Composiciones a base de cal, su procedimiento de fabricación y su utilización en tratamiento de aguas y lodos.

Composición a base de cal que incluye al menos un agente mineral que incluye al menos cal apagada en fase sólida y al menos un polímero orgánico caracterizado porque dicho al menos polímero orgánico se incorpora en dicha fase sólida de la cal apagada,

y porque dicha composición a base de cal es una composición sólida.

Composiciones a base de cal, su procedimiento de fabricación y su utilización en tratamiento de aguas y lodos La presente invención se refiere a una composición a base de cal que incluye al menos cal apagada en fase sólida y al menos un polímero orgánico.

En el sentido de la invención, por el término "cal apagada", se entiende una cal constituida de un conjunto de partículas sólidas, principalmente de dihidróxido de calcio Ca (OH) 2 que es el resultado de la reacción de partículas de cal viva con agua, reacción denominada hidratación o extinción. La cal apagada se denomina también cal hidratada. De aquí en adelante, el dihidróxido de calcio se denominará simplemente hidróxido de calcio o Ca (OH) 2.

De manera general, la cal apagada obtenida puede obviamente contener las impurezas, principalmente procedentes de la cal viva. La cal apagada se puede presentar bajo forma pulverulenta o en forma de suspensión acuosa, denominada leche de cal.

La cal apagada se utiliza, en particular, en el tratamiento de aguas o de lodos. Por ejemplo, el documento US

4.711.727 menciona el tratamiento de las aguas por cal apagada y por un agente floculante orgánico contenido en una suspensión.

Los tratamientos de purificación de las aguas potables, usadas o industriales generan residuos denominados lodos. Estos lodos se separan en primer lugar del agua purificada luego se tratan con el fin de estabilizarlos y de concentrarlos.

El tratamiento de los lodos, en particulares urbanos e industriales, comprende, en particular, una etapa de acondicionamiento y de separación sólido/liquido, de la misma manera denominada deshidratación, en particular, sobre filtro prensa de banda, centrifugadora o filtro prensa confinado y/o de membrana.

El concepto de acondicionamiento, en particular de acondicionamiento químico, debe estar comprendido en la presente invención tal como se define por Degrémont en "Memorándum Técnico del agua, Edición del Cincuentenario 1989, 9ª edición" en el capítulo 19, en particular en las páginas 949 a 959.

Por los términos "lodos" en el sentido de la invención, se entiende un residuo que presenta una tasa de materia seca de al menos 0, 5%, a menudo superiores o iguales a 1%. Los lodos pueden ser minerales u orgánicos o aceitosos.

Se asocia a menudo una incorporación de un compuesto cálcico, generalmente cal, al tratamiento antes citado, con el fin de acondicionar y también de higienizar y/o a estabilizar los lodos para su almacenamiento a largo plazo (tenidos en montones, etc) o también mejorar de forma duradera sus propiedades de uso (peletizado, desparramabilidad, etc) o con el fin de aumentar su valor agronómico. El compuesto cálcico se puede añadir al lodo antes de (pre-encalado) y/o después (post-encalado) de la etapa de deshidratación antes citada.

El acondicionamiento de los lodos es, por lo tanto, en realidad un tratamiento en el cual las características de los lodos se modifican para facilitar la separación de la fase sólida y la fase líquida.

Entre los distintos acondicionamientos conocidos destinados a preparar el lodo, se distinguen, en particular, el acondicionamiento orgánico y el acondicionamiento mineral.

El acondicionamiento denominado orgánico: utilización de polímero orgánico como único floculante (dosificación-tipo 2 a 20 kg por tonelada de materias secas) . Sólo los polielectrolitos de síntesis de largas cadenas (elevados pesos moleculares, en particular, a base de poliacrilamida) son eficaces; forman flocs voluminosos.

El acondicionamiento denominado mineral: utilización conjunta de una sal de hierro o de aluminio, tal como el cloruro férrico (dosificación-tipo: 3 a 10% en peso con respecto a la materia seca tratada) y de cal (dosificación-tipo: 10 a 40% en peso con respecto a la materia seca tratada) . Este modo de acondicionamiento produce un floc fino pero muy robusto a las tensiones. Sin embargo, la utilización de sales de hierro no está sin plantear problema de explotación tales como: corrosión de las canalizaciones y de los filtros de acero o fundición, riesgo de quemaduras para el personal

Existen acondicionamientos también mixtos (mineral y orgánico) con el fin de optimizar los resultados de deshidratación.

