MEZCLA NO DISPERSA

CAMPO TÉCNICO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se relaciona con el campo de los procesos hidrometalúrgicos de extracción de minerales, en específico con el proceso de extracción por solventes. Más específico aún, con sistemas automatizados para medir las alturas de dos líquidos inmiscibles en una mezcla no dispersa, en los procesos de extracción por solvente.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

En el ámbito de la minería existen diferentes procesos para la extracción de materiales. Los procesos más utilizados en Chile para la obtención de mineral de cobre son los denominados flotación y lixiviación, que permiten separar el cobre de los minerales que lo contienen. El uso de uno u otro sistema depende de la procedencia del mineral.

Si se trata de sulfurados primarios se usa la flotación, cuya base es el agua; y para el caso de oxidados y sulfurados secundarios se utiliza la lixiviación, la que se realiza mediante la utilización de ácido sulfúrico.

La extracción por solvente corresponde a un método de separación de una o más sustancias de interés (soluto), y dos líquidos inmiscibles (acuoso y solvente orgánico). En el proceso de extracción del cobre se emplea una resina orgánica diluida en un solvente orgánico, la cual se mezcla por agitación con la solución PLS proveniente de la lixiviación. La resina orgánica permite capturar el cobre en solución, dejando las impurezas tales como el hierro, aluminio, manganeso y otros en la solución original. La solución orgánica cargada con cobre es separada en otro estanque, donde se la pone en contacto con electrolito que tiene una alta acidez. Esto provoca que la resina suelte el cobre y se transfiera a la solución electrolítica, la cual finalmente es enviada a la planta de electro obtención.

En general los procesos hidrometalúrgicos son procesos dinámicos y realizados a gran escala, por lo cual resulta sumamente necesario la implementación de un sistema automatizado que permita la medición de nivel de interfase en tiempo real para así poder conocer los inventarios de orgánico y acuoso y poder controlar la relación entre ellos durante el proceso.

En el estado de la técnica existen antecedentes que buscan solucionar de alguna manera dicho problema. Por ejemplo, el documento WO2016090458 proporciona un método metalúrgico para operar un circuito de producción autógeno para producir metales, dicho método utiliza uno o más agentes oxidantes generados electrolíticamente en una celda con una o más interfases que permite el intercambio de aniones. Dicho método comprende:

Lixiviación de mineral o material, que contiene el menos un metal de interés (LX) en una primera celda para producir una lixiviación preñada y una solución acuosa acido-ferrosa.

Usar los procesos de extracción con disolvente o los procesos de selección en una segunda celda para concentrar dicho metal de interés de dicha solución de lixiviación preñada para producir un electrolito rico y una solución de refinado. Y dicha solución de refinado se recicla en dicha primera celda.

Electrodeposición en una tercera célula de dicho rico electrolito recibido de dicha segunda célula y dicha solución acuosa ácido ferrosa y recibida de dicha primera célula, para producir cátodos metálicos y una solución de ácido férrico, dicha solución de ácido férrico, siendo reciclado en dicha primera celda.

En donde dichos pasos se realizan en dicho circuito autógeno que incluye dichas primera, segunda y tercera células con una o más interfases aniónicas que producen reacciones anódicas y de cátodo

Por otra parte, el documento CL200103000 describe un sistema de control para un proceso de extracción líquido-líquido o extracción por solvente que permite conocer el nivel de la interfase entre dos fluidos de forma automática y continua para automatizar y mejorar el rendimiento de procesos industriales usando un sensor móvil y un equipo de control. Dicho sistema de control de nivel de interfase comprende un acuoso o diluyente y un orgánico o solvente almacenado en un estanque, se mezclan en un estanque mezclador desde donde sale una mezcla hacia un estanque para ser separados en un extracto y un refinado, ambos separados por una interfase, que comprende un sensor de conductividad móvil que sea capaz de seguir los cambios de nivel y grosor de la interfase y que con una señal alimente a un sistema de control que permita automatizar y optimizar todo el proceso de mezclado en el estanque.

