ES2291105B1 - PARALLEL CONFIGURATION OF INTERRUPTED SERIES FOR METAL EXTRACTION PLANTS WITH SOLVENTS. - Google Patents
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Abstract
Configuración en paralelo de series entrelazadas
para
plantas de extracción de metales con disolventes.Parallel configuration of interlaced series for
Metal extraction plants with solvents.
Una configuración en paralelo de series entrelazadas, para la extracción de valores metálicos a partir de una fase acuosa que contiene el valor metálico, es una configuración especial en paralelo de series en la que la fase orgánica lavada se pone en contacto primero, en una segunda etapa de extracción, con una corriente acuosa parcialmente sin cobre que sale de una primera etapa de extracción. Esta fase orgánica parcialmente cargada se hace avanzar entonces hasta una etapa de extracción en paralelo en la que se pone en contacto con un volumen reciente de PLS, y extrae cobre adicional. La fase orgánica se hace avanzar entonces hasta la primera etapa de extracción, en la que entra en contacto con una segunda corriente de PLS. Este enfoque da como resultado una recuperación global de cobre, mayor que en la configuración en paralelo de series modificada convencional. Se logra un aumento de 4% de la recuperación global de cobre, con relación a la realizada con la configuración en paralelo de series convencional.A series parallel configuration interlaced, for the extraction of metallic values from an aqueous phase that contains the metallic value, is a configuration special parallel series in which the washed organic phase is contacts first, in a second extraction stage, with a partially copper-free aqueous stream leaving a first extraction stage This partially charged organic phase is then advances to a parallel extraction stage in the one that contacts a recent volume of PLS, and extracts additional copper The organic phase is then advanced until the first extraction stage, in which it comes into contact with a second stream of PLS. This approach results in a global copper recovery, greater than in the configuration in Conventional modified series parallel. An increase of 4% of the global recovery of copper, in relation to the one made with the parallel configuration of conventional series.
Description
Configuración en paralelo de series entrelazadas para plantas de extracción de metales con disolventes.Parallel configuration of interlaced series for metal extraction plants with solvents.
Esta Solicitud reivindica el beneficio de la Solicitud Provisional, número de serie 60/463.243, presentada el 16 de Abril de 2003, en trámite junto con la presente y cuyos contenidos se incorporan aquí como referencia.This Application claims the benefit of the Provisional Application, serial number 60 / 463.243, filed on 16 April 2003, in process together with this and whose Contents are incorporated here for reference.
Diversos metales se pueden recuperar a partir de sus minerales mediante lixiviación. La lixiviación se logra poniendo en contacto una roca que contiene el mineral con una disolución ácida acuosa. Un metal de elección se puede obtener a partir de un mineral que contiene una mezcla de metales, además del metal deseado. El medio lixiviante disuelve sales del metal deseado y de otros metales a medida que pasa gradual e irregularmente a través del mineral, para proporcionar una disolución acuosa de la mezcla de valores metálicos. Los valores metálicos se lixivian habitualmente con un medio de ácido sulfúrico, proporcionando una disolución acuosa ácida, pero también se pueden lixiviar mediante amoníaco para proporcionar una disolución acuosa básica.Various metals can be recovered from its minerals by leaching. Leaching is achieved contacting a rock that contains the mineral with a aqueous acid solution. A metal of choice can be obtained at from a mineral that contains a mixture of metals, in addition to desired metal The leaching medium dissolves salts of the desired metal and of other metals as it gradually and irregularly passes to through the mineral, to provide an aqueous solution of the mix of metallic values. The metallic values are leached usually with a sulfuric acid medium, providing a acidic aqueous solution, but can also be leached by ammonia to provide a basic aqueous solution.
