácida (N.A). Generada en una pluralidad de celdas electrolíticas, con o sin burbujeo de aire, que resuelve el problema técnico del alto consumo energético de ta técnica actual, donde un Aparejo Extractor en cada celda extrae la N.. A. generada en ella y la conduce Individualmente a un Primer Dispositivo atrapador de gotas de electrólito y condensador ds vapores de ácido sulfúrico contaminantes peligrosos de la ¡M. A. El sistema recoge en un manifold las descargas gaseosas de una pluralidad de Primeros Dispositivos atrapadores de contaminantes, conectándolos, ya sea, Inmediatamente a un Segundo Dispositivo Multicamara que condensa los vapores- residuales ácidos no atrapados-y que está conectado a un Sistema Extractor de gases que los evacúa, ya sea, ai directamente ambiente, o a un sistema de Depuración Química, previo a su descarga; o alternativamente, el manifold descarga directamente en un Sistema Extractor, que descarga a su vez, ya sea directamente a un sistema centralizado lavador de los gases y vapores residuales o a la atmósfera. El Sistema Recuperador Reciciador comprende además un sistema recolector de condensados para reutilización en el proceso, y dos sistemas de medición, control y regulación de flujos de extracciones de H. A: uno en cada celda, y el otro global del Sistema Recuperador Reciciador de N. A.

Description

SISTEMA RECUPERADOR Y REC1CIADOR DE NEBLINA ACIDA GENERADA EN CELDAS ELECTROLÍTICAS DE ELECTROOBTENC!ON O ELECTROREFSMACiON
DE METALES NO FERROSOS.
En ei proceso de eiectroobtención de metales no ferrosos desde soluciones ácidas en celdas electrolíticas, -principalmente Cu y Zn- se generan burbujas de oxígeno en las superficies de ios ánodos insotubles que ascienden hacia !a superficie del electrolito. Es importante destacar que en este ascenso las burbujas no sóio crecen de tamaño y aumentan su velocidad, sino que también van captando vapores de agua y de ácido sulfúrico desde el electrolito, los que se incorporan a cada burbuja. En el caso de celdas equipadas con Sistema Aireación de Electrolito, aigo similar ocurre con ias burbujas de aire difundidas desde sus fondos, inmediatamente antes de llegar a la superficie del electrolito, las burbujas contienen una mezcla de gases (oxígeno y aire) y vapores (agua y ácido sulfúrico). Ai emerger de la superficie del electrolito a la atmósfera ias burbujas explotan, con fo que ei film o capa delgada de electrolito envolvente se coiapsa en pequeños fragmentos que son proyectados por encima de ia superficie en forma de finísimas gotas de electrolito, juntándose con ei contenido de gases y vapores que escapan a la atmósfera circundante, configurando asi la compleja y problemática Neblina Acida.
En los ambientes de trabajo, ia Neblina Acida constituye un riesgo severo de higiene y salud ocupacional, por ic que su concentración límite en el ambiente está normada en ia legislación correspondiente; además ocasiona múltiples inconvenientes operacionaies bien conocidos, tales como: corrosión de equipos e incrustaciones de cristales de CuSO*, fugas de corriente y cortocircuitos, entre otros. Por io tanto, es obligatorio controlar eficazmente la Neblina Acida.
Para mejor abordar esta tarea es pertinente definir conceptuaímente que entendemos por Nebiina Acida, la que para efecto de esta solicitud la consideramos como formada por 2 fases, a saber
1. Una fase gaseosa, constituida por a) gases permanentes: oxígeno proveniente dei proceso electrolítico y oxígeno y nitrógeno provenientes del aire de burbujeo y de aire infiltrado a la ceida desde el ambiente de ia Nave.
b) vapores tanto de agua como de ácido sulfúrico producto de ta evaporación deí electrolito.
2. Una fase líquida (electrolito) dispersa en la fase gaseosa como pequeñísimas gotas, debido a la proyección de partículas de electrolito por colapso del film líquido que rodea ia superficie de las burbujas cuando éstas llegan a la superficie del electrolito.
Además, nay que recordar que en la técnica dei manejo de gases se define como vapores a todo componente de una fase gaseosa que se condensa por simple enfriamiento a temperaturas levemente inferior a ia ambiente y a presión atmosférica; y por gases permanentes, a todo componente gaseoso que requiere temperaturas muy inferiores a C *C y presiones superiores a la atmosférica para condensarlos o licuarlos.
En consecuencia, en esta solicitud, entenderemos como Neblina Ácida, lo indicado anteriormente, es decir, simplemente la mezcla de gases permanentes contaminados, (oxígeno y nitrógeno) y vapor de agua, con gotas de electrolito en suspensión y vapores de ácido sulfúrico, siendo estos dos últimos los contaminantes peligrosos en el ambiente de trabajo.
El arte actual utiliza diferentes técnicas purs controlar la Neblina Ácida en el ambiente de trabajo, y entre eiias podemos mencionar e! uso de elementos confinadores sobre el electrolito tales como bolitas flotantes para disminuir ia proyección de gotas de electrolito junio con cubiertas porosas y cubiertas no porosas tipo campanas sobre las celdas; sin embargo, ambos tipos de cubiertas, presentan una serie de inconvenientes descritos en la Solicitud Patente Chilena N° 1056-2013 dei mismo inventor.
Cualquiera sea e! sistema de confinamiento de Neblina Acida utilizado en las celdas, se requiere necesariamente extraerla pues de lo contrario los gases y vapores generados por ei proceso electrolítico elevarían la presión en el volumen de confinamiento encima dei electrolito por sobre ia presión atmosférica de la Nave, iniciando así un escape de Neblina Acida desde fas celdas hacia ia Nave. Para evitar dicho fenómeno, ia extracción debe ir acompañada de una ieve disminución de la presión en el volumen confinado, de modo que ei flujo de gases sea desde ta Nave hacia ia celda y no a !a inversa, !o que implica que necesariamente debe haber una infiltración de aire extemo desde ia Nave hacia e! volumen de confinamiento en ia celda.
