Aplicações Hidrometalúrgicas com

Reatores da Parr Instrument

Materiais de Construção
Estas reações são geralmente realizadas usando ácido sulfúrico como ácido de lixiviação. Ocasionalmente, o ácido clorídrico é usado e embora as ações corrosivas sejam semelhantes para ambos os ácidos nesta
aplicação, o ácido sulfúrico é “mais fácil”, ou talvez “menos difícil” de trabalhar. O Titânio é quase sempre o metal universal escolhido como material de construção para reatores usados nesta área. Embora o Titânio tenha baixa resistência ao ácido sulfúrico ou clorídrico puro, a presença de íons metálicos de alta valência, como férrico, cúprico, níquel, etc., resultantes do processo de extração, reduz drasticamente os efeitos corrosivos desses ácidos no Titânio. Curiosamente, esses mesmos íons têm exatamente o efeito oposto nas ligas Hastelloy B-2 e B-3, que oferecem excelente resistência a esses ácidos na forma pura. Como o uso bem-sucedido de Titânio para essas extrações depende da presença de íons metálicos multivalentes, o PTFE ou revestimentos de vidro não devem ser usados, pois permitirão que os vapores de ácido puro destilem sobre o topo do revestimento e alcancem as paredes do vaso. Em alguns casos, pode ser necessário adicionar alguns desses íons no início do experimento para fornecer a resistência até que o processo de lixiviação acumule uma presença suficiente do minério. É importante lembrar que o Titânio oferece a melhor escolha de material que temos para esse processo, embora não ofereça resistência completa essas condições adversas

Tipos de Ligas

em Titânio

O Titânio é geralmente usado em sua versão
“sem liga” e sendo comercialmente puro vem em dois graus; Grau 2 e Grau 4. O Grau 4 tem um teor de ferro ligeiramente mais alto (0,3% máx.) e é aproximadamente30% mais forte do que o Grau 2. Infelizmente, o Grau 4 não é aprovado para vasos com certificação ASME ou PED. O Titânio Grau 7 contém 0,15% de Paládio, esta pequena concentração de Paládio torna esta liga um pouco mais resistente à corrosão nestas condições de lixiviação e significativamente mais cara do que os Graus 2 e4. O Grau 7 tem a mesma resistência do Grau 2 e embora possamos obter Titânio Grau 7 em tamanhos e quantidades adequados para os cabeçotes e cilindros desses reatores, não podemos obter vasos de Grau 7 em pequenos vasos com hastes de agitação e acessórios internos (molhados).
Fornecemos unidades híbridas com cabeçotes, vasos (cilindros) e partesinternas (molhadas) em Grau 7 e Grau 2.

Força reduzida em

altas temperaturas

Como o Titânio tem tendência a “esticar” ligeiramente, em níveis de temperaturas elevadas, os níveis de tensão permitidos e, portanto, as pressões de trabalho máximas permitidas para o Titânio em temperaturas elevadas são cerca de 40% daquelas do mesmo vaso construído em aço inoxidável. A temperatura máxima de operação para vasos de Titânio é 316°C com base nas normas ASTM.

