GRÁNULOS DE CONTACTO Y ADSORBENTES.

Procedimiento para fabricar un agente de adsorción/agente de reacción,

caracterizado porque (a) se mezclan oxihidróxidos de hierro de la fase α-FeOOH en forma sólida, semisólida o suspendida mediante la adición de Fe(OH)3 en suspensión o en forma de gel con contenidos de agua variables, pudiendo generarse el Fe(OH)3 también in situ a partir de soluciones salinas de Fe (lll) y neutralización, y después (b1) o bien la suspensión se seca obteniendo un estado sólido y el material sólido, a continuación, se tritura mecánicamente a la forma y/o tamaño deseados, o bien (b2) la suspensión, dado el caso después de un presecado a un estado semisólido, se somete a una conformación mecánica y, a continuación, (adicionalmente) a secado, obteniendo un estado sólido

La presente invención se refiere a un procedimiento para fabricar un agente de adsorción/agente de reacción, caracterizado porque

(a) se mezclan oxihidróxido de hierro de la fase α-FeOOH en forma sólida, semisólida o suspendida mediante la adición de Fe(OH)3 en suspensión o en forma de gel con contenidos de agua variables, pudiendo generarse el Fe(OH)3 también in situ a partir de soluciones salinas de Fe(lll) y neutralización, y después

(b1) o bien la suspensión se seca obteniendo un estado sólido y el material sólido, a continuación, se tritura mecánicamente en la forma y/o tamaño deseados, o bien

(b2) la suspensión, dado el caso después de un presecado a un estado semisólido, se somete a una conformación mecánica y, a continuación, (adicionalmente) a secado, obteniendo un estado sólido,

a los agentes de adsorción/agentes de reacción que pueden obtenerse según el procedimiento mencionado anteriormente como tales, que además están caracterizados porque las agujas del tipo α-FeOOH de capas amorfas están adheridas entre sí; a aparatos que contienen los agentes de adsorción/agentes de reacción mencionados anteriormente, así como al uso de los agentes de adsorción/agentes de reacción y de los aparatos mencionados anteriormente para la purificación de gases y líquidos.

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 aguas, 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 en agua de ríos, 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 aluminiocomo 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 y la posible carga con aluminio del agua de bebida . Ya que se sospecha que el aluminio favorece la aparición de la enfermedad de Alzheimer, debe evitarse especialmente la contaminación con el mismo.

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... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para fabricar un agente de adsorción/agente de reacción, caracterizado porque

(a) se mezclan oxihidróxidos de hierro de la fase α-FeOOH en forma sólida, semisólida o suspendida mediante la adición de Fe(OH)3 en suspensión o en forma de gel con contenidos de agua variables, pudiendo generarse el Fe(OH)3 también in situ a partir de soluciones salinas de Fe (lll) y neutralización, y después

(b1) o bien la suspensión se seca obteniendo un estado sólido y el material sólido, a continuación, se tritura mecánicamente a la forma y/o tamaño deseados, o bien

(b2) la suspensión, dado el caso después de un presecado a un estado semisólido, se somete a una conformación mecánica y, a continuación, (adicionalmente) a secado, obteniendo un estado sólido,

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque en la etapa a) como oxihidróxidos de hierro de la fase α-FeOOH se usan pigmentos amarillos de oxihidróxidos de hierro, que se sintetizan mediante precipitación de hidróxidos o carbonatos de hierro (II) a partir de las soluciones de sal de hierro (II) correspondientes en forma pura

o como soluciones de decapado en un intervalo de pH ácido o básico y la posterior oxidación a oxihidróxidos de hierro (III).

3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque para precipitar el Fe(OH)3 se usan sales de Fe3+ de la serie de los carbonatos, cloruros, fluoruros, nitratos, sulfatos, sulfitos.

4. Agente de adsorción en forma de trozos, fabricado según uno de los procedimientos según las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque las agujas del tipo α-FeOOH de capas amorfas están adheridas entre sí.

5. Agente de adsorción/agente de reacción en forma de trozos según la reivindicación 4, caracterizado porque en el caso del agente de adsorción/agente de reacción en forma de trozos se trata de un cuerpo moldeado.

6. Aparatos a través de los que pueden circular medios, caracterizados porque contienen el agente de adsorción/agente de reacción en forma de trozos según las reivindicaciones 4 y 5.

7. Aparatos a través de los que pueden circular medios según la reivindicación 6, caracterizados porque en el caso del aparato se trata de un adsorbedor de paso.

8. Instalaciones de tratamiento de aguas que comprenden aparatos según las reivindicaciones 6 ó 7.

9. Centrales de abastecimiento de aguas que comprenden instalaciones de tratamiento de aguas según la reivindicación 8.

10. Uso de los agentes de adsorción/agentes de reacción en forma de trozos según las reivindicaciones 4 y 5 y de los aparatos según las reivindicaciones 6 y 7 para purificar gases o líquidos.

11. Uso de los agentes de adsorción/agentes de reacción en forma de trozos según las reivindicaciones 4 y 5 y de los aparatos según las reivindicaciones 6 y 7 para el tratamiento de aguas.

12. Uso de los agentes de adsorción/agentes de reacción en forma de trozos según las reivindicaciones 4 y 5 y de los aparatos según las reivindicaciones 6 y 7 para eliminar metales pesados, tales como compuestos de fósforo, antimonio, berilio, selenio, teluro, cadmio, cromo así como cianocompuestos del agua.

13. Uso de los agentes de adsorción/agentes de reacción en forma de trozos según las reivindicaciones 4 y 5, de los aparatos según las reivindicaciones 6 y 7, de las instalaciones de tratamiento de aguas según la reivindicación 8, así como de las centrales de abastecimiento de agua según la reivindicación 9 para eliminar compuestos de arsénico del agua.