GRÁNULOS DE CONTACTO Y ADSORBENTES.

Uso de agentes de adsorción/agentes de reacción en forma de trozos constituidos por partículas de α

-FeOOH que están adheridas entre sí por (hidr)óxidos de aluminio, magnesio o titanio, para la purificación de gases o líquidos

La presente invención se refiere al uso de agentes de adsorción/agentes de reacción en forma de trozos constituidos por partículas de α –FeOOH que están adheridos entre sí por hidr(óxido) de aluminio, magnesio o titanio.

Los gránulos de contacto y adsorbentes, también los que son a base de óxido de hierro y/o oxihidróxido de hierro, ya se han descrito. Se usan principalmente en procedimientos en continuo, encontrándose habitualmente en aparatos de tipo torre o columna por los que circula el medio que se va a tratar, y los procesos de reacción o de adsorción químicos o físicos tienen lugar en la superficie interior y exterior de los gránulos. Con este fin, no pueden usarse materiales en forma de polvo, ya que se compactan en la dirección de flujo del medio y, con ello, aumentan la resistencia al flujo hasta bloquear el aparato. Si un aparato se limpia mediante lavado a contracorriente (véase más adelante), se descargan o se pierden grandes cantidades del polvo, o provocan una carga intolerable de las aguas residuales.

Los medios en circulación también ejercen, no obstante, fuerzas sobre los gránulos, que pueden provocar abrasión y/o movimiento hasta la agitación intensa de los gránulos. Por lo tanto, los gránulos chocan entre sí y, como consecuencia, se genera un desgaste por abrasión no deseado. Esto provoca una pérdida de material de contacto o adsorbente y una contaminación del medio que hay que tratar.

Se usan ventajosamente, por ejemplo, en el sector de la purificación de agua o la purificación de gases, agentes de adsorción/agentes de reacción que contienen óxido de hierro e hidróxido de hierro. En el caso de la purificación de agua, este agente se usa en filtros o columnas absorbentes con circulación horizontal o vertical o mediante la adición al agua que hay que tratar para la separación de compuestos, orgánicos o inorgánicos, disueltos, suspendidos o emulsionados de fósforo, arsénico, antimonio, azufre, selenio, teluro, berilio, cianocompuestos y compuestos de metales pesados de agua de bebida, agua de consumo, aguas residuales industriales y domésticas, agua mineral, agua bendita y agua medicinal, así como agua de estanques de jardines y agua de uso agrícola. También es posible el uso de las conocidas como paredes reactivas para la separación de las sustancias contaminantes de suelos y conducciones de agua de infiltración de sitios contaminados (vertederos).

En el caso de la purificación de gases, el agente se usa en adsorbedores para su unión a constituyentes no deseados tales como ácido sulfúrico, mercaptanos y ácido cianhídrido, así como compuestos de fósforo, arsénico, antimonio, azufre, selenio, teluro, así como cianocompuestos y compuestos de metales pesados en gases de escape. También es posible adsorber gases tales como HF, HCl, H2S, SOx, NOx.

También es posible la eliminación de compuestos de fósforo, arsénico, antimonio, selenio, teluro, así como de cianocompuestos y compuestos de metales pesados de aceites usados y de otros disolventes orgánicos contaminantes.

Los gránulos de contacto y adsorbentes a base de óxidos de hierro y/o oxihidróxidos de hierro también se usan para la catálisis de reacciones químicas en fase gas o en fase líquida.

Se conocen también procedimientos de diferentes tipos para eliminar oligoelementos y contaminantes de sistemas acuosos usando agentes de adsorción.

Así, en el documento DE-A 3 120 891 se describe un procedimiento en el que, para la separación, particularmente, de fosfatos de aguas superficiales, se realiza una filtración a través de alúmina activa con una granulación de 1 a 3 mm.

El documento DE-A 3 800 873 describe un agente de adsorción a base de materiales porosos tales como, por ejemplo, creta hidrofobizada con una granulación de fina a media, para la eliminación de contaminantes de agua.

En el documento DE-A 3 703 169 se da a conocer un procedimiento para la fabricación de un material de filtro granulado para tratar agua natural. El adsorbente se fabrica mediante granulación de una suspensión acuosa de caolín con adición de dolomita en forma de polvo en un lecho fluidizado. A continuación, los gránulos se calcinan a 900 a 950 °C.

Por el documento DE-A 40 34 417 se conoce un procedimiento para fabricar y usar reactivos con alta reactividad para la purificación de gases de escape y agua residual En dicho documento se describen mezclas de Ca(OH)2 con aditivos de arcillas, rocas en polvo, polvo volátil y ceniza volátil, que se fabrican con forma porosa y tienen una superficie de aproximadamente 200 m2/g.