£n ios actuales sistemas para el control de Neblina Acida en Naves industríaies, luego de ia captación y confinamiento por campanas u otras cubiertas, ia Neblina Acida es extraída desde el volumen de confinamiento por succión externa y es conducida a través de redes de duelos colectores desde cada celda a equipos de limpieza que tratan ia Neblina Acida generada por una pluralidad de celdas en una Nave en un sólo proceso centralizado previo a su descarga a la atmósfera. Los sistemas actuales no logran asegurar cumplimiento sostenido en el tiempo ios límites máximos normados de concentración de contaminantes en las áreas de trabajo las celdas en las Naves.
La solución que presenta ei arte actual es por simple diiución de ias gotas de electrolito y los vapores de ácido sulfúrico en un gran volumen de aire infiltrado desde la Nave y que es aspirado hacia cada celda. Esta solución presenta varios inconvenientes operacionaies. siendo ei principal, ei alto requerimiento energético necesario para, diíuir los contaminantes, aspirar ia Neblina Acida resultante y conducida por ductos, desde cada celda hasta los equipos centralizados de limpieza.
Como problemas secundarios derivados del alto flujo de la Neblina Acida y su conducción por la red de ductos se tiene: mantención de limpieza frecuente y sistemática de campanas, y sobre todo de ios ductos, para que estén siempre libres de obstrucciones y cristalizaciones de CuS04 de manera de no afectar la eficacia del funcionamiento del sistema centralizado de equipos de ¡impieza del aire contaminado: y se tiene también altísima corrosión de equipos e instalaciones.
Como se ha mencionado, ei alto consumo energético es una consecuencia directa de ¡a estrategia actual de dilución de ios contaminantes, vapores de ácido y gotas de electrolito, con un gran volumen de aire infiltrado desde ia Nave a cada celda, volumen que recorre obligadamente distancias considerables hasta llegar fuera de las Naves para ser tratado; por io tanto, se necesita el alto requerimiento energético mencionado, siendo éste el principas problema técnico que resuelve la presente invención, con la ventaja adiciona! que la solución propuesta resuelve además ios problemas secundarios mencionados anteriormente. Por otra parto, los sistemas actuales do captación y confinamiento con cubiertas no porosas tipo campana, ademas del alto contumo energético, adolecen además de un grave inconveniente técnico ambiental al requerir que las cubiertas de tas celdas sean removidas en cada oportunidad que se quiera cosechar las celdas. En efecto, al destaparse las celdas, éstas descargan el volumen confinado de NebSna Acida acumulada directamente al ambiente de trabajo, y además, el electrolito expuesto con la celda energizada sigue emitiendo vapores de ácido y gotas de electrolito sin control al ambiente de trabajo de la Nave. Debido a lo anterior, el ambiente de trabajo en la vecindad de las celdas en cosecha, sobrepasa puntualmente - y con creces - los limites máximos normados para la concentración de sustancias nocivas para proteger la salud e higiene ocupacional, mientras duran las cosechas.
Para resolver específicamente el problema técnico ambiental mencionado en el párrafo anterior, el mismo inventor ha desarropado una realización preferida de un "asfema efe captación y confinamiento de Nebfna Acfcte individual para cada celda" divulgado en la Solicitud Patente chilena N* 1056-2013; en Ocha solicitud se propone un novedoso sistema de cubierta impermeable y aislante térmico, que supera los inconvenientes en la captación y confinamiento del arte actual, a la vez que disminuye el volumen de generación de NebKna Acida en el proceso de electroobtención de metales no ferrosos minimizando su volumen de confinamiento en la celda, e incluso mantiene la NebKna Acida confinada en forma permanente y continua en dicho volumen al no requerir destapar las celdas para cosecharlas.
El anáfisis conceptual y el desarrollo de las novedosas reatzactones preferidas de la presente invención para solucionar eficientemente el problema del control de la Neblina Acida se fundamentan en conceptos de manejos ambientales clave que son principios elementales en toda técnica eficaz de control ambiental y tratamiento de efluentes, a saber
1. "Eliminar la generación de efluentes contaminados del proceso, y ai esto no ea posible, disminuir al máximo su generación" -como es ef caso de /a ce/da de 0f*cfroobt0ndón de mera/es no ferrosos que genera NeMna Ackt* desde efecf/offos ácidos-.
2. "Minimizar al flujo del efluente contaminado", con lo cual se disminuye el tamaño y capacidad de tos equipos de tratamiento, ya que, por un lado, tratan un volumen menor, y por otro, la concentración de tos contaminantes es mayor facütando su retiro. 3. "Retirar Sos contenidos contaminante* desde el efluente antee que sea emitido ai ambiente; y efectuar el retiro lo más cerca posible dei punto de generación";
4. "Fijar ios contaminantes, de manera que:
* puedan ser reciciados ai mismo proceso,
• y/o que tengan un valor comercial
« o por último, que sean dispuestos en forma amigable con ei ambiente".
De acuerdo a estos principios, el abatimiento, es decir, ei tratamiento de retiro y fijación de ios contaminantes de la presente invención, a diferencia dei arte actual, se hace con un mínimo de dilución, es decir, con mínima infiltración de aire de la Nave a la celda, se reaiiza io más cercano a las celdas electrolíticas donde se generan, es decir, sin redes de duelos, y se recuperan inmediatamente ios elementos útiles y valiosos de ¡a Neblina Acida, a saber, agua, ácido y cobre, Sos que son inmediatamente reaprovechados recirculándolos ai proceso.
