DISPOSITIVO Y PROCEDIMIENTO PARA LA FORMACIÓN DE COMPUESTOS QUÍMICOS INSOLUBLES.

Dispositivo y procedimiento para la formación de compuestos químicos insolubles.

El dispositivo comprende un reactor (1) con dos pares de electrodos (2,3;5,6), un conductor en forma de espiral (11) para generar campos magnéticos, una bomba sopladora (9) y un emisor de fotones (10) de inyección de aire fotonizado, un generador de campo eléctrico y magnético y un generador de frecuencia regulable, y un agitador (8).El procedimiento comprende introducir en el reactor (1) una solución con compuestos químicos insolubles, inyectar aire con ozono y radicales libres, y simultáneamente: aplicar a la solución una frecuencia del espectro de radio a la solución y una corriente continua pulsante, aplicar campos magnéticos específicos, agregar un primer aporte de iones que no estén presentes en el líquido y necesarios para completar los complejos insolubles, y un segundo aporte de iones para formar nuevos complejos con las sales del líquido

Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P200930755.

Solicitante: WATERMIN S.A.

Nacionalidad solicitante: Chile.

Dirección: ALONSO DE CORDOVA 5151 OFICINA 2001 COMUNA DE LAS CONDES CHILE.

Inventor/es: SILVA GOMEZ,VICTOR, GOMEZ VERDEJO,GUILLERMO.

Fecha de Solicitud: 28 de Septiembre de 2009.

Fecha de Publicación: 21 de Noviembre de 2011.

Fecha de Concesión: 8 de Noviembre de 2011.

Clasificación PCT:

C02F1/46 QUIMICA; METALURGIA. › 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 procesos electroquímicos.

Fragmento de la descripción:

Dispositivo y procedimiento para la formación de compuestos químicos insolubles.

Campo de aplicación de la invención

El campo de de la invención es la recuperación de sales solubles transformándolas en insolubles mediante procesos químicos eléctricos y magnéticos.

Descripción del arte previo

En el estado de la técnica aparecen numerosos procesos en los cuales ocurren reacciones químicas que resultan en productos insolubles, otras reacciones, sin embargo, forman sales solubles, por lo cual no pueden ser separadas del líquido.

La presente invención logra resolver este problema técnico tomando todas las sales solubles de un líquido y forzándolas a formar compuestos insolubles.

Ejemplos de procesos que forman sales insolubles encontramos en estado de la técnica como sigue:

En la publicación Japonés JP2004255627 se describe un proceso de insolubilización de sales como pre tratamiento para evitar ensuciamiento de membranas de ósmosis reversa. Este proceso no utiliza campo magnético ni frecuencia y no es capaz de insolubilizar cloruros ni sulfatos.

En la publicación US 5858249 se describe un proceso de insolubilización de especies iónicas en una instalación tipo celda electrolítica, que funciona a modo de electro coagulación para formar insolubles con las sales propias del líquido y el aporte de iones del electrodo de sacrificio. Este proceso no es capaz de precipitar cloruros ni sulfatos.

En la publicación CN 1131127 se describe un proceso de insolubilización de sales contenidas en un líquido por medio del agregado de reactivos químicos, como sales de fosfato y sales de bario. Los precipitados se separan por filtración resultando el líquido, en este caso agua, con un contenido de sales reducido. Este proceso no aplica campos eléctricos, magnéticos ni frecuencia y no es capaz de formar complejos.

Resumen de la invención

La presente invención consiste en un procedimiento de formación de compuestos químicos insolubles en medio líquido por estímulos físicos. Los compuestos formados pueden ser inorgánicos u orgánicos, simples o complejos. El problema técnico que resuelve esta invención es el de transformar sales de alta solubilidad en compuestos insolubles, de manera que se puedan separar del líquido para obtener un beneficio tanto de las sales separadas como del líquido residual purificado.

En una sola etapa o reactor ocurren mecanismos de reacción y cambios físicos, como son precipitación inicial de complejos, que sirven de núcleos para posteriores mecanismos de nucleación y adsorción de otras especies formadas. La formación de estos primeros precipitados se debe a la acción de un campo eléctrico y magnético aplicado por medio de una corriente eléctrica ultra filtrada transmitida a través de electrodos, además del aporte iónico de uno de los electrodos que actúa como sacrificio.

Luego se agrega un segundo aporte de iones, usualmente aluminio, calcio, hierro, plomo o estaño para formar nuevos complejos con las sales que contiene el líquido. Con esto, los núcleos formados inicialmente son aumentados de tamaño por estos nuevos complejos y en esta etapa, además, ocurre un fenómeno de adsorción de otras sales no complejas formadas.

Los distintos complejos se forman por selectividad de los procesos que se logran por la aplicación de frecuencia de ondas electromagnéticas en el espectro de ondas de radio en frecuencias de 1 KHz a 2 MHz, con un equipo generador de ondas electromagnéticas de diferente geometría y frecuencia.