Sin embargo, las soluciones presentes del estado de la técnica no permiten la automatización de las mediciones. Más aun, no permiten la medición en línea del nivel de interfase en una mezcla de dos líquidos inmiscibles. En consecuencia, se requiere de un sistema que permita superar esta deficiencia de la técnica anterior.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN

La presente invención proporciona un sistema para medir la altura de líquido en una mezcla no dispersa de líquidos inmiscibles, que se caracteriza porque comprende: un dispositivo sensor que incluye un flotador que comprende un recipiente cerrado, y una pluralidad de pesos en el interior de dicho recipiente cerrado, y un elemento reflector que posee una superficie plana conectado a dicho recipiente cerrado; un dispositivo emisor-receptor de señales acústicas acoplado acústicamente a dicho flotador; y un dispositivo de control conectado a dicho dispositivo emisor-receptor de señales acústicas, y configurado para: emitir una señal acústica por medio de dicho dispositivo emisor-receptor; recibir una señal acústica reflejada, en el disco reflector conectado a dicho flotador, por medio del dispositivo emisor-receptor; y obtener la posición de dicho flotador a partir de dicha señal acústica emitida y de dicha señal acústica reflejada.

En una realización preferida, el sistema se caracteriza porque dicho recipiente cerrado se conecta a dicho elemento reflector que posee una superficie plana, a través de un elemento de unión. En una realización más preferida, el sistema se caracteriza porque dicho elemento reflector se conecta a la porción superior de dicho recipiente cerrado.

En otra realización preferida, el sistema se caracteriza porque dicho dispositivo emisor-receptor de señales acústicas comprende un transductor emisor, un transductor receptor y un elemento de soporte para los mismos.

En una realización preferida adicional, el sistema se caracteriza porque dicho dispositivo de control comprende una pantalla de visualización y un controlador, dicho controlador que se conecta operativamente a dicha pantalla de visualización y a dicho dispositivo emisor-receptor de señales acústicas; dicho controlador que se encuentra configurado para recibir las señales captadas por dicho dispositivo emisor-receptor de señales acústicas, procesarlas y proyectarlas en dicha pantalla de visualización.

En otra realización preferida, el sistema se caracteriza porque comprende una guía vertical acoplada operativamente a dicho recipiente cerrado. En una realización más preferida, el sistema se caracteriza porque dicho recipiente cerrado posee un conducto interior y porque dicha guía es una barra que atraviesa dicho conducto interior de dicho recipiente cerrado. En otra realización más preferida, el sistema se caracteriza porque el sistema comprende una segunda guía vertical acoplada operativamente a dicho recipiente cerrado, y porque dicho acoplamiento entre dicho recipiente cerrado y dichas guías se proporciona mediante asas presente en las porciones laterales de dicho flotador.

En una realización preferida, el sistema se caracteriza porque dicho recipiente cerrado posee dos mitades acopladas operativamente entre sí.

En otra realización preferida, el sistema se caracteriza porque dicho recipiente cerrado posee una perforación pasante y comprende adicionalmente un elemento de apertura y cierre acoplado a dicha perforación pasante

La presente invención proporciona, además, un dispositivo sensor para medir la altura de líquido en una mezcla no dispersa de líquidos inmiscibles que se caracteriza porque comprende un flotador que comprende un recipiente cerrado; y una pluralidad de pesos en el interior de dicho recipiente cerrado; y un elemento reflector que posee una superficie plana conectado a dicho recipiente cerrado.

En una realización preferida, el dispositivo sensor se caracteriza porque dicho recipiente cerrado se conecta a dicho elemento reflector que posee una superficie plana a través de un elemento de unión. En una realización más preferida, el dispositivo sensor se caracteriza porque dicho elemento reflector se conecta a la porción superior de dicho recipiente cerrado.

