POLICLOROSULFATOS DE ALUMINIO, PROCESO PARA SU PREPARACION Y EL USO DE LOS MISMOS.
Policlorosulfatos de aluminio que tienen la fórmula general (I)
(I)Al(OH)lClm(SO4)nMp
donde
M representa un metal alcalino,
l, m, n, p representan el número de moles por mol de aluminio, de manera que:
Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E00103669.
Solicitante: POZZOLI, BERNARDO.
Nacionalidad solicitante: Brasil.
Dirección: RUA CONSTANTE RAMOS 93/503,22051-010 COPACABANA, RIO DE JANEIRO (BRASIL).
Inventor/es: POZZOLI,BERNARDO.
Fecha de Publicación: .
Fecha Solicitud PCT: 22 de Febrero de 2000.
Fecha Concesión Europea: 7 de Octubre de 2009.
Clasificación PCT:
- C01F7/00 QUIMICA; METALURGIA. › C01 QUIMICA INORGANICA. › C01F COMPUESTOS DE BERILIO, MAGNESIO, ALUMINIO, CALCIO, ESTRONCIO, BARIO, RADIO, TORIO O COMPUESTOS DE LOS METALES DE LAS TIERRAS RARAS (hidruros metálicos C01B 6/00; sales de oxácidos de halógenos C01B 11/00; peróxidos, sales de los perácidos C01B 15/00; sulfuros o polisulfuros de magnesio, calcio, estroncio o bario C01B 17/42; tiosulfatos, ditionitos, politionatos C01B 17/64; compuestos que contienen selenio o teluro C01B 19/00; compuestos binarios del nitrógeno con metales C01B 21/06; azidas C01B 21/08; amidas metálicas C01B 21/092; nitritos C01B 21/50; fosfuros C01B 25/08; sales de los oxácidos del fósforo C01B 25/16; carburos C01B 32/90; compuestos que contienen silicio C01B 33/00; compuestos que contienen boro C01B 35/00; compuestos que tienen propiedades de tamices moleculares pero que no tienen propiedades de cambiadores de base C01B 37/00; compuestos que tienen propiedades de tamices moleculares y de cambiadores de base, p. ej. zeolitas cristalinas, C01B 39/00; cianuros C01C 3/08; sales del ácido ciánico C01C 3/14; sales de cianamida C01C 3/16; tiocianatos C01C 3/20; procesos de fermentación o procesos que utilizan enzimas para la preparación de elementos o de compuestos inorgánicos excepto anhídrido carbónico C12P 3/00; obtención a partir de mezclas, p. ej. a partir de minerales, de compuestos metálicos que son los compuestos intermedios de un proceso metalúrgico para la obtención de un metal libre C22B; producción de elementos no metálicos o de compuestos inorgánicos por electrólisis o electroforesis C25B). › Compuestos de aluminio.
- C02F1/52 C […] › C02 TRATAMIENTO DEL AGUA, AGUA RESIDUAL, DE ALCANTARILLA O FANGOS. › C02F TRATAMIENTO DEL AGUA, AGUA RESIDUAL, DE ALCANTARILLA O FANGOS (procedimientos para transformar las sustancias químicas nocivas en inocuas o menos perjudiciales, efectuando un cambio químico en las sustancias A62D 3/00; separación, tanques de sedimentación o dispositivos de filtro B01D; disposiciones relativas a las instalaciones para el tratamiento del agua, agua residual o de alcantarilla en los buques, p. ej. para producir agua dulce, B63J; adición al agua de sustancias para impedir la corrosión C23F; tratamiento de líquidos contaminados por radiactividad G21F 9/04). › C02F 1/00 Tratamiento del agua, agua residual o de alcantarilla (C02F 3/00 - C02F 9/00 tienen prioridad). › por floculación o precipitación de las impurezas en suspensión.
Clasificación antigua:
Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania, Letonia, Ex República Yugoslava de Macedonia, Albania.
Fragmento de la descripción:
Policlorosulfatos de aluminio, proceso para su preparación y el uso de los mismos.
La presente invención se refiere a los nuevos policlorosulfatos de aluminio que tienen elevada basicidad y estabilidad, un contenido bajo en sulfatos y una elevada potencia coagulante y floculante, y se refiere a un proceso de producción mejorado de los mismos, fácil de llevar a cabo, que tiene lugar a temperatura ambiente, y está libre de contaminación o residuos.
