UTRERAS ZAMBRANO, David Eugenio (El Yodo 7784, Oficina 2, Antofagasta, CL)
| REIVINDICACIONES 1. - Sistema de extracción y/o re-extracción por solventes, que permite una elevada eficiencia en los procesos de transferencia de masa desde una primera fase de una primera densidad hacia una segunda fase de una segunda densidad; ambas densidades son distintas y ambas fases son inmiscibles; dicho sistema comprende un mezclador (14) en donde se mezclan ambas fases, de manera que una de las fases queda distribuida como gotas discontinuas en una matriz continua de la otra fase; dicho sistema comprende un estanque decantador (15) en donde se separan ambas fases provenientes de dicho mezclador (14); dicho estanque decantador (15) es alimentado con la mezcla proveniente de dicho mezclador (14); CARACTERIZADO porque dicho mezclador (14) comprende una primera cámara (24) de mezclado, con un primer agitador, y una segunda cámara (25) de mezclado, con un segundo agitador; dicha primera cámara (24) y dicha segunda cámara (25) son alimentadas de manera que la razón "segunda fase / primera fase" es diferente en ambas cámaras de mezclado. 2. - Sistema de extracción y/o re-extracción por solventes de acuerdo con la reivindicación 1 , CARACTERIZADO porque la mezcla obtenida de dicha primera cámara de mezclado (24) es alimentada a dicha segunda cámara de mezclado (25). 3. - Sistema de extracción y/o re-extracción por solventes de acuerdo con la reivindicación 2, CARACTERIZADO porque dicha primera cámara de mezclado (24) es alimentada de manera que la razón "segunda fase / primera fase" es mayor que 1 , preferentemente mayor que 1 ,5 y más preferentemente mayor que 3, con el propósito de acelerar la transferencia de metal entre ambas fases en dicha primera cámara de mezclado (24). 4.- Sistema de extracción y/o re-extracción por solventes de acuerdo con la reivindicación 3, CARACTERIZADO porque dicha segunda cámara de mezclado (25) es alimentada de manera que la razón "segunda fase / primera fase" tiene un valor menor que el observado en dicha primera cámara de mezclado (24), preferentemente menor que 3, y más preferentemente menor que 1 ,5 con el propósito de acelerar la separación de la mezcla que es obtenida de dicha segunda cámara de mezclado (25) cuando es alimentada al estanque decantador (15). 5.- Sistema de extracción y/o re-extracción por solventes de acuerdo con la reivindicación 1 , CARACTERIZADO porque dicho primer agitador y dicho segundo agitador son accionados a un valor de revoluciones por minuto de entre 30 y 300, preferentemente, entre 50 y 120, y más preferentemente aún entre 70 y 90. 6.- Sistema de extracción y/o re-extracción por solventes de acuerdo con la reivindicación 1 , CARACTERIZADO porque el mezclador (14) está dispuesto al interior de dicho estanque decantador (15) y dichos agitadores están dispuestos debajo de un plano que separa a dicha primera fase de dicha segunda fase en dicho estanque decantador (15). 7.- Sistema de extracción y/o re-extracción por solventes de acuerdo con la reivindicación 1 , CARACTERIZADO porque el estanque decantador (15) comprende mamparas guías (27) que se extienden radialmente y que contribuyen a que se genere un flujo laminar y radial de dicha mezcla en dicho estanque decantador (15). 8.- Sistema de extracción y/o re-extracción por solventes de acuerdo con la reivindicación 1 , CARACTERIZADO porque dicho estanque decantador (15) está definido por una pared cilindrica por encima de la cual rebalsa radialmente hacia fuera la fase menos densa y una capa intermedia de dispersión que se produce entre la fase menos densa y la fase más densa; dicho rebalse cae en un vertedero de lavado (16) anular que rodea al estanque decantador (15) y es concéntrico al mismo; dicho vertedero de lavado (16) comprende una canaleta (17) en la parte superior de su manto externo para recolectar la fase menos densa por rebalse. 