PROCEDIMIENTO DE FABRICACION DE SALES POLIMERICAS DE ALUMINIO A PARTIR DE LODOS DE HIDROXIDO DE ALUMINIO PROCEDENTES DE PLANTAS DE ANODIZADO.
Procedimiento de fabricación de sales poliméricas de aluminio a partir de lodos de hidróxido de aluminio procedentes de plantas de anodizado,
caracterizado porque:a) a una masa de M Kg. de ácido clorhídrico con una concentración A entre el 30% y el 40%: 30%
Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P200803420.
Solicitante: DEKITRA, S.A.
Nacionalidad solicitante: España.
Provincia: ÁLAVA.
Inventor/es: GOMEZ ALIENDE,NICOMEDES.
Fecha de Solicitud: 27 de Noviembre de 2008.
Fecha de Publicación: .
Fecha de Concesión: 27 de Diciembre de 2010.
Clasificación Internacional de Patentes:
- C01F7/00D4
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.
- C01F7/56 C01F […] › C01F 7/00 Compuestos de aluminio. › Cloruros (que contienen flúor C01F 7/52).
Fragmento de la descripción:
Procedimiento de fabricación de sales poliméricas de aluminio a partir de lodos de hidróxido de aluminio procedentes de plantas de anodizado.
La presente invención describe un proceso de preparación de sales poliméricas de aluminio, utilizando como materia prima los lodos procedentes de plantas de anodizado.
En las plantas de anodizado se realiza un proceso, mediante el cual, perfiles de aluminio se sumergen en baños de ácido sulfúrico por donde se hace pasar una corriente eléctrica. Este tratamiento aumenta la resistencia del perfil de aluminio y además permite proporcionar una amplia variedad de colores a éste. Como consecuencia del ataque superficial del ácido sulfúrico se producen subproductos como sulfato de aluminio. Estos baños posteriormente se envían a la depuradora, donde se tratan con un agente alcalino (sosa, cal, etc.). Se precipita hidróxido de aluminio, el cual se filtra (por ejemplo mediante un filtro prensa) obteniéndose una torta que es la que se denomina lodo procedente de plantas de anodizado. En función de la eficiencia del proceso de depuración, se obtienen lodos con un contenido en agua muy variable (por ejemplo: 50-80%). La cantidad de materiales que acompañan al hidróxido de aluminio es muy variable y dependen de la oxidación anódica, del álcali utilizado para neutralizar etc.
Estado de la técnica
La utilización de lodos de hidróxido de aluminio para la fabricación de sales de aluminio viene descrita en varios documentos. Por ejemplo la patente ES2176064 da a conocer un proceso donde tras un acondicionamiento del lodo y posterior reacción con ácido sulfúrico se obtiene sulfato de aluminio líquido de una riqueza en torno al 8% de Al2O3. Es por lo tanto una sal simple no polimérica.
Por otro lado la patente GB2212486A, describe un proceso muy similar anterior siendo su única novedad el que se trata de un proceso en continuo. Además se utiliza ácido sulfúrico residual. Esto permite que el control de la reacción sea más preciso ya que la mezcla de ácido sulfúrico con los lodos de hidróxido de aluminio es un proceso altamente exotérmico que puede dar lugar a proyecciones o incluso desbordamiento del reactor por la aparición de espumas. A pesar de las diferencias en el proceso de fabricación se obtiene el mismo producto, es decir, una sal simple de aluminio no polimérica.
En la patente ES2133127, se describe un proceso en el que los lodos procedentes de plantas de anodizado pueden utilizarse como agentes coagulantes en la purificación de aguas residuales. De manera análoga al documento ES2176064, los citados fangos son tratados con defecto de ácido sulfúrico o bien directamente dispersados en agua sin tratamiento ácido. En este último caso es necesario que el tamaño de las partículas del lodo sean del orden de 100 micras para facilitar la dispersión, y no se trata de un compuesto polimérico.
El ataque del lodo también puede realizarse con ácido clorhídrico, tal y como describe la patente US4654201, obteniéndose en este caso un compuesto polimérico cuya fórmula general es:
Cuando sea necesario se añadirá hidróxido de aluminio para aumentar el contenido en este metal del producto final. El contenido en Al del producto es inferior al 5,5% y el contenido en sulfatos <4%.
El solicitante ha observado que una vez tratados lodos con ácido clorhídrico CIH de acuerdo con los procedimientos conocidos queda una gran masa de residuos que no han reaccionado con el ácido y un producto final con un contenido en aluminio Al inferior al 6%.
El solicitante opina después de sus experiencias de laboratorio que la causa de esa gran masa de residuos sin reaccionar se debe a que en el procedimiento no han utilizado grandes presiones. Usando un reactor a presión entre 4 y 6 bares el solicitante ha obtenido unos buenos resultados con un contenido de Al superior al 8,47%.