Lo más novedoso
Los policlorosulfatos de aluminio se utilizan en el tratamiento de agua potable y de aguas residuales, en la industria del papel y en muchos procesos de clarificación industrial. El funcionamiento y las aplicaciones de estos policlorosulfatos de aluminio dependen no sólo de sus características químicas, sino que en particular del proceso utilizado para su fabricación. En la mayoría de campos de aplicación se ha observado que los policlorosulfatos de aluminio con una fórmula empírica muy similar pueden presentar funcionamientos completamente diferentes dependiendo del método utilizado para su preparación. El motivo de este comportamiento se atribuye a la presencia en solución de especies policondensadas iónicas, cuya constitución y estructura dependen del proceso de fabricación.
A las diversas aplicaciones de policloruros y polisulfatos de aluminio pertenece la fabricación de composiciones antiperspirantes, la producción de soportes de catalizador, el tratamiento del papel en la industria del papel y el tratamiento de agua y aguas residuales.
En el tratamiento de agua y aguas residuales los policloruros y policlorosulfatos de aluminio han ido adquiriendo fuerza frente al detrimento de otros compuestos utilizados tradicionalmente, como las sales de hierro y sulfato de aluminio, debido a la mayor potencia coagulante y floculante de estas sales básicas de aluminio.
Las propiedades coagulantes y floculantes se pueden mejorar añadiendo iones sulfato (SO42-), cuya sinergia es bien conocida desde hace mucho tiempo.
A diferencia de las soluciones de sulfato de aluminio que son muy estables, las soluciones de policlorosulfato de aluminio son únicamente estables en ciertas condiciones de concentración, basicidad y contenido en sulfatos.
Los policlorosulfatos de aluminio adecuados para el tratamiento de aguas, en particular para el tratamiento del agua potable deben presentar una basicidad suficientemente elevada y un contenido en sulfatos suficientemente bajo para garantizar un nivel mínimo de aluminio residual en el agua tratada. Por otro lado, el nivel de sulfatos debe ser suficientemente elevado para garantizar unas buenas propiedades coagulantes/floculantes. Basicidades demasiado altas alteran la potencia coagulante/floculante. Las temperaturas de basificación bajas promueven una buena floculación/coagulación. Las basicidades altas asociadas a niveles elevados de sulfatos alteran la estabilidad de los policlorosulfatos de aluminio.
Con el fin de obtener policlorosulfatos de aluminio adecuados para el tratamiento de aguas, en particular para el tratamiento de agua potable, se debe hallar un equilibrio entre un nivel suficientemente alto de sulfato que favorezca unas buenas propiedades coagulantes/floculantes, sin incrementar el contenido en aluminio soluble en el agua tratada, y una basicidad suficientemente elevada para garantizar niveles mínimos de aluminio residual, sin alterar las propiedades coagulantes/floculantes. Además el producto debe ser estable, el proceso de preparación debe ser simple y no liberar ningún tipo de agente contaminante.
Los policlorosulfatos de aluminio que satisfacen alguno de los requisitos anteriormente mencionados son conocidos:
a) La solicitud de patente francesa nº FR-A-2317227 describe el proceso, llevado a cabo a una temperatura inferior a 50ºC, para la preparación de clorhidrato de aluminio con la fórmula general siguiente:
donde:
Y representa un anión con valencia Z1, típicamente SO42-
M representan un catión con valencia Z2, como el amonio, un metal alcalino, o un metal alcalino-terreo y
1.2 < a < 1.7,
0 < c = 0.6,
0,2 < d < 1.7,
y
a + b + c = 3 + d.
