PLANTA PILOTO DE SX MMXIV
I) PARAMETROS GENERALES. 1.1) DESCRIPCION OPERACIONAL. La unidad descrita dispone de equipos aptos para inferir simulaciones de procesos hidrometalurgicos, principalmente para procesar soluciones ricas en cobre, concentrarlas y luego ser derivadas a una planta de electro obtención. Esta área está acotada por: Planta de extracción por solventes, unidad descrita en flowsheet adjunto, con una configuración de 2 etapas de extracción, 1 etapa de lavado de orgánico y 2 etapas de re extracción. Esta configuración puede ser modificada de acuerdo a las experiencias particulares que se deseen ejecutar. La solución rica o PLS es derivada desde una planta de lixiviación por columnas u otro proceso hasta un TK inicial de PLS, desde el cual comienza a ser descargada en la etapa N1 (E1) mediante un extractante (puede ser lix 984 u otro) en 2 etapas sucesivas. En la etapa N2 (E2) se evacua un refino descargado (retorna a lix) y un orgánico cargado, que es derivado hasta la etapa de lavado (EL), donde se mezcla con agua y luego se deriva hacia la etapa de re extracción (RE1). En 2 etapas sucesivas (RE1 y RE2) el orgánico se pone en contacto con una solución de electrolito de elevada concentración de acido, en que es descargado del cobre contenido. El orgánico ahora descargado retorna al circuito de partida y el electrolito ahora cargado avanza hacia la planta de EW. Desde la planta de EW retorna electrolito agotado para captar en la etapa de RE el ciclo de carga. Este proceso puede ser continuo o Bach, dependiendo de los parámetros operacionales elegidos para la experiencia en particular.
II) DESCRIPCION DE EQUIPOS. Rack de soportacion, cubierta de 3 niveles para sostener los componentes de esta área, fabricado en acero estructural y placas de terciado marino con aplicaciones de poliuretano. En el primer nivel se encuentran los TK de proceso; TK de PLS; TK de Agua para Lavado; TK de Orgánico Descargado y TK de Electrolito Descargado. Estos TK cuentan con una capacidad útil de 17 LT. La solución de estos TK es capturada por las bombas de proceso para ser enviadas a los puntos definidos en la configuración propuesta. En el segundo nivel, se encuentran las bombas de diafragma, y son las que envían a los distintos mezcladores las soluciones del proceso. Estas bombas tienen calibración de desplazamiento y velocidad para definir los caudales de trabajo. Las bombas incluidas son: Bomba de PLS; de Agua; de Orgánico Descargado y de electrolito descargado mas una stand BY. En el tercer nivel se encuentran los Mezcladores/Decantadores con sus respectivos moto agitadores y el cuadro de control. 2.1 rack soportante: estructura metálica de 2200mm x 450mm x 1000mm construido en perfil tubular de 50 x 3mm, con terminaciones electro pintadas de poliuretano. Esta unidad está destinada a contener la totalidad de los equipos de la planta SX y cuenta con niveladores en sus bases, para asegurar el nivelado de los M/D.
2.2 TK de proceso: fabricados en CPVC y destinados a contener las soluciones de proceso y alimentar las bombas. 2.3 Bombas de Proceso: ubicadas sobre los TK y bajo los M/D, su operación está definida para alimentar los mezcladores de las unidades en operación. Estas bombas son para una tensión de 220v CA y son aptas para los fluidos manejados. Su calibración para definir caudales unitarios de operación se ejecuta directamente por los diales de velocidad y/o dial de stroke (desplazamiento). Se adjunta grafico de calibración. Se ubican 4 unidades; PLS; Agua; O. Agotado y E. agotado.
2.4 Mezcladores/Decantadores: 5 unidades fabricadas en acrílico translucido de 10mm de espesor. Estos equipos están destinados a poner en contacto físico una fase orgánica con una fase acuosa para ejecutar traspaso de carga de una fase a otra, esta operación se ejecuta en la zona de mezclado, una vez que el tiempo de residencia (3 min) se ha cumplido es vertida hasta la zona del decantador, en que es separada por medio de diferencia de pesos específicos de las fases, una se evacua por rebalse de acuoso regulable en altura y la otra por una canaleta de orgánico.
El volumen útil del M/D es de 2200 CC y la evacuación de la fase acuosa es regulable en la altura, con esto se consigue manejar la banda de orgánico en el decantador para cada experiencia en particular. La configuración propuesta de acuerdo al flowsheet; puede ser cambiada (de acuerdo a experiencias en particular) dado que las entradas y salidas de fluidos se manejan con piping comercial de fácil recambio. 2.5 agitadores: 5 agitadores montados sobre el mezclador mediante un soporte regulable. Estos cuentan con una turbina de diseño apropiado para inferir parámetro de mesclado sin ejecutar sobre agitación, que perjudique la separación en el decantador. Están equipados con motores trifásicos de 180 w de potencia y 220 VCA, la regulación de velocidad la ejecuta un dispositivo electrónico (vareador de frecuencia) que opera con un potenciómetro. Estos motores son de fácil recambio y su velocidad se controla desde el cuadro de control donde se indican las zonas de óptima operación y las zonas peligrosas por sobre las velocidades permitidas. La velocidad media de operación es de unas 1800 RPM, que corresponde a los 900 FT/min de velocidad periférica recomendada por los fabricantes de reactivos.
2.6 Cuadro de Control: central eléctrica que distribuye la energía a las bombas y a los agitadores, los cuales son comandados por vareadores de frecuencia.