9. - Sistema de extracción y/o re-extracción por solventes de acuerdo con la reivindicación 8, CARACTERIZADO porque comprende duchas de lavado (28) dispuestas concéntricamente por sobre el estanque decantador (15) y el vertedero de lavador (16) e inyectores dispuestos por sobre el borde desestanque decantador (15) para generar una cortina de agua de lavado. 10. - Sistema de extracción y/o re-extracción por solventes de acuerdo con la reivindicación 9, CARACTERIZADO porque comprende una cámara de traspaso de la fase menos densa (19) anular y periférica al vertedero lavador (16) que recibe la fase menos densa desde la canaleta (17) por rebalse. 11. - Sistema de extracción y/o re-extracción por solventes de acuerdo con la reivindicación 10, CARACTERIZADO porque comprende un vertedero de acuoso (20) anular y periférico al vertedero lavador (16) que tiene un manto externo que constituye el manto interno de un cajón de nivel de la fase más densa (18) anular y periférico a dicho vertedero de fase mas densa (20), dicho manto externo es de altura menor que el manto externo del cajón de nivel de acuoso (18). 12.- Sistema de extracción y/o re-extracción por solventes de acuerdo con la reivindicación 1 , CARACTERIZADO porque dicha primera fase es una solución de lixiviación preñada rica en cobre y dicha segunda fase es una solución orgánica pobre en cobre. 13. - Sistema de extracción y/o re-extracción por solventes de acuerdo con la reivindicación 1 , CARACTERIZADO porque dicha primera fase es una solución orgánica rica en cobre y dicha segunda fase es una solución de electrolito pobre en cobre. 14. - Sistema de extracción y/o re-extracción por solventes de acuerdo con la reivindicación 1 , CARACTERIZADO porque dicho estanque decantador (15) es alimentado en una región central del mismo con la mezcla proveniente de dicho mezclador (14). |
Antecedentes de la invención
La presente invención se relaciona con el proceso de extracción por solvente en la industria de los metales y no metales y preferentemente en la industria del cobre. En particular, la presente invención es aplicable a un sistema de extracción por solventes de cobre, cobalto, molibdeno, etc., y sales no metálicas.
El proceso de extracción por solvente se basa en mezclar, transferir y separar dos fases inmiscibles y de diferente densidad con el propósito de generar, por ejemplo, la transferencia del contenido metálico de una de las fases a la otra.
Para poder optimizar el desempeño de este proceso se deben tener en cuenta una serie de variables importantes. Sin embargo, esta optimización no es para nada simple, ya que algunas de las variables cuyo valor debe aumentar para mejorar una parte del proceso (por ejemplo transferencia) deben disminuirse para mejorar otra parte del mismo (por ejemplo separación).
En efecto, una buena mezcla y transferencia se benefician con un elevado nivel de agitación, sin embargo, ello redunda en un tamaño de gota muy pequeño de una fase en la otra, lo que hace ineficiente la separación. Por otra parte, hacer una mezcla con una mayor concentración de la fase pobre en cobre beneficia la transferencia, aunque al mismo tiempo perjudica la separación. Cuando la separación no es eficiente, se necesita aumentar el tiempo de permanencia de la mezcla en el reactor, aunque ello redunda en mayores dimensiones de los reactores y mayor cantidad de químicos que deben utilizarse, generando mayores costos de instalación y de operación. En el caso de la explotación de minerales oxidados y sulfuras de cobre en la hidrometalurgia, el proceso de extracción por solventes involucra típicamente tres etapas:
(A) Extracción: consiste en transferir cobre desde solución de lixiviación preñada con alto contenido de cobre a una fase orgánica con bajo contenido de cobre.
(B) Lavado: consiste en lavar la fase orgánica (proveniente de la etapa anterior) para evitar que contamine el electrolito en la siguiente (y última) etapa.
(C) Re-extracción: consiste en transferir cobre desde una fase orgánica con alto contenido de cobre (proveniente de la etapa anterior) a un electrolito con bajo contenido de cobre.
