BR112014019012B1 - instalação para a purificação de minerais, pigmentos e/ou enchedores e/ou o preparo de carbonato de metal alcalino terroso precipitado e/ou mineralização de água, e, uso de uma instalação - Google Patents
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Abstract
INSTALAÇÃO PARA A PURIFICAÇÃO DE MINERAIS, PIGMENTOS E/OU ENCHEDORES E/OU O PREPARO DE CARBONATO DE METAL ALCALINO TERROSO PRECIPITADO E/OU MINERALIZAÇÃO DE ÁGUA, E, USO DE UMA INSTALAÇÃO A presente invenção se refere a uma instalação para a purificação de minerais, pigmentos e/ou enchedores e/ou o preparo de carbonato de metal alcalino terroso precipitado e/ou mineralização de água e para o uso de tal instalação para a purificação de minerais, pigmentos e/ou enchedores e/ou mineralização de água e/ou o preparo de carbonato de metal alcalino terroso precipitado.
Description
[0001] A presente invenção se refere a uma instalação para a purificação de minerais, pigmentos e/ou enchedores e/ou o preparo de carbonato de metal alcalino terroso precipitado e/ou mineralização de água e ao uso de tal instalação para a purificação de minerais, pigmentos e/ou enchedores e/ou mineralização de água e/ou o preparo de carbonato de metal alcalino terroso precipitado.
[0002] Minerais, pigmentos e/ou enchedores putos são usados de maneira extensiva em papel, revestimentos de papel, plásticos e tintas mas também na indústria alimentícia e de alimentos, indústria farmacêutica e de mineralização de água. Por exemplo, carbonato de cálcio, um enchedor com alto brilho e baixo custo, é bastante usado para aumentar o brilho da folha e a opacidade em produtos de papel. O seu uso tem aumentado bastante nas últimas décadas devido à conversão de ácido em alcalino na fabricação de papel nos moinhos de papel. Amos os carbonatos de cálcio natural e sintético são usados na indústria do papel. Por exemplo, carbonato de cálcio natural, tal como mármore, cal e calcário, é moído para um tamanho de partícula pequeno antes do seu uso nos produtos de papel, enquanto carbonato de cálcio sintético é fabricado através de uma reação de precipitação e portanto é chamado de carbonato de cálcio precipitado.
[0003] Apesar de o seu uso na indústria da fabricação de papel, carbonato de cálcio natural e sintético também são usados para vários outros propósitos, por exemplo, como enchedor ou pigmento nas indústrias de tinta, e como enchedor funcional para a fabricação de materiais plásticos, plastisols, compostos de vedação, tintas de impressão, borracha, pasta de dente, cosméticos, alimento, farmacêuticos, etc. Em adição a isto, carbonato de cálcio também pode ser usado para o tratamento e a mineralização de água.
[0004] Devido aos comentários anteriores, a indústria possui uma forte demanda por sistemas e dispositivos eficientes e econômicos para preparar minerais, pigmentos e/ou enchedores puros. O termo minerais, pigmentos e/ou enchedorgu “rwtqu” ug tgfgtg gurgekcnogpVg c eqttgurqpfgpVg fase de mineral, de pigmento e/ou de enchedor que está livre de aditivos químicos ou impurezas indesejadas as quais são limitantes do uso em muitas aplicações devido ao pequeno brilho de impurezas coloridas. Tais impurezas são derivadas a partir de silicatos e/ou aditivos de processo tais como aminas graxas ou composto de amônio quaternário usado na flotação.
[0005] Neste sentido, o depositante está a par de várias instalações para a purificação de minerais, pigmentos e/ou enchedores. Por exemplo, referência é feita às instalações usadas para os processos de flotação, por exemplo, como descritos no livro "FROTH FLOTATION", A Century of Innovation by Maurice C. Fuerstenau, publicado por Society for Mining, Littleton, Colorado, EUA, 2007, nas páginas 635 a 757.
[0006] No entanto, os processos e as instalações descritos possuem a desvantagem de que aditivos específicos tais como coletores, flotadores ou depressantes são necessários os quais novamente microesferaminam com a fase de mineral, de pigmento e/ou de enchedor obtida. Tais impurezas tipicamente proíbem o uso de tal fase de mineral, de pigmento e/ou de enchedor obtida, por exemplo, como nutrientes na comida ou alimentação ou, de maneira alternativa, requer uma etapa de limpeza que consome tempo e custo adicional.
[0007] Adicionalmente deve ser notado que a eficiência das ditas instalações e dos ditos processos diminui rapidamente com o aumento da fineza das respectivas partículas de impureza na fase de mineral, de pigmento e/ou de enchedor tal que a extração de uma parte específica e minerais fora de uma união de minerais, por exemplo, carbonato de cálcio fora de uma união de mármore de impureza, é mais complicado. Em particular, a seletividade das ditas instalações e dos ditos processos diminui por causa da separação de diferentes fases de mineral uma a partir da outra depende bastante do grau de intercrescimentos da partícula na fase de mineral, de pigmento e/ou de enchedor.