Sin embargo, las basicidades de los policloruros de aluminio anteriormente mencionadas son inferiores al 57% y no son suficientemente altas para algunas aplicaciones, como en el tratamiento de aguas.
b) La patente japonesa nº JP 52113384 describe un proceso para la preparación de policlorosulfato de aluminio que tiene elevada basicidad en el cual un reactivo alcalino como el CaCO3, NaHCO3, Na2CO3, Mg(OH)2 ó MgO se añade a una temperatura inferior a 60ºC a una solución de un compuesto de aluminio previamente preparado haciendo reaccionar un policlorosulfato de aluminio de basicidad baja con CaCO3, obteniendo así yeso como producto secundario, que se separa luego. Los inconvenientes principales de este proceso son los siguientes: la basicidad de este compuesto de aluminio intermedio es del 50%, los niveles de aluminio residual son demasiado altos y la producción de yeso como producto secundario es considerable, lo que equivale a una eliminación o desechado difícil.
c) La patente japonesa nº JP 5300 1699 describe un proceso para la preparación de policlorosulfato de aluminio de alta basicidad, donde primero una basicidad media de policlorosulfato de aluminio se hace reaccionar con CaCO3 en cantidad equimolecular con respecto al sulfato, obteniendo así yeso, que luego se separa. En la etapa siguiente, el producto así obtenido con una basicidad entre el 55% y el 58%, reacciona con un compuesto elegido entre el CaCO3, NaHCO3, Na2CO3, Mg(OH)2 y MgO.
Sin embargo, incluso si estos procesos conducen a compuestos de elevada basicidad (basicidad inferior al 70%), ellos presentan el mayor inconveniente de una coproducción de yeso ácida, que es su difícil eliminación.
d) La patente europea nº EP-327419 describe un proceso para la preparación de policlorosulfato de aluminio con la fórmula general
donde
X representa un metal alcalino-térreo, preferiblemente el calcio,
n, m, p, q representan las concentraciones molares (moles/litro) de los iones en solución,
((3n+2K-m-2p)/3n).100 representa la basicidad.
La basicidad de los productos descritos en EP-327419 oscila entre un 45% y un 70%, por lo que es suficientemente alta y los productos satisfacen los requisitos anteriormente descritos para el tratamiento de aguas; sin embargo, presentan el inconveniente principal de generar yeso ácido como un producto secundario, cuya eliminación representa un problema ecológico difícil de resolver. Además, el proceso de producción es complicado, ya que incluye una etapa de filtración, el lavado de la torta de filtro y la recuperación del principio activo. Una fase de cocción a elevada temperatura es otro aspecto necesario. La inversión y los costes de fabricación son por tanto elevados.
e) La patente europea nº EP-0557153 describe un proceso para la preparación de policlorosulfatos de aluminio con una basicidad elevada que oscila entre un 65% y un 75% y una producción baja de efluente. Sin embargo, una gran desventaja de este proceso es su escasa reproducibilidad.
Esta falta de reproducibilidad se muestra claramente en la presencia de elevados niveles de aluminio residual en agua tratada en un 80% de los casos.
f) La patente europea nº EP-0794153 describe los policlorosulfatos de aluminio que tienen la fórmula general:
donde
Y representa un anión con valencia 2, como el SO42-,
M' representa un catión con valencia 2, como un metal alcalino-térreo,
M'' representa un catión con valencia 1, como un metal alcalino o el amonio,
a,...
Reivindicaciones:
1. Policlorosulfatos de aluminio que tienen la fórmula general (I)
donde
M representa un metal alcalino,
l, m, n, p representan el número de moles por mol de aluminio, de manera que:
1.74 = I = 2.25,
0.065 = n' = 0.17,
0.32 = p = 1.49,
y
l' + m' + 2n' = p' + 3,
y cuya basicidad, definida como (I/3)x100 oscila entre el 58% y el 75%.
2. Los policlorosulfatos de aluminio conforme a la reivindicación 1, cuya basicidad definida como (I/3)x100 oscila entre un 58 y un 66%.
3. Un proceso para la producción de policlorosulfatos de aluminio (I) tal como se han descrito en las reivindicaciones 1-2, que comprende las siguientes etapas, llevadas a cabo a temperatura ambiente:
(a) reacción de un compuesto básico de un metal alcalino con policloruro o policlorosulfato de aluminio que tiene la fórmula general (I')
donde
1.1 = I' = 1.44,
0 = n' = 0.10,
p' < p (p de fórmula(I)).
l' + m' + 2n' = p' + 3;
(b) reacción del producto obtenido de la etapa (a) con un compuesto que aporta iones sulfato.
4. El proceso conforme a la reivindicación 3, en el que dicho compuesto básico de un metal alcalino en la etapa (a) se selecciona del grupo formado por Na2SO3, NaOH, NaHCO3, K2CO3, KHCO3 y KOH.