La disolución de lixiviación acuosa se mezcla en tanques con un reactivo de extracción que se disuelve en un disolvente orgánico, por ejemplo, un queroseno. El reactivo incluye un producto químico extractor que forma un complejo de tipo metal-agente extractor con los iones metálicos deseados, con preferencia por estos frente a iones de otros metales. La etapa de formación del complejo se denomina la etapa de extracción o de carga, del procedimiento de extracción con disolventes. La naturaleza del agente extractor depende del metal a extraer y de la naturaleza de la disolución de lixiviación. Por ejemplo, el cinc se puede extraer con ácido di-2-etilhexilfosfórico, el uranio se puede extraer usando un reactivo de amina grasa terciaria, tal como la amina terciaria ALAMINE®, el cobalto se puede extraer como un complejo de cloruro usando un reactivo de amina grasa terciaria, tal como la amina terciaria ALAMINE®, el cobalto se puede extraer usando un ácido organofosfónico o ácido fosfínico, el níquel usando un ácido carboxílico, el molibdeno usando un reactivo de amina grasa terciaria, tal como la amina terciaria ALAMINE®. El cobre se puede extraer con una aldoxima, tal como 2-hidroxi-5-nonilbenzaldoxima, con una cetoxima tal como 2-hidroxi-5-alquilfenilcetoxima, o con combinaciones de aldoximas y cetoximas tal como se describe en la patente U.S. 6.395.062, cuyos contenidos en su totalidad se incorporan aquí como referencia, y con oximas en combinaciones con un agente extractor y modificadores del equilibrio, tal como se describe en las patentes U.S. 6.231.784 y 6.177.055, cuyos contenidos en su totalidad se incorporan aquí como referencia.The aqueous leaching solution is mixed in tanks with an extraction reagent that dissolves in a organic solvent, for example, a kerosene. The reagent includes an extractor chemical that forms a type complex metal-extractor agent with metal ions desired, preferably by these against other ions metals The stage of complex formation is called the stage of extraction or loading of the extraction procedure with solvents The nature of the extracting agent depends on the metal to extract and from the nature of the leaching solution. By example, zinc can be extracted with acid di-2-ethylhexyl phosphorus, uranium can be extracted using a tertiary fatty amine reagent, such Like the ALAMINE® tertiary amine, cobalt can be extracted as a chloride complex using a tertiary fatty amine reagent, such as the ALAMINE® tertiary amine, cobalt can be extracted using an organophosphonic acid or phosphinic acid, nickel using a carboxylic acid, molybdenum using an amine reagent tertiary fat, such as the ALAMINE® tertiary amine. Copper is can extract with an aldoxime, such as 2-hydroxy-5-nonylbenzaldoxime, with a ketoxime such as 2-hydroxy-5-alkylphenylketoxime, or with combinations of aldoxime and ketoxime as described in U.S. Patent 6,395,062, whose contents are entirely incorporated here as a reference, and with oximes in combinations with an extracting agent and balance modifiers, as described in U.S. Pat. 6,231,784 and 6,177,055, whose Entire contents are incorporated herein by reference.
Se están buscando continuamente nuevos métodos más económicos para mejorar el procedimiento de extracción, a fin de disminuir los costes y mejorar la calidad del metal producido.New methods are continually being sought cheaper to improve the extraction procedure, in order to reduce costs and improve metal quality produced.
La presente invención es una configuración en paralelo de series entrelazadas para plantas de extracción de metales con disolventes. El método comprende las etapas de: (1) poner en contacto una fase orgánica, que comprende una disolución en un disolvente insoluble en agua e inmiscible con agua de una formulación de un reactivo de extracción sustancialmente libre de valores metálicos, con una primera disolución acuosa que contiene metales, para extraer al menos una porción del metal en la fase orgánica para formar una disolución acuosa del refinado sin metal y una primera fase orgánica parcialmente cargada, en la que la primera disolución acuosa que contiene metal es el refinado procedente de la etapa (3); (2) poner en contacto la primera fase orgánica parcialmente cargada con una segunda disolución acuosa que contiene metal, para formar una disolución acuosa de refinado sin metal y una segunda fase orgánica parcialmente cargada que tiene un contenido metálico mayor que la primera fase orgánica parcialmente cargada; (3) poner en contacto la segunda fase orgánica parcialmente cargada con una tercera disolución acuosa que contiene metal, para formar una fase acuosa parcialmente sin metal y una tercera fase orgánica parcialmente cargada.The present invention is a configuration in parallel interlocking series for extraction plants metals with solvents. The method comprises the steps of: (1) contacting an organic phase, which comprises a solution in a solvent insoluble in water and immiscible with water of a formulation of an extraction reagent substantially free of metallic values, with a first aqueous solution containing metals, to extract at least a portion of the metal in the phase organic to form an aqueous solution of the metal-free refining and a first partially charged organic phase, in which the first aqueous solution containing metal is the refined from stage (3); (2) contact the first phase organic partially charged with a second aqueous solution that contains metal, to form an aqueous refining solution without metal and a second partially charged organic phase that has a metallic content greater than the first organic phase partially charged (3) contact the second organic phase partially charged with a third aqueous solution containing metal, to form an aqueous phase partially without metal and a third organic phase partially charged.