Con respecto a la magnitud del volumen requerido para confinar la Neblina Acida en ia ceida cabe recalcar, que:
• Conceptuaimente, el volumen mínimo teórico de extracción por unidad de tiempo, o flujo de extracción, es igual ai volumen de Neblina Acida generada en la ceida por unidad de tiempo en sus condiciones de operación, y este es precisamente eí concepto clave que utiliza ía presenie invención.
• Es indispensable mantener una leve depresión estable y sostenida en eí tiempo para mantener ia Neblina Acida generada por cada celda permanentemente confinada en su volumen de confinamiento, y además, es indispensable asegurar, por razones de contaminación ambiental ai área de trabajo vecino a ia celda, que dicha depresión se mantiene en todo momento estable en dicho vciumen de confinamiento, incluso cuando se retiran ios cátodos de las celdas en ios períodos de cosecha.
• Según nuestra experiencia, las cubiertas descritas en ia Solicitud de Patente citada, es decir, cubiertas no porosas, impermeables y aislantes térmicas, equipadas con sellos flexibles permiten un flujo de infiltración de aire atmosférico de 10% y 100%, respecto del flujo de gases generados por e! proceso en cada celda, ίο que representa una infiltración máxima equivalente a una vez et flujo de gases y vapores generados en cada ceida por su operación, que resulta suficiente no solo para ia extracción de la Neblina Acida de ia celda sin provocar emisión contaminante ai área de trabajo, y debido ai bajo flujo, permite además operar eficientemente el Sistema Recuperador Reciciador de contaminantes en ia cercanía de ia misma ceida en forma eficaz y con muy bajo requerimiento energético, como se propone en ia presente invención.
En consecuencia, ia solución propuesta por ia invención contrasta con ias soluciones industríales actuales que llegan a manejar, en algunos casos, más de 10 veces ei flujo gases y vapores generados en la operación normal de ia ceida, que como se ha dicho, .es el principal responsable dei aito consumo energético actual.
BR£V£ DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
La Figura 1 muestra un diagrama esquemático del Sistema Recuperador Reciciador Neblina Acida (SIRENA) de ia presente invención, instalado en una pluralidad de 4 celdas electrolíticas indicando sus elementos constitutivos.
Las Figuras 2.1 y 2.2 muestran una realización preferida dei Primer Dispositivo atrapador de gotas y condensador de vapores ácidos dei Sistema.
Las Figuras 3.1, 3.2 y 3.3 muestran una realización preferida dei Dispositivo Condensador Muiticamara.
La Figura 4 muestra una realización preferida dei Aparejo Extractor de ia ceida.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
La presente invención propone un Sistema Recuperador Reciciador de Neblina Áeida (SIRENA) que consiste básicamente en ia remoción de las gotas de electrolito y vapores de ácido contenidos en la Neblina Acida generada en cada una de una pluralidad de celdas de eiecírobtención de metales no ferrosos, ia invención comprende en cada una de las celdas, 1.
1. Un Aparejo Extractor, 2, de ¡a Neblina Acida desde cada celda, seguido de y conectado a,
2. Un Primer Dispositivo. 3. atrapador de gotas de electrolito y condensador parcial de los vapores de ácido sulfúrico y de agua contenidos en la Neblina Acida extraída de ¡a celda. 1. En una realización preferida, eí atrapamiento de gotae y condensación de vapores se realiza poniendo en contacto ia Neblina Acida con una solución acuosa, Seque genera un aumento de volumen de la solución ia que rebalsa fuera del Dispositivo, 3. por el orificio 38, y el dudo 37 permitiendo la reutilización del electrolito, del ácido sulfúrico y de! agua condensados en ei proceso. El Dispositivo, 3, está ínstaiado en cualquier cabezal de la celda, o bien está en tas cercanías de cada una ellas, y está conectado mediante ¡os ductos, 10, a
a) un Manifofd Colector, 4, que recibe los flujos de gases y vapores no condensados proveniente de una pluralidad de Dispositivos, 3, donde eJ Manifoid. 4, ios conecta mediente los ductos, 11 , ya sea, a
• un Segundo Dispositivo Multicamara, 7, que condensa ios vapores de ácido sulfúrico y vapor de agua residuales que salen dei Dispositivo, 3, generando un aumento de volumen de ia solución ia que rebalsa fuera dei Dispositivo
» ulticamara. 7, por el orificio 48, permitiendo la reutilización de! electrolito y del ácido sulfúrico condensado en e! proceso. Ei Dispositivo Multicamara. 7, está conectado a su vez a un Sistema Extractor, 9. que los evacúa, ya sea:
o al ambiente directamente, o
c a un Sistema de Depuración Química de vapores y gases, previo a su descarga a la atmósfera, (no mostrado en las figuras), o
• alternativamente, a un Sistema Extractor {no mostrado en las figuras), que pueda recibir ias descargas de uno o de una pluralidad de ductos. 11, donde este Sistema Extractor, descarga ya sea directamente a ia atmósfera o a un sistema de tratamiento de los vapores residuales de ácido sulfúrico fuera de! recinto de la Nave.
b) comprende además un sistema, 12, de medición, control y regulación dsi flujo de extracción de Nebíina Acida, desde cada celda, 1, y un sistema. 8.de medición, control y regulación del flujo de extracción giobai Neblina Ácida.
En una realización preferida, e! Aparejo Extractor, 2, Figura 4. retira !a Neblina Acida desde e! volumen de confinamiento en cada celda a través de una o una pluralidad de ventanas de aspiración, 20, con un área total de aspiración comprendida entre 50 a 1500 cm2, con conexiones a uno o una pluralidad de ductos, 21, con una sección tota! comprendida entre 30 a 120 cm2 para ia conducción del flujo de Neblina Acida; donde ¡as secciones de ductos, 21, pueden ser circulares o rectangulares, y donde la piuraiidad de ductos, 21, alimentan ei Dispositivo. 3. Ei Aparejo Extractor de Neblina Acida, 2, puede estar ubicado en cualquiera de los cabezales de la celda, es decir, en ei cabera! de alimentación o en ei de descarga de electrolito.
