Suspensión acuosa calco-magnesiana y su procedimiento de preparación.
Suspensión acuosa calco-magnesiana que presenta partículas de materia sólida que,
antes de ser suspendidas, presentan una superficie específica, calculada según el método BET, que es inferior o igual a 10 m2/g, respondiendo las partículas de materia sólida a la fórmula:
xCa(OH)2.(1-x)MgO.yH2O
donde
0< x 1 e
y (1-x),
siendo x e y fracciones molares, teniendo esta suspensión una viscosidad dinámica inferior o igual a 1,2 Pa.s y presentando una proporción de materia sólida superior a 25% en peso, caracterizada por que dichas partículas de materia sólida de esta suspensión acuosa presentan:
a) una superficie específica calculada según el método BET, que es inferior o igual a 8 m2/g, preferentemente inferior o igual a 5 m2/g o
b) una dimensión granulométrica d98 inferior a 20 micrómetros, preferentemente igual o inferior a 5 micrómetros
Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2004/051609.
Solicitante: S.A. LHOIST RECHERCHE ET DEVELOPPEMENT.
Nacionalidad solicitante: Bélgica.
Dirección: RUE CHARLES DUBOIS, 28 1342 OTTIGNIES-LOUVAIN-LA-NEUVE BELGICA.
Inventor/es: SALTER, TIMOTHY, L., LANGELIN, HENRI, RENE, DIAZ CHAVEZ,LUIS ALFREDO, HABIB,ZIAD.
Fecha de Publicación: .
Clasificación Internacional de Patentes:
- C01F11/00 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 calcio, estroncio o bario (C01F 7/00 tiene prioridad).
- C01F11/02 C01F […] › C01F 11/00 Compuestos de calcio, estroncio o bario (C01F 7/00 tiene prioridad). › Oxidos o hidróxidos (producción de cal C04B 2/00).
PDF original: ES-2389903_T3.pdf
Fragmento de la descripción:
Suspensión acuosa calco-magnesiana y su procedimiento de preparación.
La presente invención se refiere a una suspensión acuosa calco-magnesiana y a su procedimiento de preparación.
Un caso particular de suspensión acuosa calco-magnesiana es la lechada de cal, que es una suspensión fluida de cal apagada, denominada igualmente cal hidratada (hidróxido de calcio - Ca (OH) 2) que evidentemente puede comprender impurezas, especialmente sílice, alúmina u óxido de magnesio a nivel de un pequeño porcentaje. Dicha suspensión se obtiene por extinción de cal viva (óxido de calcio - CaO) con un gran exceso de agua o por mezcla de cal apagada y una masa de agua varias veces superior. La suspensión resultante se caracteriza por la concentración de materia sólida y la distribución del tamaño de las partículas en suspensión. Estas dos características determinan las propiedades de la lechada, principalmente su viscosidad y su reactividad.
La viscosidad es una propiedad determinante en cuanto a la aplicación y manipulación (bombeo, transporte por conducto, ...) de la suspensión. Con este fin, la experiencia ha permitido establecer que es deseable no sobrepasar una viscosidad dinámica de 1, 2 Pa.s. De una manera general, la viscosidad aumenta cuando aumenta la concentración de materia sólida y cuando disminuye el tamaño de las partículas en suspensión.
La reactividad de una lechada de cal es una medida de la velocidad de disolución de las partículas durante la dilución de la lechada en un volumen importante de agua desmineralizada. Esta medida, basada en el registro de la evolución de la conductividad de la fase líquida resultante, se ha puesto a punto para el control de la reactividad de las lechadas de cal destinadas al ablandamiento de aguas potables (v. Van Eckeren et cons. Improved milk-of-lime for softening of drinking water : the answer to the carr y -over problem, in Aqua, 1.994, 43 (1) , pág. 1-10) .
La reactividad de la lechada de cal es igualmente importante para toda operación de neutralización o floculación.