Se revela otra posibilidad de acondicionamiento mixta en el documento EP 1.154.958 (WO 00/47527) . El procedimiento revelado enseña a una adición de cal como agente mineral a lodos industriales, cal elegida para evitar que el pH de lodo al cual la cal se añade no se eleva demasiado rápido.

En el documento WO2008/058973, se describe un procedimiento de tratamiento de lodos por cal en el cual, puesto que los polímeros catiónicos se deterioran en general rápidamente a partir de un pH que va de 9 a 10, se añade un floculante orgánico aniónico al lodo. Puesto que el floculante aniónico presenta un grado de actividad a pH más allá de 10 a 12, es, por lo tanto, preferible efectuar un aumento de pH rápido lo que permite perfectamente la adición de

cal al lodo.

Tal como se ve claramente, todos los métodos de acondicionamiento citados más arriba presentan inconvenientes. El acondicionamiento orgánico no es el mejor adaptado a algunos sistemas de deshidratación como los filtros prensa; los otros acondicionamientos mencionados recurren, en particular, a las sales de hierro, de las cuales es preferible reducir el uso debido a los problemas antes citados, o también se limitan, en particular, en la elección de la cal.

Es, por lo tanto, útil poder combinar las ventajas de los polímeros orgánicos, en particular, para sus resultados a una dosis baja, y de un agente mineral, que aporta, en particular, estructura y resistencia, limitando los inconvenientes antes citados de las sales de hierro o similares. Como agente mineral, un compuesto cálcico confiere por otro lado las propiedades citadas más arriba.

Existe, por lo tanto, una necesidad de disponer de una composición que incluye, en particular, un agente mineral a base de cal apagada y al menos de un polímero orgánico, capaz de acondicionar lodos por sí sola, de manera simple, segura y eficaz, preferentemente en un número de etapas limitado. En particular, es ventajoso que la composición antes citada sea un sólido, fácil de fabricar y de manipular, preferentemente estable en el transcurso del tiempo y fácil de incorporar a los lodos que se deben tratar. Conviene también que el polímero, minoritario, esté bien repartido con respecto al agente mineral. Ventajosamente, es útil que el agente mineral antes citado sólo se añada en una única vez en el tratamiento de los lodos, y en consecuencia que tenga una eficacia también después de la deshidratación (post-tratamiento) .

La invención tiene, por lo tanto, por objeto atenuar las insuficiencias del estado de la técnica en estos aspectos y aportar una solución a estas esperas, sin por ello alterar las propiedades físicas de cada uno de los dos agentes (el mineral y el polímero) .

Según la invención, se prevé una composición en la cual dicho polímero orgánico se incorpora en dicha fase sólida de la cal apagada, y caracterizada porque dicha composición a base de cal es una composición sólida.

Por lo tanto, tal como se puede constatar, la invención es relativa a una composición a base de cal en la cual un contacto íntimo existe entre el polímero orgánico y al menos una parte del agente mineral, en particular la cal apagada, lo que confiere un buen reparto del polímero en el agente mineral. Por el hecho de que dicho polímero orgánico esté incorporado en la fase sólida de agente mineral, en particular de cal apagada, el polímero orgánico que es un componente minoritario en realidad bien repartido en la superficie y/o en el seno de la fase sólida del agente mineral contrariamente a una simple mezcla de los componentes.

Además se observó de manera muy sorprendente que el polímero orgánico incorporado en la fase sólida conserva sus propiedades físicas, en particular, para el acondicionamiento previo a la deshidratación de los lodos.

En una forma de realización alternativa, la composición según la invención comprende, por otro lado, una cantidad de agua suficiente para formar una suspensión acuosa, que será, por ejemplo, apropiada cuando se desean algunas leches de cal. En los modos de realización antes citados, la composición se presenta a priori en forma de un sólido, en general pulverulento.

En una forma de realización ventajosa, dicho agente mineral comprende por otro lado cal viva. Tal como se puede constatar, en esta forma de realización particular, el agente mineral de la composición según la invención está constituido esencialmente... [Seguir leyendo]

1. Composición a base de cal que incluye al menos un agente mineral que incluye al menos cal apagada en fase sólida y al menos un polímero orgánico caracterizado porque dicho al menos polímero orgánico se incorpora en dicha fase sólida de la cal apagada, y porque dicha composición a base de cal es una composición sólida.

2. Composición según la reivindicación 1, en la cual dicho agente mineral comprende por otro lado cal viva.

3. Composición según la reivindicación 2, en la cual la cal apagada está presente en una cantidad que va de 0, 5 a 99, 8% en peso preferentemente de 1 a 99% en peso y de manera más preferente de 10 a 70% en peso con respecto al peso de la composición.