Una modificación del procedimiento según la invención es una configuración en paralelo de series entrelazadas triple para plantas de extracción de metales con disolventes. Este método comprende las etapas de: (1) poner en contacto una fase orgánica, que comprende una disolución en un disolvente insoluble en agua e inmiscible con agua de una formulación del reactivo de extracción sustancialmente libre de valores metálicos, con una primera disolución acuosa que contiene metal, para extraer al menos una porción del metal en la fase orgánica para formar una disolución acuosa de refinado sin metal y una primera fase orgánica parcialmente cargada, en la que la primera disolución acuosa que contiene metal es el refinado procedente de la etapa (4); (2) poner en contacto la primera fase orgánica parcialmente cargada con una segunda disolución acuosa que contiene metal para formar una disolución acuosa de refinado sin metal y una segunda fase orgánica parcialmente cargada que tiene un contenido metálico mayor que la primera fase orgánica parcialmente cargada; (3) poner en contacto la segunda fase orgánica parcialmente cargada con una tercera disolución acuosa que contiene metal, para formar una disolución acuosa de refinado sin metal y una tercera fase orgánica parcialmente cargada que tiene un contenido metálico mayor que la segunda fase orgánica parcialmente cargada; (4) poner en contacto la tercera fase orgánica parcialmente cargada con una cuarta disolución acuosa que contiene metal, para formar una fase acuosa parcialmente sin metal y una cuarta fase orgánica parcialmente cargada.A modification of the procedure according to the invention is a parallel configuration of interwoven series triple for metal extraction plants with solvents. This method comprises the steps of: (1) contacting a phase organic, which comprises a solution in an insoluble solvent in water and immiscible with water of a reagent formulation of extraction substantially free of metallic values, with a first aqueous solution containing metal, to extract at least a portion of the metal in the organic phase to form a aqueous solution of refining without metal and a first organic phase partially charged, in which the first aqueous solution that metal contains is the refining from step (4); (2) put in contact the first organic phase partially loaded with a second aqueous solution containing metal to form a aqueous solution of refining without metal and a second organic phase partially charged that has a metallic content greater than the first partially loaded organic phase; (3) get in touch the second organic phase partially loaded with a third aqueous solution containing metal, to form a solution aqueous refining without metal and a third organic phase partially charged that has a metallic content greater than the second organic phase partially charged; (4) get in touch the third organic phase partially loaded with a fourth aqueous solution containing metal, to form an aqueous phase partially without metal and a fourth organic phase partially loaded
La Figura 1 es un diagrama de flujo de una
configuración de extracción en paralelo de series conven-
cional.Figure 1 is a flow chart of a parallel series parallel configuration configuration.
tional
La Figura 2 es un diagrama de flujo de una configuración de extracción en paralelo de series entrelazadas.Figure 2 is a flow chart of a parallel extraction configuration of interlaced series.
La Figura 3 es un diagrama de flujo de una
configuración de extracción en paralelo triple de series
convencio-
nal.Figure 3 is a flow chart of a triple parallel extraction configuration of conventional series
nal.
La Figura 4 es un diagrama de flujo de una configuración de extracción triple especial en paralelo de series entrelazadas optimizada.Figure 4 is a flow chart of a special triple extraction configuration in series parallel intertwined optimized.
El procedimiento según la invención se puede comprender mejor con referencia a las figuras. Aunque el procedimiento según la invención se puede usar en la extracción de cualquier metal, incluyendo, pero sin limitarse a, cinc, uranio, cobalto, níquel y molibdeno, se describirá con referencia al cobre, la realización preferida.The process according to the invention can be better understand with reference to the figures. Although the procedure according to the invention can be used in the extraction of any metal, including, but not limited to, zinc, uranium, cobalt, nickel and molybdenum, will be described with reference to copper, the preferred embodiment.