Una realización preferida del Primer Dispositivo, 3, atrapador de gotas de electrolito y condensador parcial de ios vapores de ácido sulfúrico y de agua contenidos en la Neblina Ácida extraída de ía celda, instalado en o adyacente a cada celda. 1, es un recipiente rectangular, de dimensiones: largo. L1 , comprendido entre 25 a 50 ero; ancho, L2, entre 15 a 40 cm y altura, L3, comprendida entre 25 y 50 em. La base inferior del Dispositivo, 3, es plana, cónica o tronco cónica con válvula descarga de borras íno mostrada en la figura).
Por ei interior y en su parte inferior, el Dispositivo, 3, está equipado con un sistema difusor de Neblina Acida. 35. Figura 2.2, que atrapa las gotas de electrolito ai hacer pasar la Neblina Ácida a la forma de burbujas por una columna de líquido de altura, medida desde la parte superior del sistema difusor, 35, comprendida entre 5 y 20 cm; donde dicho sistema difusor, 35. está conformado por una pluralidad de ducíos paraleles. 31, Figura 2.3, perforados o porosos, que son alimentados desde un manifold, 32, conectado al ducto. 21, de los Aparejos Extractores, 2, de ¡as celdas, 1. El manifold, 32, tiene un diámetro interior comprendido entre 1,0 a 3,0 cm, y los ductos perforados o porosos, 31. tienen un diámetro interior comprendido entre 0,63 y 2,54 cm: con una pluralidad de perforaciones o porosidades de diámetros comprendidos entre 0,05 y 0,5 cm, de manera tal que ei área total perforada en cada Dispositivo, 3, esté comprendida entre 10 y 150 cm2.
El Dispositivo, 3, consta además de un orificio de rebalse, 36, Figura 2.1, a una aítura comprendida entre 5 y 25 cm sobre ei nivel del sistema burbujeados a través dei cual el condensad© se descarga por gravedad por el ducto, 37, y es recolectado y dirigido hacia un estanque común, 6, para todos ios Dispositivos, 3, y eventualmente también para recibir el rebalse de condensado recolectado del Dispositivo uiticamara 7.
La parte superior del Dispositivo, 3, sobre el orificio de rebalse de condensado, 36, consta adicionatmente de dos o más placas planas o bafles, 33a y 33b, dispuestas horizontales y/o oblicuas al paso ascendente de los fluidos no condensados por ei burbujeo en el líquido contenido en el Dispositivo. 3. donde ia placa plana inferior 33a, tiene una sección de material poroso coaiescedor de gotas de líquido, 34, que comprende entre ei 20% y 60% de su superficie, para atrapar gotas remanentes arrastradas por ei flujo gaseoso emergente del burbujeo. Los gases salen del Dispositivo 3, por ei ducto, 10. que descarga en e! Manifold Coiector, 4, común a una pluralidad de ducios 10, donde e! Manifold Colector 4 alimenta e! Dispositivo, 7, mediante uno o una pluralidad de ductos. 11.
SI Dispositivo Multicamara, 7, es un cuerpo formado por una pluralidad de cáma as verticales conectadas entre si. que en una realización preferida son cuatro Cámaras. Figura 3.1 y 3.2. Las dimensiones globales del Dispositivo Multicamara. 7, dependen dei número de Dispositivos, 3, que concurren descargando en él, y tiene una sección rectangular o circular comprendida entre 50 a 600 cm2 por cada Dispositivo, 3, conectado, y una altura, H1, comprendida entre 50 y 300 cm. con un largo, H2. y un ancho H3, dimensiones que dependen dei número de Dispositivos. 3, conectados.
La Cámara 1. C1; inferior está comprendida entre la parte inferior del dispositivo Multicamara, 7, y ia placa plana 44b, donde en su piano horizontal, 52, la Cámara C1 , consta de uno o una pluralidad de sistemas burbujeadores, 53, Figura 3.3, pero no mostrados en ia figura 3.1, por donde se hace burbujear los gases a través de una columna de líquido de altura comprendida entre 5 y 40 cm, donde cada sistema burbujeador está conformado por una pluralidad de ductos perforados o porosos, 41, alimentados por un manifold. 42, que a su vez es alimentado por ei ducto, 11, Figura 1, ei que descarga el Manifold, 4, de los Dispositivos, 3. El manifold. 42. del sistema burbujeador dei Dispositivo, 7, tiene un diámetro interior comprendido entre 2,0 a 8,0 cm, y ios ductos perforados o porosos, 41. tienen un diámetro interior comprendido entre 0,63 y 2,54 cm, con múltiples perforaciones o porosidades con un diámetro comprendido entre 0,05 y 0,5 cm, con un área total perforada comprendida entre 10 y 150 cm2 por cada Dispositivo, 3, conectado. La Cámara C1 , consta además de un orificio de rebaise del condensado, 48, Figuras 3.1, y 3.2 a una altura comprendida entre 5 y 25 cm sobre ei nivel del sistema burbujeador, mediante ei cusí el líquido rebalsa y se descarga por gravedad, y es recolectado y dirigido hacia un estanque común, 6, Figura 1.