5. El proceso conforme a la reivindicación 3, en el que dicho compuesto básico de un metal alcalino se añade en fase sólida o como solución acuosa.
6. El proceso conforme a la reivindicación 3, en el que dicho compuesto que aporta iones sulfato en la etapa (b) se elige entre un sulfato de metal alcalino y el H2SO4.
7. El proceso conforme a la reivindicación 6, en el que dicho sulfato de metal alcalino se elige del grupo formado por Na2SO4, NaHSO4, Na2SO4. 10 H2O, K2SO4 y KHSO4.
8. El proceso conforme a la reivindicación 3, en el que dicho compuesto que aporta iones sulfato se añade en la etapa (b) en estado sólido o como solución acuosa.
9. El proceso conforme a la reivindicación 3, en el que la mezcla resultante al final de las etapas (a) y (b) se mantiene agitando a temperatura ambiente.
10. El proceso conforme a la reivindicación 3, en el que la mezcla resultante al final de la etapa (b) se mantiene agitando a temperatura ambiente durante 1 a 5 horas.
11. Uso de compuestos que tienen la fórmula (I) tal como se describe en las reivindicaciones 1-2 y mezclas de los mismos, como agentes de coagulación y/o floculación.
12. El uso conforme a la reivindicación 11, en procesos de tratamiento de aguas, en la industria del papel, en los procesos de clarificación industrial, en la preparación de soportes de catalizador y de compuestos antiperspirantes.
Patentes similares o relacionadas:
MÉTODO Y DISPOSITIVO PARA EL TRATAMIENTO DE FLUIDOS PARA SUMINISTRO, del 25 de Junio de 2020, de UNIVERSIDAD COOPERATIVA DE COLOMBIA: La presente invención corresponde a un método y a un dispositivo para el tratamiento de fluidos para suministro. El dispositivo para el tratamiento de fluidos comprende […]
Método de tratamiento para hacer circular agua de cabina de recubrimiento de tipo húmedo, del 3 de Junio de 2020, de KURITA WATER INDUSTRIES LTD.: Método para tratar agua en circulación que circula a través de una cabina de pintura húmeda y que incluye una pintura, comprendiendo el método tratar una […]
COMPOSICIÓN Y MÉTODO DE PURIFICACIÓN. DESINFECCIÓN Y CLARIFICACIÓN DE AGUAS, del 22 de Mayo de 2020, de VARGAS VARGAS, Jorge Javier: La invención corresponde a una composición para el tratamiento de aguas contaminadas y el método para el tratamiento de aguas correspondiente. En […]
Depuradora compacta para uso doméstico, del 22 de Mayo de 2020, de RASED SANEAMIENTO, S.A.: 1. Depuradora compacta para uso doméstico que comprende un depósito principal que comprende en su interior de, al menos: - Un depósito de homogeneización […]
Instalación de tratamiento de fluido acuoso por contacto con un lecho fluidizado de carbón activo en polvo coagulado, del 25 de Marzo de 2020, de SAUR: Instalación de tratamiento de fluido acuoso, en particular para asegurar la eliminación de microcontaminantes orgánicos y de materias orgánicas […]
PROCEDIMIENTO PARA TRATAMIENTO DE LÍQUIDOS MEDIANTE PROCESO COMBINADO FÍSICO-QUÍMICO DE CAMBIO DE FASE Y REACTOR PARA LLEVAR A CABO DICHO PROCEDIMIENTO, del 18 de Marzo de 2020, de BENITO MORAL, Daniel: Procedimiento para tratamiento de líquidos mediante proceso combinado físico-químico de cambio de fase y reactor para llevar a cabo dicho procedimiento, […]
UN REACTOR DE ULTRA-FLOCULACIÓN HIDRÁULICO PARA LA RECUPERACIÓN DE AGUAS A PARTIR DE PULPAS FINAS DE RELAVES MINEROS, del 5 de Marzo de 2020, de UNIVERSIDAD DE CONCEPCION: Un reactor de ultra-floculación hidráulico para la recuperación de aguas a partir de pulpas finas de relaves mineros que comprende al menos una carcasa cilíndrica […]
Método de clarificación lastrada mejorado, del 19 de Febrero de 2020, de Suez Treatment Solutions, Inc: Método para proporcionar clarificación lastrada de agua o aguas residuales, que comprende: introducir un influente en una primera zona , comprendiendo el […]