Como se usa aquí, la abreviatura PLS representa una disolución de lixiviación acuosa rica en cobre. La expresión "fase orgánica parcialmente cargada" es una fase orgánica que comprende una disolución en un disolvente insoluble en agua e inmiscible con agua de una formulación del reactivo de extracción que contiene menos de la cantidad máxima posible de valores metálicos. La expresión "fase orgánica cargada" es una fase orgánica que comprende una disolución en un disolvente insoluble en agua e inmiscible con agua de una formulación del reactivo de extracción que contiene la cantidad máxima posible de valores metálicos. El reactivo extractor se define anteriormente, y, en el caso de la extracción del cobre, puede incluir modificadores del equilibrio que pueden ser diésteres de ácidos dicarboxílicos lineales, tales como ésteres de alcoholes lineales con ácidos malónico, adípico, tereftálico. La expresión "fase orgánica lavada" es una fase orgánica que comprende una disolución en un disolvente insoluble en agua e inmiscible con agua de una formulación del reactivo de extracción sustancialmente libre de valores de cobre. Una fase orgánica lavada es aquella en la que los valores de cobre se han eliminado de una fase orgánica cargada o parcialmente cargada poniendo en contacto la fase orgánica cargada o parcialmente cargada con un ácido acuoso, transfiriendo de ese modo sustancialmente todo el valor del cobre desde la fase orgánica a la fase acuosa; o puede ser una fase orgánica reciente, sin usar. Un refinado es una disolución acuosa que sale de una etapa de extracción y que ha sido desprovista, al menos parcialmente, de valores de cobre mediante una fase orgánica.As used here, the abbreviation PLS stands for an aqueous leaching solution rich in copper. The expression "partially charged organic phase" is an organic phase that it comprises a solution in a water insoluble solvent and water immiscible of an extraction reagent formulation which contains less than the maximum possible amount of values metallic The expression "charged organic phase" is a phase organic comprising a solution in a solvent insoluble in water and immiscible with water of a reagent formulation of extraction containing the maximum possible amount of values metallic The extractive reagent is defined above, and, in the case of copper extraction, may include modifiers of the equilibrium which can be diesters of dicarboxylic acids linear, such as esters of linear alcohols with acids Malonic, adipic, terephthalic. The expression "organic phase washed "is an organic phase comprising a solution in a solvent insoluble in water and immiscible with water of a formulation of the extraction reagent substantially free of copper values A washed organic phase is one in which the copper values have been removed from a charged organic phase or partially charged by contacting the charged organic phase or partially charged with an aqueous acid, transferring from that substantially all copper value from the organic phase to the aqueous phase; or it can be a recent, unused organic phase. A refining is an aqueous solution that leaves a stage of extraction and that has been deprived, at least partially, of copper values through an organic phase.
La Figura 1 representa un diagrama de flujo de una línea de extracción en paralelo de series convencional en la que existe una configuración fija, y las etapas de extracción están en una fila. La PLS se alimenta a dos etapas de extracción conectadas en paralelo, E1 y EP. La PLS se extrae en EP mediante la fase orgánica lavada, y la fase orgánica parcialmente cargada se envía a E2, en la que extrae el refinado de E1. En E1, la PLS se extrae y la fase acuosa procedente de E1 se alimenta en serie a E2, en la que es extraída mediante la fase orgánica parcialmente cargada procedente de EP. La fase orgánica procedente de E2 se alimenta a E1, en la que extrae la PLS. La fase orgánica cargada procedente de E1 se envía a lavarla. La PLS se extrae mediante la fase orgánica libre de cobre en EP, y mediante la fase orgánica parcialmente cargada en E1.Figure 1 represents a flow chart of a conventional series parallel extraction line in the that there is a fixed configuration, and the extraction stages are in a row The PLS is fed to two extraction stages connected in parallel, E1 and EP. The PLS is extracted in EP by means of washed organic phase, and the partially charged organic phase is sends to E2, in which it extracts the refining of E1. In E1, the PLS will extracted and the aqueous phase from E1 is fed in series to E2, in which it is extracted by the organic phase partially loaded from EP. The organic phase from E2 is feeds E1, in which it extracts the PLS. The loaded organic phase E1 is sent to be washed. The PLS is extracted by Copper-free organic phase in EP, and through the organic phase partially loaded in E1.
