Los mezcladores-sedimentadores son una clase de equipo de proceso mineral que se utiliza en el proceso de extracción por solventes . Un mezclador-sedimentador consta de una primera etapa que mezcla las fases seguidas de una etapa de sedimentación inactiva que permite que las fases se separen por gravedad.
Una cámara de mezcla donde un agitador mecánico pone en íntimo contacto la solución de alimentación y el disolvente para llevar a cabo la transferencia de soluto(s). El agitador mecánico está equipado con un motor que acciona una turbina de mezclado y bombeo. Esta turbina extrae las dos fases de los sedimentadores de las etapas adyacentes, las mezcla y transfiere esta emulsión al sedimentador asociado. El mezclador puede constar de una o varias etapas de tanques de mezcla. Los mezcladores de laboratorio comunes constan de una sola etapa de mezcla, mientras que los mezcladores de cobre a escala industrial pueden consistir en hasta tres etapas de mezcla donde cada etapa realiza una acción combinada de bombeo y mezcla. El uso de múltiples etapas permite un tiempo de reacción más largo y también minimiza el cortocircuito del material sin reaccionar a través de los mezcladores. [1]
Una cámara de decantación donde se separan las dos fases mediante decantación estática. Las placas de coalescencia facilitan la separación de la emulsión en dos fases (pesada y ligera). Luego, las dos fases pasan a etapas continuas desbordando los vertederos de la fase ligera y de la fase pesada. La altura del vertedero de fases pesadas se puede ajustar para posicionar la interfase pesada/ligera en la cámara de sedimentación en función de la densidad de cada una de las fases. El sedimentador es un estanque tranquilo aguas abajo del mezclador donde se permite que los líquidos se separen por gravedad. A continuación, los líquidos se retiran por separado del extremo de la mezcladora.
Los sedimentadores mezcladores industriales se utilizan comúnmente en las industrias hidrometalúrgicas del cobre , níquel , uranio , lantánidos y cobalto , cuando se aplican procesos de extracción por solventes . También se utilizan en el campo del reprocesamiento nuclear para separar y purificar principalmente uranio y plutonio, eliminando las impurezas del producto de fisión.
En el proceso de contracorriente múltiple, se instalan múltiples mezcladores-sedimentadores con cámaras de mezclado y sedimentación ubicadas en extremos alternos para cada etapa (ya que la salida de las secciones de sedimentación alimenta las entradas de las secciones de mezclado de la etapa adyacente). Los mezcladores-sedimentadores se utilizan cuando un proceso requiere tiempos de residencia más largos y cuando las soluciones se separan fácilmente por gravedad. Requieren una gran superficie de instalación, pero no requieren mucho espacio libre y necesitan una capacidad de mantenimiento remoto limitada para el reemplazo ocasional de los motores de mezcla. (Colven, 1956; Davidson, 1957) [2]
Las unidades de equipamiento se pueden disponer como:
En el caso del mineral de óxido de cobre , una plataforma de lixiviación en pilas disolverá una solución diluida de sulfato de cobre en una solución débil de ácido sulfúrico. Esta solución de lixiviación preñada (PLS) se bombea a un mezclador-sediador de extracción donde se mezcla con la fase orgánica (un extractante alojado en queroseno). El cobre se transfiere a la fase orgánica y la fase acuosa (ahora llamada refinado) se bombea de regreso al montón para recuperar más cobre.
En un ambiente con alto contenido de cloruro típico de las minas de cobre chilenas, una etapa de lavado enjuagará cualquier solución impregnada residual arrastrada en la materia orgánica con agua limpia.
Luego, el cobre se extrae de la fase orgánica en la etapa de extracción y se pasa a una solución de ácido sulfúrico fuerte adecuada para la electroobtención . Esta solución de ácido fuerte se llama electrolito estéril cuando ingresa a la celda y electrolito fuerte cuando contiene cobre después de reaccionar en la celda.