Força reduzida em

altas temperaturas
O Titânio se oxida rapidamente no ar e produz uma película protetora de óxido. O Titânio bruto queimará na presença de oxigênio em alta pressão. Todas as extrações hidrometalúrgicas são feitas, essencialmente, sob uma
atmosfera de oxigênio de alta pressão para manter as condições de lixiviação oxidativa. Portanto, muito cuidado deve ser tomado para evitar condições em que o Titânio possa ser inflamado na atmosfera de oxigênio. Felizmente, é difícil inflamar o Titânio no ambiente de vapor-oxigênio  presente dentro do reator. O principal perigo está nas válvulas desses reatores. Aqui, o fluxo rápido de
oxigênio puro de alta pressão pode causar ignição; particularmente em peças como agulhas de válvula e vedações que ricocheteiam e podem desgastar o revestimento de óxido de proteção e expor Titânio bruto que
pode ser facilmente inflamado sob essas condições. Por este motivo, não fornecemos válvulas de Titânio e acessórios para esses reatores, essas válvulas geralmente não são expostas à fase líquida e não são tão quentes, as válvulas de aço inoxidável geralmente fornecem uma vida útil aceitável para esses componentes externos. O Titânio se oxida rapidamente no ar e produz uma película protetora de óxido. O Titânio bruto queimará na presença de oxigênio em alta pressão. Todas as extrações hidrometalúrgicas são feitas, essencialmente, sob uma
atmosfera de oxigênio de alta pressão para manter as condições de lixiviação oxidativa. Portanto, muito cuidado deve ser tomado para evitar condições em que o Titânio possa ser inflamado na atmosfera de oxigênio. Felizmente, é difícil inflamar o Titânio no ambiente de vapor-oxigênio
presente dentro do reator. O principal perigo está nas válvulas desses reatores. Aqui, o fluxo rápido de oxigênio puro de alta pressão pode causar ignição; particularmente em peças como agulhas de válvula e vedações que ricocheteiam e podem desgastar o revestimento de óxido de proteção e expor Titânio bruto que
pode ser facilmente inflamado sob essas condições. Por este motivo, não fornecemos válvulas de Titânio e acessórios para esses reatores, essas válvulas geralmente não são expostas à fase líquida e não são tão quentes, as válvulas de aço inoxidável geralmente fornecem uma vida útil aceitável para esses componentes externos

Polpas

abrasivas

Essas pastas de lixiviação não requerem torques elevados associados aos polímeros viscosos. Uma boa mistura trifásica é produzida em velocidades de agitação de 600-800 rpm. As pastas são, no entanto, bastante abrasivas. As partículas podem ficar presas nas buchas de PTFE e desgastar rapidamente o eixo do agitador. Os usuários geralmente movem essas buchas para cima e para baixo no eixo para encontrar seções não usadas e estender a vida útil desses componentes.
Os agitadores magnéticos (mecânicos), opcionais, fornecidos para esses reatores, foram projetados para superar esse problema especificamente para essas aplicações. Estes não têm impacto na pasta e são mostrados nas Figuras 1 e 2.

Projetos de

Alta Pressão
Além do agitador magnético com acoplamento direto, fizemos duas modificações que os usuários consideram úteis para esta aplicação:
Linha de entrada de oxigênio
A Figura 1 mostra uma linha de entrada de oxigênio onde um tubo (geralmente em liga 20Cb-3) passa pelo cabeçote de Titânio do reator e descarrega na fase de vapor do vaso. Isso elimina qualquer contato possível entre o fluxo de oxigênio de entrada e o metal de Titânio. Os tubos são facilmente substituíveis, mas resistem razoavelmente bem aos vapores
corrosivos desses reatores.
Válvula de amostragem de lama
No desenho mostrado na Figura 2, o tubo de amostra passa diretamente através do cabeçote para a válvula de amostra. Isso elimina todas as passagens no cabeçote que podem reter sólidos e ficar obstruídos. A válvula de amostra pode ser uma válvula agulha ou uma válvula esfera. Os usuários que trabalharam com este projeto equipado com uma válvula esfera e um vaso receptor de amostra selado, relatam que são capazes de retirar amostras que não são apenas representativas das concentrações da fase líquida, mas também da razão sólido/líquido dentro do reator

Cabeçote

Personalizado
Os Reatores da Série 4520 de 01 e 02 litros têm sido o tamanho mais popular para estas aplicações. Esses vasos têm uma pressão máxima de 775 psi a 300°C, construídos em Titânio de Grau 2. Para usuários que desejam ter uma classificação de pressão mais alta do que esta, projetamos um vaso com uma parede de 0,375 polegadas de espessura em vez de uma parede de 0,250 polegadas. Esses vasos têm capacidade de 920 ml e 1880 ml e taxa de 1200 psi a 300°C, construídos em Titânio grau 2.

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