La Figura 2 representa un diagrama de flujo de una línea de extracción en paralelo de series entrelazadas, en la que E2 y EP se yuxtaponen. Al igual que en la línea de extracción en paralelo de series convencional, la PLS se alimenta a dos etapas de extracción conectadas en paralelo, E1 y EP. En esta configuración, la fase orgánica lavada se pone primero en contacto en E2 mediante la fase acuosa parcialmente sin cobre procedente de E1. Esta fase orgánica parcialmente cargada se hace avanzar entonces a la etapa EP en la que se pone en contacto con un volumen reciente de PLS, y extrae cobre adicional. La fase orgánica se hace avanzar entonces hasta E1 en la que entra en contacto con una segunda corriente de PLS reciente para formar una fase orgánica completamente cargada. El cobre se puede recuperar de la fase orgánica completamente cargada lavando con ácido acuoso. La disolución acuosa resultante del lavado contiene sustancialmente sólo cobre. El metal de cobre puro se puede recuperar de la disolución de lavado cargada con metal mediante extracción por vía electrolítica. Este enfoque da como resultado una recuperación global del cobre, mayor que en la configuración en paralelo de series convencional. Esto resulta principalmente del hecho de que la fase orgánica lavada, que es una fase orgánica más eficiente en términos de extracción de cobre, entra en contacto con la corriente acuosa parcialmente sin cobre, procedente de E1. En un circuito convencional, esta fase orgánica lavada se hace pasar primero a través de la etapa EP antes de entrar en E2, y extrae una cantidad significativa de cobre. No es tan eficaz como una fase orgánica lavada en términos de la obtención de un refinado bajo en la corriente de refinado acuosa saliente.Figure 2 represents a flow chart of a parallel extraction line of interwoven series, in the that E2 and EP are juxtaposed. As in the extraction line In parallel of conventional series, the PLS is fed in two stages Extraction connected in parallel, E1 and EP. In this configuration, the washed organic phase is first contacted in E2 by the partially copper-free aqueous phase from E1. This partially charged organic phase is advanced then to the EP stage where it contacts a volume recent from PLS, and extracts additional copper. The organic phase is done advance then to E1 where it comes into contact with a second stream of recent PLS to form an organic phase fully charged Copper can be recovered from the phase Organic fully charged by washing with aqueous acid. The aqueous solution resulting from washing contains substantially just copper. The pure copper metal can be recovered from the wash solution loaded with metal by extraction via electrolytic This approach results in a recovery. global copper, greater than in the parallel configuration of conventional series. This results mainly from the fact that the washed organic phase, which is a more efficient organic phase in terms of copper extraction, comes into contact with the current aqueous partially without copper, from E1. In a circuit conventional, this washed organic phase is first passed to through the EP stage before entering E2, and withdraws an amount significant copper. It is not as effective as an organic phase washed in terms of obtaining a low refined in the outgoing aqueous refining stream.
La configuración de extracción en paralelo de series entrelazadas típicamente logrará recuperaciones globales de alrededor de 0,2 hasta alrededor de 5% absolutas mayores que una configuración en paralelo de series convencional. Para una planta de 50.000 toneladas métricas por año, una mejora del 1% en la recuperación es equivalente a aproximadamente \textdollar1.500.000 de ingreso adicional a los precios actuales del cobre.The parallel extraction configuration of interlaced series will typically achieve global recoveries of around 0.2 to about 5% absolute greater than one Conventional series parallel configuration. For a plant of 50,000 metric tons per year, an improvement of 1% in the recovery is equivalent to approximately $ 1,500,000 of additional income at current copper prices.