Los posibles campos de aplicación de esta técnica son, entre otros:

circ Desalineación de agua de mar, precipitación de cloruros y sulfatos.

circ Remoción de sales de aguas ácidas de mineras.

circ Precipitación de sales de soluciones de PLS mineras.

circ Tratamiento de agua potable, precipitación de cloruros y sulfatos.

circ Tratamiento de aguas de Calderas y enfriamientos, remoción de sulfatos y cloruros.

circ Tratamiento de agua de riego, precipitación de cloruros y sulfatos.

circ Tratamiento de agua de riego, precipitación de fosfatos y nitratos.

circ Tratamiento de aguas servidas, precipitación de cloruros, sulfatos y fosfatos.

circ Tratamiento de aguas servidas, precipitación de nitratos y nitritos.

circ Insolubilización de sales en procesos de producción de fármacos y reactivos químicos en general.

circ Precipitación de sales como pre tratamiento para procesos de ultra filtración y ósmosis inversa.

Si bien estos ejemplos de aplicación podrían ser los más conocidos, muchos otros procesos pueden aprovechar las ventajas de poder insolubilizar sales normalmente solubles y así optimizar el rendimiento y/o pureza de los productos obtenidos. Así, si algún proceso usara parte o la totalidad de la tecnología del presente invento quedaría bajo el ámbito de la presente invención.

Esta tecnología utiliza la aplicación de voltaje de corriente continua ultra filtrada, con una geometría variable de ondas tipo sinusoidal, pulso amortiguado diente de sierra, pulso de onda cuadrada y una señal de onda electromagnética del espectro de radio, los cuales se aplican a través de un par de electrodos. Todo esto en su conjunto es capaz de potenciar las reacciones de precipitación.

Conjuntamente, es necesario que exista un rango de pH preferencial para dicha precipitación, el cual debe encontrarse entre pH 4 y pH 12, sin embargo, si se lleva a cabo el proceso en cualquier rango de la escala de pH se obtendrán buenos resultados. Posteriormente, existe una etapa de coagulación isocinética de las partículas precipitadas, donde esta coagulación es asistida eléctricamente. El voltaje aplicado, correspondiente a campos eléctricos y magnéticos, también se encuentra dentro de un rango, el cual debe ser de entre uno y cien volts, mientras que la intensidad de corriente utilizada debe estar entre los 10 mA y 3 A. Como se mencionó anteriormente, el voltaje y la señal electromagnética son aplicados a través de electrodos que se encuentran sumergidos en la solución a tratar. El material de construcción de dichos electrodos es variable, según la calidad del agua. Éstos pueden ser de: plomo, platino, aluminio, cobre, carbón, oro, estaño, zinc, hierro, titanio, boro, níquel o diamante.

Todo el procedimiento para la formación de insolubles es producido en un solo dispositivo, el cual consta de diferentes elementos, como son:

- Reactor que contiene 1 par de electrodos de diferente configuración y de distinto material de construcción, insertados por un costado del reactor, uno frente a otro, conectados a una fuente de poder e inducción magnética, que se encuentra fuera del dispositivo.

- Un segundo par de electrodos de diferente configuración y de distinto material de construcción, insertados dentro del reactor, uno frente a otro y junto al primer par de electrodos, conectados a un generador de frecuencia que se encuentra fuera del reactor.

- Elemento conductor en forma de espiral, que se encuentra fuera del reactor y conectado a una fuente de poder e inducción magnética, donde a través de este elemento circula corriente que generan campos magnéticos específicos.

- Inyección de aire fotonizado producido a través de bomba sopladora y emisor de fotones que ingresa al reactor a través de un capilar ubicado junto al electrodo conectado al polo negativo de la fuente de poder, de modo que el capilar quede lo más cercano posible al fondo del reactor.

- Generador de campo eléctrico y magnético además de un generador de frecuencia regulable, que se encuentran fuera del reactor.

- Medio de agitación por paleta de velocidad regulable que se encuentra al centro del reactor.

Además, la realización de todos los procesos puede llevarse a cabo en otras instalaciones con más de un dispositivo.

El procedimiento...

Reivindicaciones:

1. Dispositivo para la formación de compuestos químicos insolubles, a partir de las sales que contenga el líquido a tratar, caracterizado porque comprende un reactor (1) que contiene:

a) un par de electrodos (2,3) de diferente configuración y de distinto material de construcción, insertados por un costado del reactor (1), uno frente a otro, conectados a una fuente de poder e inducción magnética (4), que se encuentra fuera del dispositivo,

b) un segundo par de electrodos (5,6) de diferente configuración y de distinto material de construcción, insertados dentro del reactor (1), uno frente a otro y junto al primer par de electrodos (2,3), conectados a un generador de frecuencia (7) que se encuentra fuera del reactor,

c) un elemento conductor en forma de espiral (11), que se encuentra fuera del reactor (1) y conectado a una fuente de poder e inducción magnética (4), donde a través de este elemento circula corriente que generan campos magnéticos específicos,

d) inyección de aire fotonizado producido a través de bomba sopladora (9) y emisor de fotones (10) que ingresa al reactor (1) a través de un capilar ubicado junto al electrodo conectado al polo negativo de la fuente de poder (4), de modo que el capilar quede lo más cercano posible al fondo del reactor (1),

e) un generador de campo eléctrico y magnético además de un generador de frecuencia regulable, que se encuentran fuera del reactor (1) y

f) un medio de agitación (8) por paleta de velocidad regulable que se encuentra al centro del reactor (1).