Un primer sistema ampliamente utilizado en la extracción por solventes en la hidrometalurgia del cobre se basa en el uso de piscinas rectangulares de grandes dimensiones dispuestas una a continuación de la otra. En un primer grupo de dos o más piscinas se realiza la etapa de extracción (A). Posteriormente, en una piscina adicional se realiza la etapa de lavado (B). Por último, en un segundo grupo de dos o más piscinas se realiza la etapa de re-extracción (C). Este sistema utiliza además un agitador para cada piscina y, una multiplicidad de bombas y estanques para guardar la existencias ("stocks") de reactivos químicos usado en el proceso (por ejemplo el orgánico).
Las ventajas de este primer sistema son las siguientes:
• La mezcla y transferencia son buenas debido a que utilizan agitadores de altas RPM que producen burbujas pequeñas.
• La mantención del sistema es simple
Sin embargo, este primer sistema presenta los siguientes inconvenientes: • Requiere un elevado tiempo de permanencia debido a que la separación es lenta, generando un aumento de existencia, lo que implica un aumento de costo.
• Esto se debe por un lado a que las burbujas son pequeñas y por otro a que la velocidad en las piscinas es constante y relativamente rápida lo que produce turbulencias que dificultan la separación.
• Requiere de instalaciones de grandes dimensiones y que necesitan una cantidad elevada de reactivos (todo lo cual aumenta los costos).
• No se puede variar la proporción entre las fases en cada piscina. Esto es perjudicial debido a que, como se indico anteriormente, una proporción que involucra una elevada concentración de fase pobre en cobre (ejemplo: fase orgánico en etapa de extracción (A)) favorece la transferencia pero perjudica la separación. Similarmente, una proporción que involucra una baja concentración de fase pobre en cobre (ejemplo: fase orgánico en etapa de extracción (A)) perjudica la transferencia pero favorece la separación. Consecuentemente, es altamente deseable poder variar la proporción entre las fases en cada piscina para optimizar primero la transferencia y luego la separación.
Un segundo sistema conocido en la extracción por solventes de la hidrometalurgia del cobre es el divulgado en la patente US 7.550.12Q, el cual se basa en el uso de reactores cilindricos para realizar la etapa de extracción (A). Posteriormente, se debe realizar el proceso de lavado (B) en un reactor o piscina especial para esos fines (no mencionada explícitamente), el cual es esencial para evitar que el electrolito se contamine y perjudique la calidad de los cátodos de cobre (que se obtienen posteriormente a partir del electrolito). Por último, mediante el uso de reactores cilindricos se puede realizar la etapa de re-extracción (G). Este sistema utiliza además un agitador central en cada reactor y unas mallas o rejas, al interior de cada reactor, tendientes a ordenar el flujo. Las ventajas de este segundo sistema son las siguientes:
• La mezcla y transferencia son buenas debido a que utilizan agitadores de altas RPM que producen burbujas pequeñas.
• La separación se ve beneficiada, en parte, por el uso de mallas que ordenan el flujo de la mezcla.
• El tamaño de los reactores o estanques es relativamente menor que el de una piscina tradicional, debido a que se reduce la recirculación, lo cual redunda en una disminución de la cantidad de orgánico necesario en el proceso.
Sin embargo, este segundo sistema presenta los siguientes inconvenientes: · No se divulga que la etapa de extracción (típicamente realizada en dos o más piscinas) pueda ser realizada en un solo reactor o estanque, por lo que no es claro cuan efectiva es esta configuración de estanque con mallas, ni cuan significativo es el ahorro que la misma produce.
• No se divulga que la etapa de re-extracción (típicamente realizada en dos o más piscinas) pueda ser realizada en un solo reactor o estanque, por lo que no es claro cuan efectiva es esta configuración de estanque con mallas, ni cuan significativo es el ahorro que la misma produce.
• No es claro que el estanque permita lavar adecuadamente las fases, por lo que aparentemente se requiere de una piscina de lavado como las descritas anteriormente (en el primer sistema), lo que perjudica el tiempo de permanencia y eleva los costos.