En una realización preferida ia Cámara 1, C1, tiene un fondo tronco cónico con válvula de descarga de ia borra, y una altura, medida desde el nivel de ios burbujeadores, comprendida entre 20 y 80 cm. En su parte superior la Cámara 1, C1, consta de dos placas planas. 44a y 44b, contrapuestas y que no se topan, con inclinación respecto a la horizontal entre 0o a 30° y con separación de sus extremos más alejados comprendida entre 10 y 20 cm. La Cámara 2, 02, comprendida entre ies piacas planas, 44b y 45b, además consta de !as placas piañas, 45a y 4Sb, contrapuestas similar a ia Cámara 1 , con inclinación respecto a ia horizontal entre 0° a 30° y con separación de sus extremos más alejados comprendida entre 10 y 20 cm, y una pluralidad de tubos enfriadores, 46, paralelos entre si y dispuestos en bias, de diámetros interiores comprendidos entre 10,0 a 12,0 mm, que atraviesan perpendicuiarmente el flujo ascendente de fluidos. Los tubos, 46, son enfriados desde el exterior por convección natural de aire, aire forzado o mediante un fluido refrigerado para ayudar a ia condensación de vapores contenidos en e! flujo ascendente.
La Cámara 3, C3, está comprendida entre las placas piaña 46b y 47b, además consta de dos placas planas, 47a y 47b, contrapuestas y que no se tocan entre sí, con inclinación respecto a la horizontal entre 0o a 30* y con separación de sus extremos más alejados comprendida entre 10 y 20 cm. Esta Cámara 3, C3, está rellena con partículas inertes, 49, de granulometría comprendida entre 0,5 y 5,0 cm, paríi aumentar la superficie de contacto y ayudar a la condensación de vapores contenidos en ei flujo ascendente.
Finalmente la Cámara 4, C4, comprendida entre la piaca plana, 47b, y ta pane superior del dispositivo Multicamara. 7, cumple la función de cámara de expansión, puede constar también de piacas planas contrapuestas (no mostradas en la Figura) y que no se tocan entre si, con inclinación respecto a ia horizontal entre 0o a 30° y con separación de sus extremos más alejados comprendida entre 10 y 20 cm. Esta Cámara, 4, e3té normalmente vacia y eventuaimente preparada para contener material particulado apropiado como atrapador químico de ¡os vapores de ácido sulfúrico y otros residuales que pudieran estar presentes. El material particuiado Sene granulometría comprendida entre 0,6 y 5,0 cm.
Los sistemas de medición, regulación y control de flujos de succión. 8 y 12. Figura 1 , y el Sistema Extractor. 9. son ios utilizados en ei manejo industria! de gases contaminados del arte actuai y son ampliamente conocidos por los expertos en el arte; y por lo tanto no requieren mayor especificación para aplicarlos en el Sistema Recuperador Reciciador de Neblina Acida (SIRENA) de ia presente invención según sus parámetros de operación como los citados en ei ejempfc a continuación.
PROCEDIMIENTO DE OPERACIÓN DEL SIRENA
1. Una vez instalado ei sistema SIRENA (Ref. Figura 1) sin estar conectado el Aparejo Extractor, 2, se agrega agua a cada uno de los Primeros Dispositivos. 3, hasta e! nivei de rebalse, 36 (Figura 2.1). 2. Se agrega agua ai Segundo Dispositivo Muítícamara, 7. hasta si nh/ei de rebalse. 48, (Figuras 3.1 y 3.2).
3. Se conecta ei Aparejo Extractor, 2, dei SIRENA a cada una de las ceidas, 1.
4. Se abre ia válvula de alivio a ia atmosfera, V1, dei sistema extractor de ia turbina, 9, y se cierra ie váivuia de alivio a ia atmósfera, V2 y también se cierra ia V3, que conecta ei extractor. 9. al sistema SIRENA.
5. Se pone en marcha eí Sistema Extractor, 9, y se regula el flujo de extracción del flujo total con ei Sistema medición, regulación y control de flujos, 8, en función del flujo de extracción requerido por el número de celdas conectadas ai SIRENA.
6. Se abre !a váivuia, V3. aguas abajo dei Segundo Dispositivo Muiticamaras, 7, y se cierra ia váivuia, V5. que conecta el Mantfold Colector con el Dispositivo Multicamara. 7; se abre ia válvula alivio a la atmosfera, V4.
7. Se regula nuevamente la aspiración de ia turbina para mantenerla en el flujo ajustado en ei punto 5.
8. Se cierra !a válvula de aiivio a ia atmosfera, V4, y se abre ia válvula V5.
9. Se procede a ia regulación individual dei flujo de aspiración desde cada una de ias ceidas de acuerdo ai valor prefijado según tas condiciones de operación de cada celda por medio del sistema de medición, control y regulación del flujo extracción individua!, 12.
EJEMPLO Y RESULTADOS
Se construyó e instaló un prototipo industrial del Sistema Recuperador Recidador de Neblina Acida (SiRENA) para funcionamiento continuo de extracción, recuperación y reciclado de la Neblina Acida generada por cuatro ceidas de eiectrobtención industrial de cobre, de 32 cátodos y 33 ánodos de plomo (referencia Fig. 1) operando normalmente con un electrolito de 180 gpl de ácido sulfúrico promedio, y a temperatura 45° C promedio, y densidad de corriente entre 280 a 300 Am*. a una altura aproximada 500 m sobre nivel del mar. Se midieron ios consumos de potencia y los contenidos de ácido sulfúrico en la descarga de ios fluidos extraídos de ia ceida y tratados por el sistema prototipo SiRENA, Figura 1, en ei punto de alimentación a ía turbina extractora antes de su descarga a ia atmósfera.
En e! Sistema se instalaron cuatro Dispositivos ¡ndividuaíes. 3 uno en cada ceida, cuyas dimensiones son aítura 310 mm. ancho 240 mm y largo 310 mm. con visor de 15x15 cm, y rebalse de líquido a 10 cm sobre ei nivei del sistema difusor, conformado por 8 lineas burbujeadores de Nebiina Acida, con un totai de 14 cm: de superficie psrfo &úaí.