Los procedimientos mencionados o los agentes de contacto que se usan en dicho documento tienen la desventaja general de que los componentes correspondientes responsables de la adsorción selectiva de constituyentes de los medios que hay que purificar, es decir, los verdaderos adsorbentes, deben añadirse con altas cantidades de áridos, para permitir una conformación a gránulos. Con ello se reduce en gran medida la capacidad de unión con los contaminantes acuosos que hay que eliminar. Además, el procesamiento o la reutilización posterior del material son problemáticos, ya que la sustancia extraña usada como aglutinante debe separarse primeramente de nuevo.

En el documento DE-A 4 214 487 se describen un procedimiento y un reactor para eliminar contaminantes del agua. Un reactor con forma de embudo, en el que como sorbente para los contaminantes acuosos se usa hidróxido de hierro distribuido en forma de copos, tiene una circulación horizontal. La desventaja en este procedimiento es el uso del hidróxido de hierro en copos, ya que debido a la pequeña diferencia de densidad entre el agua y el hidróxido de hierro, se tiene como resultado que un reactor de este tipo sólo pueda operar con velocidades de flujo muy reducidas y existe el riesgo de que el sorbente, dado el caso ya cargado con contaminante, se descargue del reactor junto con el agua.

En el documento JP-A 55 132 633 se describe fango rojo granulado como subproducto de la producción de aluminio como adsorbente para arsénico. Éste se compone de Fe2O3, Al2O3 y SiO2. Sobre la estabilidad de los gránulos y sobre el procedimiento de granulación no se informa en dicho documento. Otra desventaja de estos adsorbentes es la poca constancia de la composición del producto, la falta de seguridad de disponibilidad.

En el documento DE-A 19 826 186 se describe un procedimiento para fabricar un agente de adsorción que contiene hidróxido de hierro. Se mezcla una dispersión polimérica con hidróxido de hierro en agua de forma dispersable. Esta mezcla se seca bien, obteniendo un estado sólido, y el material sólido, a continuación, se tritura mecánicamente en la forma y/o el tamaño deseados o la mezcla, dado el caso después de un presecado, se somete a una conformación y, a continuación, se acaba de secar obteniendo un estado sólido. Con ello se obtiene un material en el que el hidróxido de hierro está embebido de forma sólida en el polímero y que debe presentar una elevada capacidad de unión para los contaminantes incluidos en aguas residuales o gases de escape.

La desventaja de este procedimiento es el uso de aglutinantes orgánicos, que cargan adicionalmente el agua que hay que tratar mediante la erosión por lavado y/o el desgaste por abrasión de sustancias orgánicas. Además, no se garantiza una estabilidad con el uso a largo plazo de la combinación de adsorbentes. Además, las bacterias y otros microorganismos pueden usar un aglutinante orgánico como medio de alimentación, de modo que existe un riesgo de colonización del contacto con microorganismos y la contaminación del medio por los mismos.

Básicamente, la presencia de sustancias auxiliares orgánicas de otro tipo necesarias para la fabricación de los adsorbentes en el procesamiento, el reciclado o la reutilización de adsorbentes usados presenta una desventaja, ya que el uso de sustancias puras es menos problemático que el uso de mezclas de sustancias como en este caso. Así, por ejemplo, los aglutinantes poliméricos, en la reutilización de materiales adsorbentes a base de óxido de hierro como pigmentos para colorear hormigón, tienen la desventaja de que estos aglutinantes pueden impedir la dispersión del pigmento en el hormigón líquido.

En el documento DE-A 4 320 003 se describe un procedimiento para eliminar arsénico disuelto en agua subterránea por medio de hidróxido de hierro granulado o coloidal. Para el uso de productos de hidróxido de hierro (II)... [Seguir leyendo]

1. Uso de agentes de adsorción/agentes de reacción en forma de trozos constituidos por partículas de α–FeOOH que están adheridas entre sí por (hidr)óxidos de aluminio, magnesio o titanio, para la purificación de gases o líquidos.

2. Uso según la reivindicación 1, caracterizado porque la purificación de gases o líquidos es un tratamiento de aguas.

5 3. Uso según la reivindicación 2, caracterizado porque el tratamiento de aguas se realiza en una central de abastecimiento de aguas

4. Uso según la reivindicación 2 ó 3, caracterizado porque el tratamiento de aguas comprende la eliminación de metales pesados, así como de compuestos de fósforo, antimonio, berilio, selenio, teluro y cianocompuestos.

5. Uso según la reivindicación 2 ó 3, caracterizado porque el tratamiento de aguas comprende la eliminación de 10 compuestos de arsénico del agua.