• Las mallas involucran una mantención relativamente compleja ya que deben lavarse periódicamente (para evitar obstrucciones) y cambiarse cuando se deterioren por el uso. • Aunque las mallas contribuyen, de algún modo, a homogeneizar el flujo y facilitar la separación, dichas mallas son elementos singulares en el flujo que generan algún grado de turbulencia (lo cual dificulta la separación).
• No se puede variar la proporción entre las fases en cada reactor cilindrico. Esto es perjudicial debido a que, como se indico anteriormente, una proporción que involucra una elevada concentración de fase pobre en cobre (ejemplo: fase orgánico en etapa de extracción (A)) favorece la transferencia pero perjudica la separación. Similarmente, una proporción que involucra una baja concentración de fase pobre en cobre (ejemplo: fase orgánico en etapa de extracción (A)) perjudica la transferencia pero favorece la separación. Consecuentemente, es altamente deseable poder variar la proporción entre las fases en cada piscina para optimizar primero la transferencia y luego la separación.
En conclusión, existe la necesidad en el arte previo de sistemas de extracción por solventes que resuelvan los problemas antes indicados.
Descripción resumida de la invención
La presente invención se relaciona con un sistema de extracción por solvente en la industria de los metales y no metales como por ejemplo las sales, y preferentemente en la industria del cobre, que resuelve los problemas del arte previo, indicados anteriormente.
Para ello la presente invención se basa en el uso de un novedoso sistema de mezclado multietapas que permite generar, en una primera etapa, una mezcla con una elevada concentración de fase pobre en cobre (ejemplo: fase orgánico en etapa de extracción o fase electrolito en etapa de re-extracción) favoreciendo así la transferencia. Luego, en una segunda etapa de mezcla, se puede reducir la concentración de la fase pobre de cobre (ejemplo: fase orgánico en etapa de extracción o fase electrolito en etapa de re-extracción), con el propósito de favorecer la separación. Gracias a esta característica, la invención logra eficiencias superiores a los sistemas conocidos en el estado del arte.
Adicionalmente, el sistema de mezclado multietapas permite utilizar una menor cantidad de revoluciones por minuto en los agitadores involucrados permitiendo un control más preciso del tamaño de gota (de una fase en la otra), lo que en definitiva permite alcanzar una distribución relativamente uniforme de un tamaño de gotas que es levemente mayor al producido por los agitadores típicos. Este tamaño de gota uniforme y no demasiado pequeño permite lograr tanto una buena transferencia como una buena separación.
Adicionalmente, la invención utiliza una novedosa configuración de extracción por solventes que requiere únicamente dos reactores o estanques para realizar la totalidad de los pasos involucrados (A, B y C). Cada uno de estos reactores o estanques es preferentemente cilindrico y posee un mezclador multietapas dispuesto, preferentemente, en su parte central. Un primero de estos reactores permite realizar simultáneamente las etapas de extracción (A) y lavado (B) indicadas anteriormente, gracias a que incorpora un novedoso sistema de lavado que se realiza al interior del reactor. Un segundo de estos reactores permite realizar la etapa de re-extracción (C) indicada anteriormente.
Gracias a que la totalidad de las etapas (A, B y C) se realiza en sólo dos reactores, el tamaño de las instalaciones involucradas es significativamente menor (y más económico) que el tamaño de las instalaciones conocidas en el arte previo, lo que le permite a la presente invención utilizar una cantidad significativamente menor de reactantes, con un significativo ahorro de costos.
Los reactores de la invención poseen además una novedoso arreglo de guías radiales que permiten facilitar un flujo radial no turbulento de la mezcla conforme se aleja del centro del reactor, lo cual sumado al hecho de que dicha velocidad es decreciente, permite lograr flujos laminares muy adecuados para el proceso de separación.