Se instaló un Dispositivo Muiticamara. 7, de altura 100 cm, ancho 30 cm y largo 30 cm, de cuatro Cámaras con visores ds 20 x 20 cm en Cámaras 1 , 2 y 3, con un sistema burbujeador en la Cámara, 1, formado por tres tubos perforados de 4 cm de diámetro, con un total de 26 cnr de superficie perforada, y con un orificio de rebalse de condensado ubicado a 10 cm sobre el nivel de burbujeo. La Cámara 2 fue equipada con tubos enfriadores por circulación de aire ambiente. La Cámara 3 se rellenó con partículas de áridos inertes de diámetros entre 6 y 11 mm, y se dejó ia Cámara 4 vacia.
Se regularon ios flujos de extracción ds Nebiina Acida generada en cada celda en un rango entre 180 a 220 Ipm, que también garantizó depresión de 0,01 mbar en el volumen de confinamiento de ías ceidas, lo que aseguró un nuio escape de Neblina Acida ai ambiente de trabajo desde ellas.
RESULTADOS
♦ El flujo de aire infiltrado a ías ceidas utilizando las cubiertas y seilos flexibles de ia So!.
Pal 1056-2013 osciló entre 50% y 85% del flujo de gases generados en cada celda, no observándose rastro alguno de emisión de Nebiina Acida al ambiente de trabajo desde !as celdas en ningún momento incluso durante sus cosechas durante todo ei tiempo de ia Prueba. Este resultado validó la hipótesis que basta una infiltración entre 10% y 100% dei flujo de gases generados para extraer eficazmente ia Neblina Acida de ias ceidas sin emisión algunos gases nocivos ai ambiente de trabajo. El consumo eléctrico de la turbina determinado con un medidor domiciiiario de consumo eléctrico monofásico, indicó un consumo totai del Sistema Recuperador eciciador de Neblina Acida (SIRENA), incluido ei consumo propiG de la Turbina Extractora, de 74.4 KWH durante 286,3 hora* de operación continúa de ia Prueba. Este resultado equivale a una potencia requerida de 260 W para el funcionamiento total de extracción de Neblina Acida desde las celdas y su recuperación y reciciado tota! con ei acopie del Sistema SIRENA prototipo a las cuatro celdas electrolíticas de 32 cátodos, es decir, un consumo de 65 W/celda. operando a 285 y 300 fiJm2, incluyendo aireación de 30 Ipm.
Las mediciones químicas de H;SO_ efectuadas en la descarga del Sistema SIRENA a !a turbina extractora indicaron una concentración máxima 0,55 mg/Nm* de ácido sulfúrico, estable y sostenida en el tiempo. Este nivel de eficiencia de depuración acida de tos contaminantes en ia Neblina Acida tratada por SIRENA permite cumplir holgadamente el limite 0,8 mg Nm* ds emisión a ¡a atmósfera de ia actual normativa chilena.
Para confirmar lo anterior, también se hicieron mediciones de pérdida de carga del flujo de Neblina Acida a través del Sistema SIRENA prototipo, las que arrojaron 1100 mm col H2O que para el flujo de aspiración global de 810 ipm para las 4 celdas conectadas lo que corresponde a un requerimiento de potencia de! orden de 140 W. La diferencia de 124 W respecto de los 264 W determinados por medición directa de! consumo eléctrico corresponde a la potencia con que los gases saien de la turbina extractora, excedente de potencia que quedó disponible para impulsar la descarga de los gases a través de un sistema de filtro químico, a fin de garantizar cumplimiento estable en e¡ tiempo de cualquier ¡imite de contaminación remanente en ia descarga inferior ai 0,55 mg/Nm3 de ácido sulfúrico obtenido, cuando y si se requiere.
Se midieron los condensados de gotas de electrolito y vapores de ácido sulfúrico y agua generado por cada celda, recolectados en el SIRENA de ios cuatro Primeros Dispositivos y de! Segundo Dispositivo Muiticamara que en promedio registraron diariamente 3,3 ± 1 litros por celda durante la Prueba (meses de Primavera Verano).
Durante ei transcurso de la Prueba no se observó ninguna cristalización, obstrucción ni corrosión en ningún elemento de! sistema SIRENA, incluido los aparejos de medición control, y reguíación de flujo ni en ia Turbina Extractora.

Claims

REIVINDICACIONES
Sistema Recuperador Reciciador de Neblina Acida generada en celdas electrolíticas de electroobtención o eíectrorefinación de metales no ferrosos, equipadas o no con sistemas de burbujeo de aire en e¡ e!ectroiito. donde dicho Sistema Recuperador Redclador de Nebiina Acida resueive ei problema de ia técnica actuai que genera innecesariamente un alto volumen de Neblina Acida, con un consiguiente alto consumo de energía y una alta corrosión del sistema de manejo y tratamiento de ia Neblina Acida, entendiéndose por Nebiina Acida a ia fase gaseosa formada por oxígeno generado en ios ánodos de ia celda, aire de burbujeo y aire atmosférico infiltrado, fase gaseosa mezciada con vapores de ácido sulfúrico, vapor de agua y gotas de electrolito en suspensión, CARACTERIZADO porque ei Sistema Recuperador Reciciador comprende: a) un Aparejo Extractor de Neblina Acida instalado en cada ceida para extraer ia Nebiina Acida generada; seguido de y conectado a. b) un Primer Dispositivo individuas, atrapador de gotas de electrolito y condensador parcial de los vapores de ácido sulfúrico y de agua contenidos en ia Nebiina Acida extraída de cada ceida, conectado mediante ducíos a,
c) un anifoid Colector común que recibe ios flujos de gases y vapores no condensados provenientes de una pluralidad de Primeros Dispositivos atrapadores de gotas y vapores de ácido sulfúrico, donde dicho Manifoid común ios conecta mediante ductos, ya sea, a
• un Segundo Dispositivo utticamara. que condensa ios vapores de ácido sulfúrico y vapor de agua residuales, no capturados en ei Primer Dispositivo, donde este Segundo Dispositivo Multicamare está conectado a su vez a un Sistema Extractor de gases que los evacúa, ya sea:
o ai ambiente directamente, o
c a un sistema de depuración química de vapores y gases, previo a su descarga a la atmósfera;
• o alternativamente, a un Sistema Extractor, que puede recibir tas descargas de uno o de varios ductos del Manifoid Colector de! Primer Dispositivo, donde dicho Sistema Extractor, descarga ya sea directamente a la atmósfera c a un sistema centralizado lavador o condensador de los vapores residuales de ácido sulfúrico. d) comprende además un Sistema Colector de Condensados de !os Primeros Dispositivos y del Segundo Dispositivo uiticamara para reciciarios ai proceso, un Sistema de Medición. Control y Regulación del Flujo de extracción de Neblina Acida desde cada celda y un Sistema de Medición, Control y Regulación det Flujo de extracción global Neblina Acida por el Sistema Extractor.