III) CUBICACION GENERAL. 3.1) AREA ELECTROMECANICA. CUADRO DE CONTROL. 01 gabinete que contiene: Entrada de fuerza eléctrica. Salida de 220 VCA para acople de energía bombas. Salida mediante v. de frecuencia para control de agitadores. MOTORES/AGITADORES. 05 motores trifásicos de 380VCA de 180W de potencia. 05 turbinas de agitación acopladas a un eje de aisi 316, insertas al motor.
3.2) AREA HIDRAULICA. BOMBAS DE PROCESO. 04 bombas de proceso de 220VCA 50HZ ajuste manual, tanto en velocidad como en desplazamiento. Caudal 7,6 LPH (125 cc/min) 3,5 BAR. (Se incluye una en Stand By). 05 rebalses de acuoso regulables para establecer alto de banda de orgánico, estos dispositivos se encuentran instalados en la zona de evacuación del decantador.
3.3) AREA DE PROCESO. 01 rack soportante 05 mezcladores/decantadores. 04 TK de procesos. 05 columnas de soporte variable de agitadores. IV) OPERACIÓN BASICA DE PUESTA EN MARCHA. 4.1) AREA ELECTROMECANICA. Se debe energizar el cuadro de control y conectar las bombas de proceso. El accionamiento de los agitadores se debe ejecutar gradualmente y solo cuando los mezcladores estén con agua o solución de proceso, esto para no producir vibraciones adicionales al sistema de agitación.
GRAFICO DE CALIBRACION DE VELOCIDAD AGITADORES. Se recomienda no sobrepasar 40HZ (2200 RPM) de velocidad. El accionamiento de las bombas se ejecuta directamente del dial de velocidad, la posición cero indica que está detenida, desde este punto se debe hacer un incremento gradual de la velocidad. Para ejecutar cambios en el dial de desplazamiento, este debe ser gradual y solo cuando la bomba este en marcha. 4.2) AREA HIDRAULICA. Para proceder a la puesta en marcha, se deben tener con agua o soluciones los estanques de proceso (PLS; H2O; O. Descargado y Electrolito Descargado. En este momento se ponen en marcha las bombas y cuando los mezcladores estén con fluido, se ponen en operación gradual los agitadores, incrementando gradualmente la velocidad de agitación.
De esta forma las soluciones avanzan de acuerdo a la configuración elegida, poniéndose en contacto fases orgánicas y acuosas, para luego separarse en el decantador, la fase orgánica rebasa sobre la canaleta de orgánico (su espesor esta dado por la altura del rebase regulable de acuoso) y la fase acuosa rebasa por la salida regulable en el extremo del decantador.
Así las soluciones se mezclan y separan sucesivamente hasta alcanzar sus puntos de evacuación. El PLS se evacua como refino desde E2; el agua de lavado se evacua en la salida de acuoso de la etapa L ; el electrolito cargado se evacua en R1; el orgánico descargado se evacua en R2. OPCIONES DE OPERACIÓN HIDRAULICA. OPCION BACH. Partiendo desde las columnas de Lixiviación, se genera un pls cargado, el cual es acopiado en un volumen apropiado, para ser vertido en el TK de PLS de la Planta SX. En la planta este se descarga y se genera un electrolito cargado, en un volumen apropiado, el cual se deriva a un balde que es ubicado en la succión de la bomba de electrolito cargado en la planta de ew. Esta bomba impulsa la solución hasta el tk de electrolito circulante donde mediante la bomba de electrolito circulante es derivado a las celdas de ew, para ejecutar el intercambio de Cu soluble a Cu metálico en el cátodo de aisi. En esta operación se genera electrolito pobre que debe ser derivado hasta la planta de SX y de esta forma cerrar el ciclo hidráulico.
OPCION CONTINUA. Se carga el TK de pls con solución capturada en las columnas de LIX y se asume que los restantes TK se encuentran cargados con sus respectivas soluciones (H2O; Electrolito Pobre; Organico descargado). Luego se activan las bombas y se espera a que los mezcladores tengan fluidos, para ir gradualmente incrementando la agitación. En esta configuración el circuito de PLS a refino sigue operando por captación volumétrica, es decir se debe colocar un balde en la descarga de refino para cargar el balde de lixiviación. Mediante un By Pass se deriva el electrolito cargado directamente hacia el TK de electrolito circulante en la planta de EW, y el electrolito agotado generado en esta última, mediante un BY Pass se retorna hasta el TK de electrolito agotado en la Planta de SX. CON VELOCIDAD CONSTANTE EN 100% Y DESPLAZAMIENTO VARIABLE, SE OBTIENE EL CAUDAL. PARA CAUDALES INTERMEDIOS USAR LA ECUACION DE LA RECTA.
CON DESPAZAMIENTO CONSTANTE EN 100% Y VELOCIDAD VARIABLE, SE OBTIENE EL CAUDAL. PARA CAUDALES INTERMEDIOS USAR LA ECUACION DE LA RECTA.
Precauciones de operación: Verificar que las bombas cuenten con solución o agua y hacer circular agua por ellas antes de detenerlas por un periodo mayor a 12 horas. Evitar impactos sobre las celdas. Evitar sobre mezclado o altas velocidades en agitadores. Para cada experiencia, dejar aseados los componentes de la Planta. Evitar derrames de electrolitos (este es conductor de corriente) y otros fluidos. Máxima precaución de contacto con la piel y ojos de electrolito, si existiera aplicar abundante agua para mitigar efectos y a la brevedad asistir a centro de salud. Todos los tk y equipos son de fácil desmontaje, esto permite el aseo posterior a las experiencias ejecutadas.