En otra realización preferida, el dispositivo sensor se caracteriza porque dicho recipiente cerrado posee una perforación pasante y comprende adicionalmente un elemento de apertura y cierre acoplado a dicha perforación pasante.

En una realización preferida adicional, el dispositivo sensor se caracteriza porque dicho recipiente cerrado posee un conducto interior. En otra realización preferida, el dispositivo sensor se caracteriza porque dicho flotador presenta asas en sus porciones laterales.

En una realización preferida, el dispositivo sensor se caracteriza porque dicho recipiente cerrado posee dos mitades acopladas operativamente entre sí.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS

La Figura 1 muestra una vista frontal de una primera realización del sistema que es objeto de la presente invención.

La Figura 2 muestra una vista frontal de una primera realización del flotador que es objeto de la presente invención.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN

A continuación, se describirá de manera detallada el sistema para medir altura de líquidos inmiscibles o altura de interfase en una mezcla de líquidos inmiscibles que es objeto de la presente invención haciendo referencia, para esto, a las figuras que acompañan la presente solicitud.

De manera esencial, como se observa de manera esquemática en la Figura 1 , la presente invención proporciona un Sistema para medir altura de líquidos inmiscibles en una mezcla no dispersa que comprende tres elementos esenciales: un dispositivo sensor que incluye un flotador (2) que comprende un recipiente cerrado (2a), y una pluralidad de pesos (2d) en el interior de dicho recipiente cerrado (2a), y un elemento reflector (2c) que posee una superficie plana conectado a dicho recipiente cerrado (2a); un dispositivo emisor-receptor de señales acústicas (3) acoplado acústicamente a dicho flotador (2); y un dispositivo de control conectado a dicho dispositivo emisor-receptor de señales acústicas (3).

En términos generales, sin que esto limite el alcance de la presente invención, el funcionamiento del sistema que es objeto de la presente invención se basa en lograr que el flotador (2) se mantenga en la zona de interfase (1 a) de la mezcla. En una parte superior del recipiente de extracción (1 ) se instala un dispositivo emisor-receptor de señales acústicas (3), el cual está encargado de enviar y recibir señales, con el objetivo de detectar la posición de dicho flotador (2). Dicho sensor está conectado operativamente a un dispositivo de control, quien se encarga de recibir dichas señales, procesarlas y obtener la posición de dicho flotador (2).

En el contexto de la presente invención, se entenderá por señal a aquella variación de señal eléctrica u otra magnitud física que se utiliza para transmitir información, en el caso particular de la presente invención, corresponden a señales acústicas.

En el contexto de la presente invención, se entenderá como flotador a cualquier objeto ligero que tiene la capacidad de flotar o sobrenadar en un líquido, y que puede servir para determinar el nivel de dicho líquido. Podría ser y sin limitarse a ellos, boyas, flotadores, pelotas, recipientes plásticos, globos, corchos, y en general cualquier objeto cuya densidad sea igual o menor a la del líquido en cuestión. Incluyendo todos los tipos y subcategorías que se derivan de los mencionados anteriormente, así como combinaciones entre las opciones previamente listadas.

En el contexto de la presente invención, se entenderá por peso a un objeto que posee una masa conocida. En algunos casos, sin que esto limite el alcance de la presente invención, un peso puede utilizarse para hacer presión o equilibrar los brazos de una balanza. El tamaño, material, forma y masa de dichos pesos no limitan el alcance de la presente invención, pudiendo ser estos, porciones de material; cemento, metales, polímeros, o una mezcla de los listados anteriormente.

Con respecto al diseño, materiales y dimensiones de los elementos que conforman dicho flotador (2), la única limitante es que tanto el diseño realizado como el material seleccionado le otorgue flotabilidad a dicho objeto. Adicionalmente, el método de fabricación de los elementos que conforman dicho flotador (2) va a depender del material de fabricación seleccionado. Por lo cual el método de fabricación no limita el alcance de la presente invención.