4. Composición según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en la cual dicho polímero orgánico está presente en una cantidad que va de 0, 2 a 10% en peso, preferentemente de 0, 5 a 8% en peso y de manera más preferente de 1 a 6, 5% en peso con respecto al peso de la composición.

5. Composición según una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 4, en la cual dicha cal viva está presente en una cantidad que va de 0, 1% a 99, 3%, preferentemente de 20 a 80% en peso con respecto al peso de la composición.

6. Composición según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores en la cual dicho polímero orgánico es un polímero hidrófilo de naturaleza no iónica, aniónico, catiónico o anfótero, lineal, ramificado o reticulado.

7. Composición según la reivindicación 6, en la cual dicho polímero orgánico se elige del grupo de polímeros orgánicos y copolímeros orgánicos e incluye uno o varios monómeros elegidos del grupo constituido por los monómeros aniónicos que poseen una función carboxílica o sulfónica, en particular del ácido acrílico, del ácido metracrílico, del ácido 2-acrilamido-2-metilpropano sulfónico (ATBS) , y sus sales, de los monómeros no iónicos tales como la acrilamida, la metacrilamida, la N-vinil pirolidona, el vinilacetato, el alcohol vinílico, los ésteres acrilato, el alcohol alílico, la N-vinil acetamida y N-vinil formamida, de los monómeros catiónicos tales como el acrilato de dimetil aminometil (ADAME) , el metacrilato de dimetil aminometil (MADAME) cuaternizados o salificados, el cloruro de dimetildialilamonio (DADMAC) , el cloruro de acrilamido propiltrimetil amonio (APTAC) y el cloruro de metacrilamido propiltrimetil amonio (MAPTAC) , eventualmente en asociación con uno o más monómero (s) hidrofobo (s) , preferentemente elegidos del grupo constituido de los ésteres de ácido (met) acrílico de cadena alquilo, arilalquilo y/o etoxilada, los derivados de (met) acrilamida de cadena alquilo, arilalquilo o dialquilo, los derivados alílicos catiónicos, los derivados (met) acriloilo hidrófobos aniónicos o catiónicos o en asociación con uno o más monómero (s) aniónico (s) y/o catiónico (s) derivado (s) de (met) acrilamida que lleva una cadena hidrófoba.

8. Composición según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en la cual dicho polímero está constituido por una resina de tipo poliamina a base de epiclorhidrina, de tipo diciandiamida, de tipo melamina formaldehído, de tipo polialquilenoimina y similar.

9. Composición según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la cual dicho polímero orgánico es un floculante no iónico, aniónico, catiónico o anfótero que presenta un peso molecular medio ponderal comprendido entre 5.106 g/mol y 40.106 g/mol 10. Composición según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la cual dicho polímero orgánico es un coagulante, catiónico o anfótero, que presenta un peso molecular medio ponderal comprendido entre 20.000 y 5.106 g/mol.

11. Composición según la reivindicación 10, en la cual dicho coagulante catiónico o anfótero es a base de sales de dialildialquilamonio.

12. Procedimiento de preparación de una composición a base de cal según la reivindicación 1, que incluye una puesta en presencia de un agente mineral y una solución, dispersión o emulsión inversa, acuosa que incluye al menos un polímero orgánico y agua, caracterizado porque incluye una puesta en contacto íntimo entre un agente mineral a base de cal viva y dicha solución, dispersión o emulsión inversa acuosa, que contiene al menos un polímero orgánico, de tal modo que obtenga una reacción exotérmica de extinción al menos parcial de la cal viva por dicha agua o parte de dicha agua que contiene dicho polímero orgánico y a formar una composición sólida a base de cal en la cual dicho al menos polímero orgánico se incorpora en una fase sólida de cal apagada.

13. Procedimiento según la reivindicación 12, que incluye por otro lado:

- una adición separada de polímero orgánico, antes o después de dicha puesta en presencia de un agente mineral a base de cal viva y de una solución, dispersión o emulsión inversa acuosa.

14. Procedimiento según la reivindicación 12 o la reivindicación 13, que incluye por otro lado una adición separada de agua, antes o después de dicha puesta en presencia de un agente mineral a base de cal viva y de una solución, dispersión o emulsión inversa acuosa.

15. Utilización de la composición según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, para su empleo en el tratamiento de las aguas y lodos, en particular para el acondicionamiento de lodos antes de la deshidratación.