También ha observado que la basicidad, relación entre el contenido del Al y OH, es inferior al 35% lo cual afecta a la efectividad del producto final cuando se le utiliza como coagulante.
También ha observado que al tratar con CIH diferentes tipos de lodos, los productos finales tienen diferente estabilidad de modo que muchos de ellos precipitan al de días de su fabricación, lo que los volvía inservibles.
Analizando la causa en laboratorio se ha hallado que precipitan los polímeros de Al procedentes de lodos que contienen una cantidad de sulfatos superior al 40% e incluso superiores al 32%, en consecuencia en el proceso del invento se utilizan lodos con una concentración de sulfatos inferiores al 40% y preferentemente inferiores al 32%.
El solicitante también ha encontrado como resultado de sus ensayos que la adición en el proceso de hidrato de aluminio mejora la estabilidad del producto final y disminuye la concentración de sulfatos en él.
Descripción de la invención
Es objeto de la invención la obtención de un polímero tipo Ala(OH)bClc y Ala(OH)bClc(SO4)d (sal polimérica) o mezcla de polímeros de similar estructura química.
Es objeto de la invención un procedimiento de fabricación de sales poliméricas de aluminio Ala(OH)bClc y Ala(OH)bClc(SO4)d a partir de lodos de hidróxido de aluminio procedentes de plantas de anodizado, en el que:
a) a una masa de M Kg. de ácido clorhídrico con una concentración A entre el 30% y el 40%: 30% ≤ A ≤ 40%, se le añade una cantidad de QxM Kg. de una mezcla de lodos de anodizado e hidrato de alúmina, siendo:
b) se calienta todo el conjunto en un reactor cerrado y se la mantiene a una presión de entre 4 y 6 bares, a una temperatura entre 160 y 170ºC durante aproximadamente dos horas y media
c) se obtiene una masa con una riqueza X de Aluminio (Al) y se añade Y Kg. de agua de acuerdo con la ecuación:
siendo R un coeficiente de riqueza: R = 8'99
Ejemplos de fabricación de una sal polimérica de sales de aluminio
En todos ellos el contenido de sulfatos del lodo anodizado es inferior al 40%.
Ejemplo 1
Se prepara una mezcla de 6300 Kg. de ácido clorhídrico (34%) y 2740 Kg. de lodo de anodizado, con un contenido en sulfatos del 15%.
La preparación anterior se calienta hasta obtener una temperatura de 160-165ºC.
Se deja reaccionar en las anteriores condiciones durante dos horas y 45 minutos.
El contenido en aluminio del producto es del 9,29%.
Se adicionan 300 Kg. de agua para obtener un contenido en Al del 9%.
Ejemplo 2
Se prepara una mezcla de 6300 Kg. de ácido clorhídrico (34%), 1370 Kg. de lodo de anodizado (con una cantidad de sulfatos del 29%) y 1370 Kg. de hidrato de alúmina.
La preparación anterior se calienta hasta obtener una temperatura de 160-170ºC.
Se deja reaccionar en las anteriores condiciones durante dos horas y media.
El contenido en aluminio del producto es del 9,33%.
Se adicionan 331 Kg. de agua para obtener un contenido en Al del 9%.
El contenido final en sulfatos es del 4,2%.
Ejemplo 3
Se prepara una mezcla de 6300 Kg. de ácido clorhídrico (32%), 548 Kg. de lodo de anodizado y 2192 Kg. de hidrato de alúmina. El contenido de sulfatos es del 30%.
La preparación anterior se calienta hasta obtener una temperatura de 160-165ºC.
Se deja reaccionar en las anteriores condiciones durante dos horas y 15 minutos.
El contenido en...
Reivindicaciones:
1. Procedimiento de fabricación de sales poliméricas de aluminio Ala(OH)bClc y Ala(OH)bClc(SO4)d a partir de lodos de hidróxido de aluminio procedentes de plantas de anodizado, caracterizado porque:
a) a una masa de M Kg. de ácido clorhídrico con una concentración A entre el 30% y el 40%: 30% ≤ A ≤ 40%, se le añade una cantidad de QxM Kg. de una mezcla de lodos de anodizado e hidrato de alúmina, siendo:
b) se calienta todo el conjunto en un reactor cerrado y se le mantiene a una presión de entre 4 y 6 bares, a una temperatura entre 160 y 170ºC durante aproximadamente dos horas y media
c) se obtiene una masa con una riqueza X de Aluminio (Al) y se añade Y Kg. de agua de acuerdo con la ecuación:
siendo R un coeficiente de riqueza: R = 8'99
2. Utilización de sales poliméricas de aluminio Ala(OH)bClc y Ala(OH)bClc(SO4)d obtenidas por el procedimiento de la reivindicación 1 como coagulantes en la purificación de aguas.
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