SIMULACIONES ISOCALC TM

El programa de simulación computacional IsocalcTM _{de Cognis, ha sido desarrollado} como herramienta para proporcionar a investigadores y operadores de planta, con simulaciones rápidas y precisas del proceso de extracción por solvente de cobre que involucran soluciones de lixiviación sulfúrica en combinación con extractantes de cobre del tipo oxima fenólica.

El programa se puede usar de varias formas.

1. Puede usarse para generar isotermas de extracción, para casi todas las soluciones ácidas sulfúricas de cobre diluidas en combinación con un limitado número de reactivos LIX de Cognis. Estas isotermas se basan en un modelo químico, para la extracción de cobre desde soluciones diluidas con extractantes hidroxioximas. Las isotermas se usan para construir diagramas de McCabe Thiele, para el sistema bajo estudio, en un rango de configuraciones de mezcladores decantadores. Cualquier combinación de [1 extracción por 1 reextracción] hasta [4 extracción por 3 reextracción] etapas, pueden modelarse en el modo serie contracorriente. En el modo serie paralelo, cualquier combinación de [1 extracción por 1 extracción por 1 reextracción] a [2 extracción (contracorriente) por 2 extracción (paralelas) por 2 reextracción] configuración de etapas, se puede modelar. La modelación, también se puede hacer para una configuración de etapas paralelas por paralela por serie, por 3 reextracción y una configuración serie paralela óptima. La relación orgánico/acuoso de cada circuito puede variarse independientemente, y las eficiencias de etapas se pueden variar en un amplio rango para cada etapa de la configuración, independiente de las otras etapas.

Las eficiencias de las etapas están generalmente correlacionadas con el tipo de mezcladores usados en la planta, la temperatura del circuito y la cinética de extracción, relativa a la temperatura.

Debido a las suposiciones hechas en el modelo químico del equilibrio de extracción de cobre, las isotermas de extracción calculadas por Isocalc y por lo tanto los diagramas de McCabe Thiele, son solo una buena aproximación de los resultados reales que se pueden esperar usando una solución de lixiviación real y los distintos reactivos LIX de Cognis.

Para usar el programa Isocalc™ de este modo, se deben conocer o asumir los siguientes parámetros del circuito:

PLS g/l Cu, pH, SO4 Total, % actividad SO4

CONFIGURACION DE ETAPAS ej. 2E x 1R, 2E x 2R, 2E x 1E x 1R, etc.

FLUJOS relación O/A en extracción

REEXTRACCION g/l Cu y H2SO4 en electrolito pobre

g/l Cu en electrolito rico

EFICIENCIA DE ETAPAS Valores de eficiencia de mezcla en Extracción

48 Mientras más próximos son los parámetros seleccionados para el PLS a la realidad, más próximo a la realidad es el modelo químico y más exacto los resultados predichos. Los resultados al usar el programa Isocalc™ de este modo, son típicamente buenos para un estudio de pre factibilidad y a menudo buenos para un estudio de factibilidad. En manos de una persona bien experimentada en Isocalc, los resultados pueden ser muy buenos.

2. Una segunda forma en que se puede usar el Isocalc, es para ingresar al programa, datos de isotermas para cualquier reactivo y solución de lixiviación de cobre. La isoterma de reextracción, también se pude ingresar en el programa. Cuando el programa Isocalc se usa de esta forma, la exactitud del programa está limitada solo por la exactitud de las eficiencias de mezcla que se ingresan. Cognis ha usado el programa de esa manera para plantas existentes que estaban buscando, ya sea por un cambio en la configuración de etapas o por un cambio en el contenido de cobre o alguna otra característica del PLS. Se usaron las eficiencias de mezcla reales de planta y el programa hizo un excelente trabajo prediciendo la recuperación de cobre.

El Isocalc también tiene incorporada una ecuación, para determinar valores de orgánico descargado, para un amplio espectro de condiciones, que se pueden usar en lugar de ingresar datos de la isoterma de reextracción. Estas condiciones se dan a continuación. Los componentes de la fase orgánica incluyen extractantes aldoxima y cetoxima, varios modificadores y diluyente tal que la concentración total de reactivo es de 5 a 45 % en volumen, pues los reactivos hoy en día están formulados con un modificador contenido desde cero hasta el más alto nivel disponible en las plantas comerciales de SX para cobre. Las soluciones acuosas de reextracción contienen 30 a 55 g/l de Cu y 120 a 210 g/l de ácido sulfúrico. La temperatura es de 20 a 45ºC. Estas condiciones cubren el rango operacional encontrado para la mayoría, si no todas las plantas de extracción por solvente combinadas con electrodepositación de cobre. Los datos se ingresaron en el programa estadístico diseñado, el cual entonces genera una ecuación de la cual se puede obtener valores de orgánico descargado para cualquier reactivo a cualquier concentración de cobre y ácido y a cualquier temperatura dentro del rango de condiciones dados anteriormente.

3. Un tercer modo de usar el Isocalc, es para insertar datos operacionales reales de planta y una isoterma, para que el programa calcule las eficiencias de los mezcladores.

Los resultados del Isocalc se pueden guardar en memoria, como archivos de proyecto y más adelante recuperarlos para usar de nuevo en otra simulación.

Más adelante se muestra una simulación, para una solución de lixiviación que contiene 3 g/l de Cu. Los datos requeridos de entrada incluyen: las concentraciones de Cu y de ión sulfato de la solución de lixiviación en g/l, el % de actividad iónica del sulfato, el pH de la solución de lixiviación, el tipo de reactivo y su concentración, la concentración de Cu y ácido del electrolito pobre en g/l y la concentración deseada de cobre en el electrolito rico en g/l.

El computador luego pregunta por la configuración del circuito, la razón de fases O/A y las eficiencias de los mezcladores. Este, después genera una construcción de McCabe Thiele para esas condiciones.

La información se puede extraer como texto o como gráfico. El texto incluye un balance de masas a través del circuito.

Para mas información acerca del programa Isocalc™ de Cognis hay que llamar al representante local de Cognis.

El programa Isocalc es mas a menudo usado para responder preguntas del tipo “que pasa si”. Por ejemplo durante la etapa de diseño de etapas del proyecto, se puede usar el Isocalc para preguntar “que pasa si” en la recuperación de cobre, con respecto a la configuración de etapas, a la concentración de reactivo, a la composición del electrolito, a las eficiencias de mezcladores, a los cambios en la concentración de cobre y/o del pH de la solución de lixiviación y la relación de fases O/A.

En una planta en operación, se puede usar el Isocalc para calcular las eficiencias de los mezcladores y para responder todas las preguntas “que pasa si”, mencionadas anteriormente. Si hay una diferencia en el perfil real del circuito con respecto al predicho por el programa Isocalc, puede haber errores en los parámetros asumidos o medidos de la operación de la planta, por ej., las eficiencias de mezclador pueden no ser como se asumió, uno o más flujómetros pueden estar con error y de ahí derivarse un error en la razón de fases O/A, o los análisis de cobre pueden estar errados.