2. Dispositivo para la formación de compuestos químicos insolubles, caracterizado porque la fuente de poder e inducción magnética (4) genera la aplicación de un voltaje de corriente continua ultra filtrada, con una geometría variable de ondas tipo sinusoidal, pulso amortiguado diente de sierra, pulso de onda cuadrada y de una aplicación de señal onda electromagnética del espectro de radio, aplicados a través de pares de electrodos, que, en su conjunto ó individualmente, logran potenciar las reacciones de precipitación, donde estos electrodos se encuentran contenidos en un dispositivo que los conecta a generadores de campo eléctrico y magnético y generadores de frecuencia.

3. Dispositivo para la formación de compuestos químicos insolubles, de acuerdo a reivindicación 1 caracterizado porque las reacciones que se producen dentro del reactor (1) ocurren dentro de un rango completo de la escala de pH, preferentemente entre pH 4 y pH 12, dependiente de la constante de equilibrio, seguida de una etapa de coagulación isocinética, asistida eléctricamente, de las partículas precipitadas.

4. Dispositivo para la formación de compuestos químicos insolubles, de acuerdo a reivindicación 1 caracterizado porque los voltajes aplicados corresponde a campos eléctricos y magnéticos con voltaje entre 1 y 100 Volts e intensidad de corriente entre 10 mA y 3 A.

5. Dispositivo para la formación de compuestos químicos insolubles, de acuerdo a reivindicación 1 caracterizado porque los campos eléctricos y magnéticos y/o frecuencias se trasmiten a través de distintos tipos de pares de electrodos, que están construidos de uno de los siguientes elementos: plomo, platino, aluminio, cobre, carbón, oro, estaño, zinc, hierro, titanio, boro, níquel, diamante; este primer electrodo funcionando en par con otro electrodo del mismo elemento, con otros electrodos señalados anteriormente ó aleaciones entre cualquiera de ellos.

6. Dispositivo para la formación de compuestos químicos insolubles, de acuerdo a reivindicación 1 caracterizado por la realización de todos los procesos en el interior del reactor (1) se encuentran en un rango de temperaturas entre 0 y 90ºC y en un rango de presión entre 1 a 10 bar.

7. Procedimiento para la formación de compuestos químicos insolubles, caracterizado porque comprende:

a) proveer un reactor de lixiviación (1) con un par de electrodos (2, 3) de diferente configuración y de distinto material de construcción, insertados por un costado del reactor (1), uno frente a otro,

b) proveer un segundo par de electrodos (5, 6) de diferente configuración y de distinto material de construcción, insertados dentro del reactor (1), uno frente a otro y junto al primer par de electrodos (2, 3),

c) proveer una fuente de poder (4), que se encuentre fuera del reactor (1),

d) proveer un generador de frecuencia (7) que se encuentra fuera del reactor (1),

e) Proveer un sistema de inyección de aire fotonizado,

f) Proveer una bomba de aire (9) y un capilar ubicado junto al electrodo conectado al polo negativo de la fuente de poder (4),

g) Proveer un generador de campo eléctrico y magnético y un generador de frecuencia regulable, que se encuentran fuera del reactor (1),

h) Proveer un medio de agitación (8) por paleta de velocidad regulable que se encuentre al centro del reactor (1),

i) Proveer un elemento conductor en forma de espiral (11) que rodea el reactor (1) por fuera,

j) Introducir en el reactor (1) una solución que contenga compuestos químicos insolubles,

k) Inyectar mediante la bomba de aire (9), el inyector de aire fotonizado y el capilar, aire que contiene ozono y radicales libres al interior del reactor (1),

l) Simultáneamente aplicar utilizando el generador de frecuencias (7) y un par de electrodos una frecuencia o señal electromagnética del espectro de radio a solución que contiene compuestos químicos insolubles en el interior del reactor (1),

m) Simultáneamente aplicar utilizando la fuente de poder (4) y otro par de electrodos una tensión eléctrica consistente en una corriente continua pulsante a la solución que contiene compuestos químicos insolubles en el interior del reactor (1),

n) Simultáneamente aplicar mediante el elemento conductor en forma de espiral campos magnéticos específicos,

o) Simultáneamente agitar mediante el medio de agitación por paleta (8) la solución que contiene compuestos químicos insolubles en el interior del reactor (1)

p) Simultáneamente agregar un reactivo químico que aporte iones que no estén presentes en el líquido y que sean necesarios para completar los complejos insolubles deseados, preferentemente cal,

q) Agregar un segundo aporte de iones como ser aluminio, calcio, hierro, plomo o estaño para formar nuevos complejos con las sales que contiene el líquido.

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