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Regeneración total de ácidos Steuler
(Steuler Total Acid Regeneration "STAR")

Mediante el uso de los procesos antes descritos el ácido libre es recuperado y devuelto al proceso de decapado. Las sales de metales (compuestas por cationes de metal disueltos con sus respectivos  aniones ácidos) son producidas asimismo como subproductos o agua residual. En el proceso de Steuler denominado Total Acid Regeneration (STAR) el ácido ligado se recupera también del proceso de decapado y los metales son utilizados como óxidos de metal basándose en una combinación de procesos de separación por membrana y de procesos térmicos.

Con esta tecnología se han conseguido por primera vez índices de recuperación para HF y HNO3 de más del 90%. Este proceso es aplicable a ácidos de mezcla (HF/HNO3) y porcentajes de separación de metal de más de 100 kg/h.

El proceso Acid Regeneración Total (STAR) se caracteriza siempre por sus considerables ventajas en comparación con la tecnología habitual de tostación directa. Debido a la separación del acido libre en la nanofiltración y a la deshidratación de los lodos en el filtro de banda al vacio, el lodo a evaporar solo contiene una cantidad pequeña de agua y ácido nítrico. Por ello el consumo de gas natural y la pérdida de ácido nítrico son mucho más bajos comparados con el proceso común de tostación directa. 

  • Porcentaje muy alto derecuperación de ácido nítrico
  • Consumo reducido de urea como reductor en la planta SCR/ DeNOx
  • Sin consumo adicional de peroxido de hidrógeno para la absorción de NO en el lavado de gases.
  • Bajo consumo de gas natural
  • Baja concentración de fluoruros en los óxidos de metal producidos

Esta ventaja con respecto a los costes operativos de una planta con un porcentaje de separación de metales de más de 100 kg/h resultan amortizadas en un periodo de aprox. 1.5 años..

Descripción del proceso:

En primer lugar los sólidos contenidos en al ácido residual, especialmente cascarilla (de oxido) no disuelta, son filtradas mediante la microfiltración Steuler Acid Microfiltration (SAM). Además, el filtrado es tratado en un sistema de membrana de nanofiltración. En este sistema de nanofiltración, aplicando una presión operativa superior a 40 bar, los fluoruros de metal son concentrados en la corriente de concentrados, el ácido libre pasa a través de la membrana y se filtra con el permeado.

Ambas membranas, la microfiltración para la separación de sólidos y la nanofiltración para separación y concentración de  metales disueltos, son diseñadas con sistemas modulares ofreciendo una operatividad flexible y una alta disponibilidad con la posibilidad de incrementar la producción. 
El flujo concentrado es descargado continuamente desde la nanofiltración y se concentra en la evaporación. El calor se suministra mediante calor residual procedente del proceso de tostación. Debido a las altas concentraciones de metales y ácidos, las sales metálicas, principalmente los fluoruros de metales, empiezan entretanto a cristalizar.

La cristalización se refuerza mediante una cristalización multigradual en corriente descendente por refrigeración indirecta. Los cristales de fluoruros de metal se separan de la solución por sedimentación y son deshidratados mediante un filtro de banda. El filtrado se recircula de nuevo a la nanofiltración. 

La torta de filtración seca se mezcla con un poco agua a una suspensión concentrada y se suministra al proceso de tostación.Aquí los fluoruros de metal son convertidos en óxidos de metal mediante liberación de HF gaseoso. 
Los óxidos de metal son descargados en el flujo de gases residuales procedendes del horno de tostación  y separados en un filtro cámara. 

Después del filtrado, el HF gaseoso, se absorbe en una torre de absorción de varias fases. En la zona inferior del scrubber/lavador de gases, diseñado como una torre con relleno, el perneado con bajo contenido en metales de la nanofiltración es utilizado como absorbente para el prelavado de los gases residuales. El resto de HF es absorbido en una segunda fase del scrubber consistente en varios niveles. Como medio de absorción se utiliza agua, la cual se coloca en el nivel superior y se suministra a contracorriente del gas residual. El agua acumulada con ácido fluorhídrico y el permeado de la nanofiltración vuelve a la línea de decapado como ácido regenerado.

Para cumplir con las estrictas exigencias legales puede requerirse una planta de tratamiento de gases adicional. El HF gaseoso residual es absorbido mediante módulos de cal transformándose en CaF2. A continuación los óxidos de nitrógeno son convertidos en nitrógeno y agua en la fase de SCR/Denox mediante la inyección de urea o amoniaco.
El proceso de Steuler Total Acid Regeneration (STAR) se basa en  la combinación de unidades de procesos ya probados desde hace mucho tiempo, como por ej la microfiltración de flujo cruzado cross-flow, cristalización y plantas SCR/DeNOX con técnologías  de proceso como por ej. la nanofiltración, y que no habián sido aplicados hasta ahora. En el desarrollo de proceso, diseño de planta y construcción de esta tecnología deben considerarse exigencias totalmente nuevas. Al igual que en el ámbito de la nanofiltración, el ácido es transportado a través de la membrana selectiva con una presión de hasta 40 bar. Debido al efecto fuertemente oxidante y corrosivo del medio los materiales apropiados para las bombas HP y accesorios son también muy limitados. 
Después de más de 3 años en funcionamiento puede concluirse definitivamente que este desafío puede considerarse muy bien resuelto. Todos los materiales utilizados, como por ejemplo, los aceros inoxidables especiales han resultado estables durante su funcionamiento. La primera planta industrial para la mezcla de ácidos totales y la recuperación de metales ha sido aceptada por el cliente y ha sido puesta funcionamiento con éxito.