2. - Sistema Recuperador Reciciador de Neblina Acida generada en celdas electrolíticas de eiectroobtención o eiectrorefinación de metales no ferrosos, según reivindicación Ne 1. CARACTERIZADO porque en una realización preferida ei Aparejo Extractor está equipado con una c una pluralidad de ventanas de aspiración. 20, con un área total de aspiración comprendida entre 50 a 1500 cm2, con conexiones a uno o una pluralidad de ductos, con una sección totai comprendida entre 30 a 120 cm2 para la conducción del flujo de Neblina Acida; donde ¡as secciones de duelos pueden ser circulares o rectangulares, y donde la pluralidad de ductos de la celda convergen a un sólo dudo de alimentación de! Primer Dispositivo.
3. * Sistema Recuperador Reciciador de Neblina Acida generada en celdas electrolíticas de electroDtención o electrorefinaáón de metales no ferrosos, según reivindicación N* 2 CARACTERIZADO porque el Aparejo Extractor puede estar ubicado en uno cualquiera de ios cabezales de la celda, es decir, en el cabezal de alimentación o en el de descarga de electrolito.
4. - Sistema Recuperador Reciciador de Neblina Acida generada en celdas electrolíticas de eiectroobtención o electrorefinación de metales no ferrosos, según reivindicación N* 1 CARACTERIZADO porque una realización preferida del Primer Dispositivo atrapador de gotas de electrolito y condensador es un recipiente rectangular de dimensiones: largo, comprendido entre 25 a 50 cm; ancho, comprendido entre 15 a 40 cm y altura, comprendida entre 25 y 50 cm donde la base inferior del Primer Dispositivo, es plana, cónica o tronco cónica con válvula descarga de borras.
5. · Sistema Recuperador Reciciador de Neblina Acida generada en celdas electrolíticas de electroobtencién o eiectrorefinación de metales no ferrosos, según reivindicación N° 4 CARACTERIZADO porque en su parte inferior el Primer Dispositivo está equipado con un sistema atrapa gotas de electrolito que hace pasar la Nebiina Acida a la forma de burbujas por una columna de líquido, donde dicho sistema burbujeador está conformado por una pluralidad de ductos paralelos, perforados o porosos, alimentados desde un manifo!d conectado a! dudo de descarga de los Aparejos Extractores de las celdas, donde el manifold tiene un diámetro interior comprendido entre 1,0 a 3,0 cm. y ios ductos perforados o porosos tienen un diámetro interior comprendido entre 0,63 y 2.54 cm, con una pluraíidad de perforaciones o porosidades de diámetros comprendidos entre 0,05 y 0.5 cm, donde ei área totai perforada en cada Primer Dispositivo está comprendida entre 10 y 150 cm2. δ.- Sistema Recuperador RecicJador de Neblina Acida generada en celdas electrolíticas de eiectroo tención o electrorefinación de metales no ferrosos, según Reivindicación N9 5 CARACTERIZADO porque sobre el sistema burbujeador hay una columna de líquido de altura comprendida entre 5 y 20 cm donde burbujea ¡a Nebiina Acida.
7. - Sistema Recuperador Recicíador de Nebiina Acida generada en celdas electrolíticas de eiectroobtención o electrorefinación de metales no ferrosos, según Reivindicación Nc 4 CARACTERIZADO porque ei Primer Dispositivo, consta además de un orificio de rebalse deí condensado ubicado a una aitura comprendida entre 5 y 25 cm sobre ei nivei dei sistema burbujeador. donde ei líquido rebalsa y se descarga por gravedad y es recolectado y dirigido hacia un estanque común, para todos tos Primeros Dispositivos, y eventuaímente para recibir también el rebalse de condensado recolectado en e! Segundo Dispositivo Multicamara. donde la parte superior dei Primer Dispositivo y por sobre ei orificio de rebalse de condensado consta adicionaimente de dos o más piacas piañas o bailes, dispuestas horizontales y/u oblicuas al paso ascendente de los fluidos, donde la placa plana inferior tiene una sección comprendida entre 20% y 60% de su superficie de materia! poroso coaiescedor de gotas; ios gases salen dei Primer Dispositivo, por un ducto, que descarga en un Manifotó Colector, común a una pluralidad de ductos de descargas de Primeros Dispositivos, donde dicho anifold Colector se conecta a un Segundo Dispositivo Muiticamare mediante uno o una pluralidad de ductos afimentadores.
8. - Sistema Recuperador Reciciador de Neblina Acida generada en celdas electrolíticas de electrobtención o electrorefinación de metales no ferrosos, según Reivindicación Ne 1 CARACTERIZADO porque ei Segundo Dispositivo Multicamara. es un cuerpo formado por una pluralidad de cámaras verticales conectadas entre sí. que en una realización preferida son cuatro Cámaras, siendo sus dimensiones globales dependientes deí número de Primeros Dispositivos que concurren descargando en él, donde su sección es rectangular o circular comprendida entre 50 a 600 cm2 por cada Primer Dispositivo conectado a él, y con una aitura comprendida entre 50 y 300 cm.