Se sabe que la velocidad de solubilización de las partículas de cal es tanto más rápida cuanto que el tamaño de las partículas es reducido. Además, una gran finura de las partículas reduce generalmente la sedimentación de la fase sólida de la suspensión.
De manera general, es económicamente ventajoso poder aumentar la concentración de lechada de cal para reducir los costes de transporte y el tamaño de los equipos (depósitos de almacenamiento, bombas, ...) .
Se comprende la dificultad de conciliar viscosidad deficiente, concentración elevada y reducción del tamaño de las partículas en suspensión.
Se sabe mejorar la concentración de la lechada de cal por adición de un agente dispersante, en presencia de una cantidad deficiente de un hidróxido de metal alcalino [patente de EE.UU. 5 616 283, patente de EE.UU. 4 849 128, patente de EE.UU. 4 610 801]. Este modo de preparación permite alcanzar concentraciones superiores a 40% de materia seca, con una viscosidad dinámica inferior a 1, 2 Pa.s. Sin embargo, la utilización de dispersante es costosa e incompatible con ciertas aplicaciones.
Se sabe igualmente aumentar la concentración en fase sólida en la suspensión, mientras se limita el aumento de viscosidad, por incorporación de cal apagada que presenta un tamaño de partículas más grueso o por extinción de la cal viva en condiciones favorables para el crecimiento de los granos, por ejemplo, por limitación del aumento de temperatura durante la extinción, por adición de aditivos tales como sulfatos, etc. [patente de Berna BE-1006655, patente de EE.UU. 4.464.353]. Dichas lechadas de cal son menos reactivas, lo que limita las utilizaciones. Por otro lado, estas suspensiones sedimentan más rápidamente, si no se adiciona ningún dispersante.
La presente invención tiene por objeto poner a punto una suspensión acuosa a base de cal o un compuesto de cal de viscosidad controlada, preferentemente baja, para poder aumentar la concentración de materia sólida y/o reducir el tamaño de las partículas en suspensión.
Este problema se resuelve, siguiendo la invención, por una suspensión acuosa calco-magnesiana que presenta partículas de materia sólida que tienen, antes de ponerlas en suspensión, una superficie específica, calculada según el método BET, que es inferior o igual a 10 m2/g, respondiendo las partículas de materia sólida de la suspensión acuosa calco-magnesiana a la fórmula siguiente:
xCa (OH) 2. (1-x) MgO.yH2O
donde
siendo x e y fracciones molares, teniendo esta suspensión una viscosidad dinámica inferior o igual a 1, 2 Pa.s y
presentando una proporción de materia sólida superior a 25% en peso, presentando dichas partículas de materia sólida de esta suspensión acuosa:
a) una superficie específica calculada según el método BET, que es inferior o igual a 8 m2/g, preferentemente inferior o igual a 5 m2/g o
b) una dimensión granulométrica d98 inferior a 20 micrómetros, preferentemente inferior o igual a 5 micrómetros.
Preferentemente x tiene un valor de 0, 8 a 1, completamente ventajoso de 1.
Dicha suspensión se puede preparar poniendo en suspensión una materia sólida calco-magnesiana que presenta partículas que tienen una superficie específica baja, inferior o igual a 10 m2/g, según la medida de adsorción de nitrógeno (método BET) . Se ha encontrado sorprendentemente que una suspensión acuosa de dicho tipo de materia sólida calco-magnesiana podía alcanzar una viscosidad muy baja y entonces de colorario permitía aumentar mucho la concentración de materia sólida de la suspensión, lo que no era posible antes, o incluso reducir el tamaño de las partículas en suspensión y obtener pues una lechada concentrada y reactiva. De hecho ha sido posible por la invención poner de manifiesto una relación directa entre la superficie específica de las partículas en suspensión y la viscosidad de estas suspensiones, en condiciones idénticas de concentración y de tamaño de las partículas.