La Figura 3 representa una variación del método de extracción en paralelo de series convencional, que es un diagrama de flujo de una configuración de extracción en paralelo triple de series que tiene cuatro etapas de extracción, frente a las tres etapas de extracción representadas en la Figura 1. En la configuración de extracción en paralelo triple de las series, la fase orgánica lavada se pone en contacto primero en E4 con PLS reciente para formar una primera fase orgánica parcialmente cargada y un refinado que se recicla a la operación de lixiviación. La primera fase parcialmente cargada procedente de E4 se pone en contacto entonces con PLS reciente en E3 para formar una segunda fase orgánica parcialmente cargada que tiene un valor metálico mayor que la primera fase orgánica parcialmente cargada y que el refinado que se recicla a la operación de lixiviación. La segunda fase orgánica parcialmente cargada procedente de E3 se, alimenta a E2, en la que se pone en contacto con el refinado procedente de El que se forma mediante extracción de PLS mediante la tercera fase orgánica parcialmente cargada procedente de E2. El refinado procedente de la extracción de E2 se recicla a la operación de lixiviación.Figure 3 represents a variation of the method of parallel extraction of conventional series, which is a flowchart of a parallel extraction configuration triple series that has four stages of extraction, compared to three extraction stages represented in Figure 1. In the triple parallel extraction configuration of the series, the washed organic phase is first contacted in E4 with PLS recent to form a first partially charged organic phase and a refining that is recycled to the leaching operation. The first partially charged phase from E4 is set to then contact with recent PLS in E3 to form a second partially charged organic phase that has a metallic value greater than the first partially charged organic phase and that the refined that is recycled to the leaching operation. The second partially charged organic phase from E3 is fed to E2, in which it contacts the refining from El which is formed by PLS extraction through the third phase partially loaded organic from E2. The refined from the extraction of E2 is recycled to the operation of leaching
La Figura 4 representa una variación del método en paralelo de series triple optimizado, que es un diagrama de flujo de una configuración de extracción en paralelo de series triple optimizada que tiene cuatro etapas de extracción, frente a las tres etapas de extracción en la Figura 2. En la configuración de extracción en paralelo de series triple optimizada, la fase orgánica lavada se pone en contacto primero en E4 con la fase acuosa parcialmente sin cobre procedente de E1. Esta fase orgánica parcialmente cargada se hace avanzar entonces hasta la etapa E3 en la que se pone en contacto con un volumen reciente de PLS y extrae cobre adicional. La fase orgánica se hace avanzar entonces hasta E2, en la que entra en contacto con una segunda corriente de PLS reciente y extrae cobre adicional. La fase orgánica se hace avanzar entonces hasta E1, en la que entra en contacto con una segunda corriente de PLS reciente para formar una fase orgánica completamente cargada.Figure 4 represents a variation of the method in parallel optimized triple series, which is a diagram of flow of a series parallel extraction configuration triple optimized that has four extraction stages, compared to the three stages of extraction in Figure 2. In the configuration parallel extraction of optimized triple series, the phase washed organic is first contacted in E4 with the aqueous phase partially without copper from E1. This organic phase partially loaded then proceed to step E3 in the one that contacts a recent volume of PLS and extracts additional copper The organic phase is then advanced until E2, where it comes into contact with a second PLS current recent and extracts additional copper. The organic phase is advanced then until E1, where it comes into contact with a second recent PLS stream to form an organic phase fully charged
Los siguientes ejemplos quieren ilustrar pero no limitar la invención.The following examples want to illustrate but not Limit the invention.
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Con fines comparativos, se llevó a cabo un ensayo en una planta de extracción de cobre con disolvente que opera con una configuración en paralelo de series convencional. La planta se monitorizó cuidadosamente durante un período de tiempo, y después el circuito se proveyó nuevamente con tuberías para operar con la configuración en paralelo de series entrelazadas. Las condiciones de funcionamiento y los datos de recuperación global de cobre para cada configuración de circuito se resumen en las siguientes Tablas:For comparative purposes, a test in a solvent extraction copper plant that It operates with a conventional parallel series configuration. The plant was carefully monitored for a period of time, and then the circuit was again supplied with pipes to operate with the parallel configuration of interwoven series. The operating conditions and global recovery data of Copper for each circuit configuration is summarized in the following Tables:
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Ejemplo comparativoExample comparative
La fase orgánica de la planta se usó en ambos casos. La mayoría del agente extractor presente en la fase orgánica fue LIX® 984N, un producto comercial de Cognis Corporation, Cincinnati, Ohio.The organic phase of the plant was used in both cases. Most of the extracting agent present in the organic phase it was LIX® 984N, a commercial product of Cognis Corporation, Cincinnati, Ohio.
Mientras se opera en la configuración en paralelo de series entrelazadas, se logró una recuperación global adicional del 4% de cobre en comparación con el funcionamiento, con la configuración en paralelo de series convencional.While operating in the configuration in parallel interwoven series, a global recovery was achieved additional 4% copper compared to operation, with the parallel configuration of conventional series.
Claims (44)
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