Todas estas características hacen que el proceso de mezclado, transferencia y separación en la invención sea muy eficiente, lo que se ve reflejado en que el tiempo de permanencia en los reactores de la invención es de aproximadamente la mitad al tiempo de permanencia en un sistema convencional de piscinas, logrando con esto un ahorro de costo. La configuración de la invención permite alcanzar eficiencias de 2 veces (o más) la lograda por una instalación convencional de piscinas. En otras palabras, para un producción fija (metros cúbicos por hora) de electrolito rico en cobre, la invención requiere un volumen en sus reactores que es la mitad (o menos) del volumen que requiere una instalación típica de piscinas.
Es importante notar que la invención no requiere de mallas para lograr la separación, debido a la novedosa configuración de sus mezcladores multietapas y guías radiales, por lo que el sistema de la invención es muy simple y no requiere mantener las mallas (dado que no las tiene).
Los resultados sorprendentes que alcanza la invención son obtenidos gracias a una serie de propiedades muy convenientes asociadas a la configuración antes indicada y/o a modalidades preferidas de la invención, las cuales se detallan a continuación:
• Mejor control de las continuidades: El reactor de la presente invención trabaja con una menor energía de mezcla por efecto de la continuidad interna de operación de las cámaras de mezcla, las cuales pueden ser del tipo orgánico continuo (matriz orgánica) con una fase discreta de gotas acuosas o acuoso continuo (matriz acuosa) con una fase discreta de gotas orgánicas, en función de las viscosidades y tensiones superficiales de las fases orgánicas y acuosas, siendo controladas las continuidades de operación en las cámaras de mezcla en forma independiente, ya que, como se ha indicado anteriormente, se puede ingresar distintas razones de las fases (por ejemplo orgánico y solvente acuoso en la etapa de extracción) al estanque mezclador (lo cual no se consigue con los equipos del arte previo). · Menor dispersión del tamaño de gotas: Por efecto del traspaso de menor energía del torque de agitación a la mezcla, se genera una menor densidad de micro-gotas estables o el efecto denominado "gota dura", esta cualidad genera una mejor coalescencia en el estanque decantador, los equipos mezcladores convencionales no pueden controlar la dispersión.
· Equilibrio químico: El estanque mezclador de doble cámara de mezcla o agitación tiene dos contactos del líquido extractante y el solvente acuoso, ya que puede ser alimentado en paralelo, lo que genera dos equilibrios químicos definidos, esto genera que la transferencia de masas de la especie útil sea más eficiente de igual forma el aprovechamiento del líquido extractante, en lo que refiere a su carga, los equipos mezcladores convencionales no tiene alimentaciones en paralelo en sus cámaras de mezcla o agitación.
• Control de la laminaridad de la mezcla: El estanque mezclador de doble cámara de mezcla ó agitación tiene la cualidad de distribuir los flujos de las fases orgánicas y acuosas en dos cámaras (de mezcla) en forma paralela, lo que produce un control de la laminaridad de la mezcla, los mezcladores convencionales no tiene esta condición.
Neutralización de la energía de descarga: El estanque mezclador del reactor de la presente invención tiene su descarga, preferentemente, bajo el nivel de rebose del estanque decantador, produciéndose una operación denominada de "lecho inundado", esto produce una neutralización de la energía de la descarga desde el estanque mezclador con la presión estática del volumen de fase orgánica sobre el estanque mezclador, produciéndose una laminaridad de la mezcla descargada hacia el decantador. Los mezcladores convencionales no tiene esta condición, ya que descargan en forma horizontal a los decantadores o no existe esta característica de diseño en equipos de extracción por solventes.
Distribución homogénea de la mezcla: El estanque mezclador del reactor de la presente invención tiene, preferentemente, dos falsos fondos, uno bajo cada cámara de mezcla, que absorben el primer golpe de energías de la agitación de los flujos de las fases orgánicas y acuosas, ésto produce una distribución homogénea de la mezcla y una disipación de la energía, los equipos convencionales sólo consideran un falso fondo. Adicionalmente, la mezcla producida en el estanque mezclador de doble cámara de agitación es distribuida en cuatro o más volúmenes, canalizado los flujos por unas mamparas guías las cuales producen una distribución en todo el estanque decantador.