Dicho recipiente cerrado (2a) de dicho flotador (2) contiene una pluralidad de pesos (2d) en su interior. La función de dicha pluralidad de pesos (2d) es la de compensar, ajustar y/o calibrar la densidad de dicho recipiente cerrado (2a), de acuerdo con las variaciones en el proceso, logrando que dicho flotador (2) logre mantenerse en la interfase entre dichos líquidos inmiscibles. En una realización preferida, sin que esto limite el alcance de la protección, dicho recipiente cerrado (2a) corresponde a un recipiente cilindrico. En otra realización preferida, sin que esto limite el alcance de la presente invención, el dispositivo sensor comprende, adicionalmente, un elemento de unión (2b) acoplado a dicho recipiente cerrado (2a) de dicho flotador y un elemento reflector (2c), que posee una superficie plana, acoplado a dicho elemento de unión (2b).

En el contexto de la presente invención, se entenderá por superficie plana a aquella superficie en la cual la diferencia de alturas en un área determinada es despreciable. Con respecto al tamaño, forma, material y método de fabricación de dicho elemento reflector, estos no limitan el alcance de la presente invención.

En el contexto de la presente invención, se entenderá por elemento de unión a una o más piezas que tienen como propósito unir dos o más cuerpos. Con respecto al diseño, material y método de fabricación de dicho elemento de unión, estos no limitan el alcance de la presente invención.

En una realización más preferida, sin que esto limite el alcance de la presente invención, dicho elemento de unión (2b) es un vástago acoplado a dicho recipiente cerrado (2a) de dicho flotador (2) y dicho elemento reflector (2c) es un plato acoplado de manera centrada a dicho vástago.

Por otra parte, dicho dispositivo emisor-receptor de señales acústicas (3) comprende un transductor emisor (3a), un transductor receptor (3b) y un elemento de soporte (3c) para los mismos. Adicionalmente dicho dispositivo emisor-receptor de señales acústicas (3) puede disponerse tanto sobre dicho flotador (2) como por debajo de dicho flotador (2) sin que esto limite el alcance de la presente invención. En una realización preferida, sin que esto limite el alcance de la presente invención, dicho dispositivo emisor-receptor de señales acústicas (3) se dispone en altura y precisamente sobre la mezcla. De este modo, dicho flotador (2) se encuentra en la línea de visión de dicho dispositivo emisor-receptor de señales acústicas (3). Por otra parte, el rango de amplitudes o frecuencias en las cuales pueda emitir o recibir señales acústicas dicho dispositivo emisor-receptor de señales acústicas no limitan el alcance de la presente invención. En el contexto de la presente invención, se entenderá por transductor aquellos dispositivos que transforman el efecto de magnitudes físicas; por ejemplo: presión, temperatura, humedad, en otro tipo de señal, normalmente eléctrica.

En una realización preferida, dicho transductor emisor (3a) y dicho transductor receptor (3b) corresponden a sensores ultrasónicos dispuestos de manera cercana entre sí y fijados en alguna porción de dicho elemento de soporte (3c).

Con respecto a dicho dispositivo de control, el mismo se encuentra conectado a dicho dispositivo emisor-receptor de señales acústicas (3) y está configurado para:

- emitir una señal acústica por medio de dicho dispositivo emisor- receptor de señales acústicas (3);

- recibir una señal acústica reflejada desde dicho flotador por medio de dicho dispositivo emisor-receptor de señales acústicas (3); y

- obtener la posición de dicho flotador a partir de dicha señal acústica emitida y de dicha señal acústica reflejada.

La técnica de medición que emplee dicho dispositivo de control no limita el alcance de la presente invención, y puede ser, por ejemplo y sin que esto limite el alcance de la presente invención, mediante la medición de tiempo de vuelo o mediante la medición de un cambio de fase.

