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 CuS0 ₄ 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 cm ² , con conexiones a uno o una pluralidad de ductos, 21, con una sección tota! comprendida entre 30 a 120 cm ² 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 cm ² .

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 cm ² 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 cm ² 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 0 ^o 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 0 ^o 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 0 ^o 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 fiJm ² , 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 H ₂ O 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/Nm ³ 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.