Mejor separación de fases: la mezcla alimentada radialmente en el estanque decantador, tiene una mayor velocidad de separación producto del mayor tamaño de gota, producida en el estanque mezclador de doble cámara de agitación, afectando positivamente a la coalescencia y además la distribución radial de la mezcla genera una gradiente homogénea de perfiles de velocidad de las fases en todo el estanque decantador, produciendo una disminución del valor del Reynolds a medida que se llega al perímetro de descarga hacia el vertedero, esto aumenta la laminaridad de las fases generando buenas y rápidas separaciones de fases, disminuyendo los arrastres físicos llevando esta condición a tener soluciones más puras. Los decantadores convencionales tienen perfiles de velocidad no homogéneos causados por el efecto de pared o por el uso de mallas que son, en sí, singularidades que generan turbulencia.
Menor turbulencia hacia la descarga: el trabajar con lecho inundado con respecto al estanque mezclador de doble cámara de agitación, produce una presión estática del inventario de la fase orgánica, más liviana, disminuyendo la turbulencia desde el centro del decantado hacia su perímetro de descarga, a causa de la disminución de los perfiles de velocidad producido en el estanque mezclador de doble cámara de agitación.
Pureza de la fase liviana: La fase liviana o fase orgánica, es lavada en el estanque decantador con agua, la cual limpia todo arrastre posible en todas las carnadas de la banda de la fase liviana, esto se realiza en forma de aspersión sobre la superficie de la fase liviana limpiando la parte superior de la banda. Un segundo lavado se realiza en el perímetro del estanque decantador, esta se realiza produciendo una cortina de agua ascendente lo que produce una limpieza de las carnadas inferiores de la banda de la fase liviana. La mayor cantidad de impureza queda en el estanque decantador, donde se decanta el agua sucia con impurezas, la otra parte es decantada en el estanque anular decantador y lavador. En los decantadores convencionales no existe esta técnica de lavado. Descripción de las figuras
La figura 1 muestra un esquema de un sistema convencional de extracción por solventes, el cual comprende cinco piscinas para dos etapas de extracción, una etapa de lavado y dos etapas de reextracción respectivamente, adicionalmente comprende bombas y estanques de líquido para la recirculación durante el proceso de extracción.
La figura 2 es un esquema de un sistema de extracción por solventes, de acuerdo con la presente invención, con un único reactor o estanque para las etapas de extracción y lavado, otro único reactor o estanque para la etapa de re-extracción y las bombas (una para cada reactor).
La figura 3 es un esquema con vista en perspectiva de un ensamble de reactor de la presente invención para las etapas de extracción y lavado de un proceso de extracción por solvente de cobre.
La figura 4 es un esquema con vista en corte y en perspectiva del ensamble de reactor de la presente invención para las etapas de extracción y lavado de un proceso de extracción por solvente de cobre.
La figura 5 es un esquema con una vista en planta del ensamble de reactor de la presente invención para las etapas de extracción y lavado de un proceso de extracción por solvente de cobre. La figura 6 es un esquema con una vista en corte frontal del ensamble de reactor de la presente invención para las etapas de extracción y lavado de un proceso de extracción por solvente de cobre. Descripción detallada de la modalidad preferida
La presente invención se relaciona con el proceso de extracción por solvente en la industria de los metales y no metales como por ejemplo el yodo, y preferentemente en la industria del cobre. En particular, la presente invención es aplicable a un sistema de extracción por solventes de óxidos de cobre.
Para comprender mejor la invención, se la describirá en base a una modalidad preferida, la que se ilustra en los dibujos, la que tiene solamente un carácter ilustrativo, no limitándose el alcance de la invención, ni a la dimensiones, ni a la cantidad de elementos ilustrados, ni a los medios de sujeción ejemplificados.