En otra realización preferida dicha técnica de medición utilizada en el sistema corresponde a la medición de tiempo de vuelo; se emiten una serie de pulsos y se pone en marcha un temporizador, cuando se recibe el eco de los impulsos emitidos, el tiempo transcurrido tiene una proporción con la distancia del obstáculo.

En una realización preferida, sin que esto limite el alcance de la presente invención, dicho dispositivo de control comprende una pantalla de visualización y un controlador, dicho controlador que se conecta operativamente a dicha pantalla de visualización y a dicho dispositivo emisor-receptor de señales acústicas (3); dicho controlador que se encuentra configurado para recibir las señales captadas por dicho dispositivo emisor-receptor de señales acústicas (3), procesarlas y proyectarlas en dicha pantalla de visualización. En otra realización preferida, sin que esto limite el alcance de la presente invención, el sistema puede comprender una guía vertical acoplada a dicho recipiente cerrado (2a), con el objetivo de proporcionar estabilidad lateral a dicho flotador (2) y asegurar que se encuentre en la línea de visión de dicho dispositivo emisor-receptor (3).

En el contexto de la presente invención, se entenderá por guías a aquellas piezas; por lo general en forma de poste, pilar o barra, que se acoplan a otro objeto con el propósito de guiar o encaminar dicho objeto. Con respecto a las dimensiones, material y método de fabricación de dichas guías, estos no limitan el alcance de la presente invención.

En una realización preferida, dicha guía es una barra de acero de sección transversal circular y diámetro menor que el recipiente cerrado (2a) de dicho flotador (2).

Dicho acoplamiento entre dicha guía vertical y dicho recipiente cerrado (2a) se puede realizar a través de cualquier modo conocido para una persona con conocimientos medios en el campo técnico. Por ejemplo, y sin que esto limite el alcance de la presente invención, dicho recipiente cerrado (2a) puede comprender un conducto interior y dicha guía puede acoplarse a dicho recipiente cerrado (2a) atravesando dicho conducto interior de manera vertical.

Dicho sistema puede comprender, además, más de una guía sin que esto limite el alcance de la presente invención. Por ejemplo, y sin que esto limite el alcance de la presente invención, dicho sistema puede comprender una segunda guía vertical y dicho acoplamiento se puede obtener a través de asas ubicadas en las porciones laterales de dicho recipiente cerrado (2a).

En el contexto de la presente invención, se entenderá por asas a aquella parte que sobresale de un objeto; y que sirve principalmente para tomar o agarrar dicho objeto. Dichas asas pueden ser propias del mismo objeto, o bien una o más piezas acopladas al cuerpo de dicho objeto. Con respecto al diseño y material de dichas asas, estos no limitan el alcance de la presente invención.

En una realización preferida, dichas asas son argollas del mismo material de dicho recipiente cerrado (2a) adheridas al mismo, ubicadas en los extremos laterales de dicho recipiente cerrado (2a) por donde pasan dichas guías. En otra realización preferida, sin que esto limite el alcance de la presente invención, dicho recipiente cerrado (2a) posee un elemento de apertura y cierre que permite agregar o quitar la cantidad de pesos (2d) que contiene dicho recipiente cerrado (2a), de manera tal que varía su densidad dependiendo de las condiciones de la mezcla para mantenerse siempre en la interfase.

En el contexto de la presente invención, se entenderá por elemento de apertura y cierre a aquel mecanismo destinado al sellado de objetos. Dicho elemento de apertura y cierre puede ser, por ejemplo; una mitad roscada hembra y la otra mitad roscada macho que se ensamblan una dentro de otra. Con respecto al diseño, material y método de fabricación de dicho elemento de apertura y cierre, estos no limitan el alcance de la presente invención.

En una realización preferida, y sin que esto limite el alcance de la presente invención, dicho recipiente cerrado (2a) se desacopla, se introducen la cantidad deseada de dichos pesos (2d), y por último se acoplan nuevamente una mitad con la otra.