9. - Sistema Recuperador Reciciador de Neblina Acida generada en celdas electrolíticas de eiectroobtención o eiectrorefinación de metales no ferrosos, según Reivindicación Ne 8 CARACTERIZADO porque ¡a Primera Cámara inferior consta de uno o una piuraíidad de sistemas paralelos atrapa gotas de electrolito que hacen patar ios gases y vapores y gotas ds Neblina Acida a ia forma de burbujas por una columna de iíquido de altura comprendida entre 5 y 40 cm, donde cada sistema burbujeador está conformado por una pluralidad de ductos perforados o porosos, alimentados por un manlfcíd, que a su vez. es alimentado por el que descarga ei manifold colector de ¡os Primeros Dispositivos, donde el manifbid deí sistema burbujeador de! Segundo Dispositivo ufticamara tiene un diámetro interior comprendido entre 2,0 a 8,0 cm, y ios ductos perforados o porosos tienen un diámetro interior comprendido entre 0,83 y 2,54 cm, con múltiples perforaciones o porosidades, y con un diámetro comprendido entre 0,05 y 0,5 cm. con un área totai perforada comprendida entre 10 y 150 cm2 por cada Primer Dispositivo conectado; en una realización preferida la primera Cámara inferior tiene un fondo tronco cónico con válvula de descarga de ia borra, y una altura comprendida entre 20 y 80 cm. medida desde el nivel de Sos burbujeadores; donde la primera Cámara en su parte superior consta de dos placas planas contrapuestas y que no se topan, con inclinación respecto a la horizontal entre 0o a 30° y con separación de sus extremos más alejados comprendida entre 10 y 20 cm; donde ia segunda Cámara consta también de dos placas piañas contrapuestas similares a ¡a primera Cámara, con inclinación respecto a ia horizontal entre 0' a 30° y con separación de sus extremos más alejados comprendida entre 10 y 20 cm, donde se aloja una pluralidad de tubos enfriadores, paralelos entre si y dispuestos en bias, de diámetros interiores comprendidos entre 10,0 a 12,0 mm, que atraviesan perpendicuiarmente el flujo ascendente de fiuidos, donde los tubos son enfriados desde el ambiente exterior por convección natural de aire, aire forzado o mediante un fluido refrigerado para ayudar a la condensación del flujo ascendente; donde la tercera Cámara consta también de dos placas planas contrapuestas y que no se tocan entre sí. con inclinación respecto a ia horizontal entre 0o a 30° y con separación de sus extremos más alejados comprendida entre 10 y 20 cm, donde dicha tercera Cámara está rellena con partículas inertes ds granulometría comprendida entre 0,5 y 5,0 cm, para aumentar la superficie de contacto y ayudar a la condensación de vapores contenidos en el flujo ascendente; donde la Cámara 4. que cumple una función de cámara de expansión, puede constar también con dos placas planas contrapuestas y que no se tocan entre sí con inclinación respecto a ia horizontal entre 0o a 30* y con separación de sus extremos más alejados comprendida entre 10 y 20 cm; donde esta cuarta Cámara, está normalmente vacía y eventualmente preparada para contener material particulado apropiado como atrapador químico de los vapores de ácido sulfúrico y otros residuales que pudieran estar presentes en ei flujo de gases, donde el material particulado tiene granuiometria comprendida entre 0,5 y 5,0 cm. - Procedimiento para operar et Sistema Recuperador Reciciador de Neblina Acida generada en ceidas electrolíticas de eiectroobtención o electrorefinadón de metales no ferrosos, según reivindicación N° 1 , y referidos a la Figura 1 para facilitar su comprensión, CARACTERIZADO porque comprende los siguientes pasos:
1 . se instala el sistema SIRENA y sin conectar ei Aparejo Extractor, 2, se agrega agua a cada uno de los Primeros Dispositivos, 3, hasta el nivel de rebaise, 36 (Figura 2.1);
2. se agrega agua ai Segundo Dispositivo Muiticamara, 7, hasta el nivel de rebalse.
48, (Figuras 3.1 y 3.2);
3. se conecta el Aparejo Extractor. 2. del SIRENA a cada una de las ceidas, 1 ;
4. se abre la válvula de alivio a ía atmósfera. V1. dei Sistema Extractor de la turbina, 9. y se cierra ia válvula de alivio a la atmósfera, V2, y también se cierra la V3. que conecta el extractor, 9, al sistema SIRENA;
5. se pone en marcha ei Sistema Extractor, 9, y se regula el flujo de extracción del Sujo total con ei Sistema Medición, Regulación y Control de Flujos, 8, en función dei flujo de extracción requerido por el número de ceidas conectadas al SIRENA.:
6. se abre ia válvula. V3. aguas abajo de! Segundo Dispositivo uítica naras, 7, y se cierra ia válvula, V5, que conecta ei Manifold Colector con el Dispositivo Muiticamara, 7; se abre ia válvula alivio a la atmósfera, V4;
7. se regula nuevamente ia aspiración de le turbina para mantenerla en el fiujo ajustado en el punto 5;
8. se cierre ia válvula de alivio a la atmósfera, V4 y se abre ia válvula V5;
8. se procede a ia regulación individual dei flujo de aspiración desde cada una de ías celdas de acuerdo ai valor prefijado según las condiciones de operación de cada celda por medio del Sistema de Medición. Control y Regulación del Fiujo extracción individual. 12.
PCT/CL2014/000026 2013-06-19 2014-06-18 Sistema recuperador y reciciador de neblina ácida generada en celdas electrolíticas de electroobtemcíon o electrore fl nacion de metales no ferrosos. WO2014201579A1 (es)

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