Tal como se presenta en la figura 1 , un sistema de extracción por solventes tradicional o convencional cuenta con cinco piscinas ó decantadores (5), para las etapas denominadas extracción 1 (6), extracción 2 (7), lavado (8), re-extracción 1 (9) y re-extracción 2 (10); cada una con su agitador (1); y de una multiplicidad de bombas (4) y de estanques de líquido (3) para el proceso. El flujo del proceso se muestra en la flecha (2)
En cambio como puede apreciarse en la figura 2, el mismo proceso de extracción por solventes puede realizarse con sólo dos reactores, de la presente invención, un único reactor (11) para las etapas de extracción y lavado y otro único reactor (12) para la etapa de re-extracción. Además, una bomba (13) para cada reactor. De acuerdo a la presente invención, se provee un reactor para el proceso de extracción por solventes más compacto, denominado reactor de flujo radial, el cual tiene una geometría más compacta que en un sistema de extracción por solventes convencional, y permite fusionar las etapas de extracción 1 y 2, y de lavado de un sistema convencional (de piscinas) en una sola etapa, denominada etapa de extracción y lavado, así como también fusionar las etapas de re-extracción 1 y 2 de un sistema convencional (de piscinas) en una sola etapa de re-extracción, lo que implica que el proceso de extracción por solventes con reactores de la presente invención, utiliza aproximadamente un 50% menos de equipos con respecto a las sistemas convencionales, lo que evidentemente aportará una mayor simplicidad y versatilidad de la operación de dicho reactores. Los reactores de la presente invención tienen decantadores, preferentemente, con forma cilindrica y con el estanque de agitación (preferentemente cilindrico) ubicado, preferentemente, en el centro del decantador, el ingreso de fase acuosa (fase que contiene agua) y fase orgánica (fase que contiene una resina extractante orgánica disuelta en diluyente), es realizada por la parte inferior del estanque mezclador de dos cámaras, el cual tiene dos fondos falsos (uno para cada cámara), posteriormente la mezcla pasa a los compartimientos de agitación, siendo mezclada cada una de las dos fases con un respectivo agitador tradicional de extracción por solventes. La mezcla obtenida es enviada por rebose por todo el perímetro del estanque de agitación hacia la zona de decantación, se debe de hacer notar, que el rebose de la mezcla hacia el decantador puede ser por rebose o puede ser ingresada bajo nivel de la línea de operación del decantador.
En las figuras 3, 4, 5 y 6, puede apreciarse un ensamble preferido del reactor de la presente invención para realizar simultáneamente las etapas de extracción y lavado en un proceso de extracción por solvente dé cobre; dicho ensamble comprende: Un mezclador (14), preferentemente cilindrico, comprende una cámara inferior (24) y una cámara superior (25), un primer fondo falso (22) en el fondo de la cámara inferior (24) con una entrada de solución solvente y una entrada de líquido extractante, un segundo fondo falso (23) entre dichas cámara inferior (24) y dicha cámara superior (25) que comprende una segunda entrada de solución solvente conectada a una tubería (30), dicha tubería (30) se conecta a la parte inferior de un estanque decantador (15), medios de agitación primaria (o primer agitador) en dicha cámara inferior (24) y medios de agitación segundaria (o segundo agitador) en dicha cámara superior (25), a lo largo de un eje central;
Un estanque decantador (15) anular y concéntrico con dicho estanque mezclador cilindrico (14) que comprende una pluralidad de mamparas guías (27) con forma rectangular; de preferencia 4, dispuestos entre el manto externo del estanque mezclador (14) y el manto interno del estanque decantador (15) tal que cada mampara guía (27) sobrepase el borde superior de dicho estanque mezclador (14) en al menos 10 cm, por donde un flujo de mezcla pasa por rebalse de la parte superior del estanque mezclador (14) hacia dicho estanque decantador (15) y el flujo es redirigido radialmente por los mamparas guías (27), y cada mampara guía (27) deja un espacio en el fondo de dicho estanque decantador (15) para un comunicación fluida de todo el