Se puede observar que una cal hidratada que presenta dicha superficie específica no se ha conocido hasta hace poco. Se puede obtener especialmente por extinción de cal viva en presencia de CaCl2 (v. Holmberg, J., Slaking of lime, documento consultado en el sitio de internet <http://server1.chemeng.lth.se/exjobb/009.pdf> en junio de 2.003)
o un dispersante (v. patente japonesa JP 11 -139850) .
Se puede prever también una extinción de CaO en presencia de MgCl2, seguido de deshidratación y secado (patente de EE.UU. A -5.422.092) .
En la patente europea EP-A-1077199 se describe un polvo de hidróxido de calcio tratado superficialmente por un tensioactivo aniónico que presenta una superficie específica BET de 7 a 20 m2/g.
Siguiendo una forma de realización de la invención, las partículas de materia sólida tienen una superficie específica según el método BET inferior o igual a 8 m2/g, preferentemente inferior o igual a 5 m2/g.
La suspensión presenta ventajosamente una viscosidad dinámica inferior o igual a 1, 2 Pa.s, preferentemente inferior
o igual a 1, 0 Pa.s.
En estas condiciones es posible obtener una suspensión siguiendo la invención que presente proporciones de materia sólida superiores a 25% y ventajosamente superiores a 40% y/o dimensiones granulométricas d98 inferiores a 20 micrómetros, preferentemente iguales o inferiores a 5 micrómetros.
Las partículas de la suspensión siguiendo la invención pueden estar formadas pues por cal hidratada únicamente, pero también por un compuesto mixto formado por cal hidratada y magnesia, que puede estar totalmente o parcialmente hidratada o incluso no hidratada. Esta materia calco-magnesiana puede contener evidentemente además impurezas, como se mencionó anteriormente a propósito de la cal hidratada.
Otras formas de realización del producto y del procedimiento siguiendo la invención se indican en las reivindicaciones adjuntas.
La invención se va a describir ahora de manera más detallada con ayuda de ejemplos no limitantes.
Ejemplo 1
Se prepararon tres lechadas de cal concentradas por mezcla a 20ºC de 10 l de agua y 5 kg de cal hidratada. Una... [Seguir leyendo]
Reivindicaciones:
1. Suspensión acuosa calco-magnesiana que presenta partículas de materia sólida que, antes de ser suspendidas, presentan una superficie específica, calculada según el método BET, que es inferior o igual a 10 m2/g, respondiendo las partículas de materia sólida a la fórmula:
xCa (OH) 2. (1-x) MgO.yH2O
donde
siendo x e y fracciones molares, teniendo esta suspensión una viscosidad dinámica inferior o igual a 1, 2 Pa.s y presentando una proporción de materia sólida superior a 25% en peso, caracterizada por que dichas partículas de materia sólida de esta suspensión acuosa presentan:
a) una superficie específica calculada según el método BET, que es inferior o igual a 8 m2/g, preferentemente inferior o igual a 5 m2/g o
b) una dimensión granulométrica d98 inferior a 20 micrómetros, preferentemente igual o inferior a 5 micrómetros.
2. Suspensión según la reivindicación 1, caracterizada por que posee una viscosidad dinámica inferior o igual a 1, 0 Pa.s.
3. Suspensión según una de las reivindicaciones 1 y 2, caracterizada por que presenta una proporción de materia sólida superior a 40%.
4. Procedimiento de preparación de suspensión acuosa calco-magnesiana según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que comprende poner en suspensión en un medio acuoso una materia sólida calco-magnesiana que presenta partículas que tienen una superficie específica, calculada según el método BET, que es inferior o igual a 10 m2/g, respondiendo las partículas de materia sólida a la fórmula:
xCa (OH) 2. (1-x) MgO.yH2O
donde
siendo x e y fracciones molares, para obtener una proporción de materia sólida superior a 25% en peso, presentando las partículas de la suspensión acuosa formadas:
a) una superficie específica calculada según el método BET, que es inferior o igual a 8 m2/g, preferentemente inferior o igual a 5 m2/g o
b) una dimensión granulométrica d98 inferior a 20 micrómetros, preferentemente igual o inferior a 5 micrómetros.
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