estanque decantador (15), con una separación de al menos 10 cm; en la zona inferior de dicho estanque decantador (15) se dispone de al menos un ducto (21) que se conecta fluidamente con un cajón de nivel de acuoso (18) y por donde circula la fase acuosa separada en el estanque decantador (15); mediante un sistema de control de nivel, el cual pude ser del tipo copas, compuerta o de labio (29) • Un vertedero de lavado (16) anular y concéntrico al estanque decantador (15) por donde circula radialmente la fase orgánica rica en cobre y la capa intermedia de dispersión por rebalse de la parte superior de la cámara de decantación (15), dicho vertedero lavador (16) comprende una canaleta (17) en la parte superior de su manto externo para recolectar la fase orgánica por rebalse; medios de lavado que comprende duchas de lavado (28) dispuestas concéntricamente por sobre el estanque decantador (15) y el vertedero lavador (16) e inyectores dispuestos por sobre el borde del estanque decantador (15) orientado hacia arriba para generar una cortina de agua ascendente; una cámara de traspaso de orgánico (19) anular y periférica al vertedero lavador
(16) que recibe la fase orgánica desde la canaleta (17) por rebalse; un vertedero de acuoso (20) anular y periférico al vertedero lavador (16) que tiene un manto externo (20b) que constituye el manto interno de un cajón de nivel de acuoso (18) anular y periférica a dicho vertedero de acuoso (20), dicho manto externo (20b) es de altura menor que el manto externo del cajón de nivel de acuoso (18).
La mezcla ingresa al falso fondo (22) de la primera cámara de agitación (24) pasando a la cámara de agitación primaria (24), posteriormente ingresa al segundo falso fondo (23) el cual se contacta con el acuoso que proviene de la tubería (33), mezclándose en la cámara secundaria de agitación (25), para posteriormente rebosar al dispositivo de decantación (15), donde se separa la fase acuosa y la fase orgánica, las fases son guiadas por el dispositivo de mamparas guías (27) al vertedero lavador (16), la cual recibe la fase orgánica lavada por los medios de lavado , el orgánico es recolectado por una canaleta (17), la cual causa el flujo a la cámara de traspaso de orgánico (19), la fase acuosa es purgada del estanque decantador (15) al cajón de nivel de acuoso (18), por vasos comunicantes 21 , donde el acuoso por efecto de nivel es sacado por el vertedero de acuoso 20. La mezcla obtenida de dicha primera cámara de mezclado (24) puede ser alimentada a dicha segunda cámara de mezclado (25). Dicha primera cámara de mezclado (24) puede ser alimentada de manera que la razón "fase pobre en contenido metálico / fase rica en contenido metálico" sea mayor que 1 , preferentemente mayor que 1 ,5 y más preferentemente mayor que 3, con el propósito de acelerar la transferencia de metal entre ambas fases en dicha primera cámara de mezclado (24). Similarmente, dicha segunda cámara de mezclado (25) puede ser alimentada de manera que la razón "fase pobre en contenido metálico / fase rica en contenido metálico" tenga un valor menor que el observado en dicha primera cámara de mezclado (24), preferentemente menor que 3 y más preferentemente menor que 1,5, con el propósito de acelerar la separación de la mezcla que es obtenida de dicha segunda cámara de mezclado (25) cuando es alimentada al estanque decantador (15).
Dichos medios de agitación primaria o primer agitador y dichos medios de agitación secundaria o segundo agitador pueden ser accionados en un valor de revoluciones por minuto de entre 30 y 300, preferentemente, entre 50 y 120, y más preferentemente aún entre 70 y 90.
El reactor de re-extracción (no mostrado en las figuras), presenta preferentemente (aunque no necesariamente) las siguientes diferencias con el reactor de extracción y lavado: no tiene vertedero de la lavado (16) y sistema de lavado (28); incluye un cajón de traspaso de acuoso, periférico al estanque decantador (15) el cual está dividido en tres compartimientos destinados a: los acuosos ricos obtenidos en la etapa re-extracción; los acuosos pobres obtenidos en el proceso de electroobtención de cobre; y los acuosos de mezcla obtenidos de la mezcla de ambos (denominado alimentación nave).