[0008] O termo "grau de intercrescimento de partícula" (tamanho de partícula de liberação) no significado do presente pedido se refere ao tamanho das partículas onde as diferentes fases de mineral, de pigmento e/ou de enchedor são separadas entre si.
[0009] Também são conhecidos na técnica os dispositivos de separação física. No entanto, por exemplo, classificação óptica também possui a desvantagem de seletividade limitada devido ao grau de intercrescimento de partículas e, adicionalmente, que a cor suficiente que contrasta das partículas a ser separadas ser necessária. Outros dispositivos de separação física incluem Classificação por raios X, classificação elétrica, triagem e/ou filtração que enfrentam os mesmos problemas.
[00010] Neste sentido, uma instalação típica da técnica anterior é mostrada no diagrama esquemático de acordo com a Fig. 1. A instalação exemplificada compreende uma unidade de mistura (1) tal como um tanque equipado com um agitador, uma entrada para a introdução de água (14), uma entrada de gás (não mostrado), por exemplo, uma entrada de CO2, e uma entrada adicional para a introdução de minerais, pigmentos e/ou enchedores a ser purificados (6) que preferivelmente são providos na forma de uma suspensão. A unidade de mistura compreende adicionalmente uma entrada e uma saída independentemente conectada com uma unidade de filtração (4). De maneira apropriada, também a unidade de filtração (4) compreende uma entrada e uma saída independentemente conectada com a unidade de mistura (1). Em outras palavras, a unidade de filtração (4) e a unidade de mistura (1) são providas em um arranjo circular, isto é, ambas as unidades estão em comunicação fluida entre si.
[00011] Adicionalmente, a unidade de filtração (4) é equipada com uma saída adicional (não mostrado) para a descarga do filtrado (10) obtida pelo processo de filtração. O filtrado descarregado (10) pode ser sujeitado a tratamentos adicionais (16) tais como tratamentos físicos e/ou químicos e/ou a adição dos aditivos. Em contraste, o filtrando ou retentado obtido na unidade de filtração de membrana (4) é circulado de volta para a unidade de mistura (1).
[00012] Aqui, os minerais, pigmentos e/ou enchedores a ser purificados, no entanto, podem ou não ser apenas limpos de maneira muito ineficiente. Em particular, intercrescimentos de partícula na fase de mineral, de pigmento e/ou de enchedor limitam a seletividade e, assim, a eficiência de purificação da instalação descrita. Portanto, para a purificação de minerais, pigmentos e/ou enchedores apenas materiais particulados tendo uma fineza particular podem ser usados como materiais de partida as quais, no entanto, são disponíveis apenas até um grau limitado.
[00013] Novamente, os dispositivos de separação física anteriores têm a limitação de que a sua eficiência depende bastante do grau de intercrescimento de partícula na fase de mineral, de pigmento e/ou de enchedor. Assim, a seletividade dos ditos dispositivos também diminui com um grau crescente de intercrescimento de partícula.
[00014] Adicionalmente, o perito também encontra desvantagens se o intercrescimento de partícula na fase de mineral, de pigmento e/ou de enchedor é dividido de uma vez e/ou abaixo do seu grau de intercrescimento de partícula como as partículas resultantes na fase de mineral, de pigmento e/ou de enchedor são ultrafinos. Em particular, uma separação de partícula súbita pode levar a problemas de seletividade, por exemplo, em um processo de flotação já que o lodo mineral pode apresentar um comportamento de assentamento diminuído. Como uma consequência, isto pode levar a excesso de fluxo descontrolado nos finos com o concentrado flotado. Neste sentido, uma recuperação mineral de apenas 50% em peso ou ainda menos é frequentemente observada. O anterior é bem conhecido na indústria atualmente e precisa ser superado por uma etapa de processo chamada de "retirada de lodo" da suspensão correspondente. A retirada de lodo de uma suspensão quer dizer que a parte ultrafina de partículas em suspensão é extraída de maneira mecânica, separada do todo e descartada. Até metade dos minerais valiosos, os quais consomem tempo e têm custo para extrair, terminam nas pilhas de rejeito. Como um resultado, o concentrado recuperado causa altos custos de produção.
[00015] Para o melhor entendimento do problema de intercrescimentos nas fases de mineral, de pigmento e/ou de enchedor, referência é feita a “Gpe{enqrgfkc qh KpfwuVgpVcVkxc Ejgmiutty, RqVcuukwo Eqorqwpfu. Rctt 6o3. Inter-growth and Degree of Liberatiop” fg UHocpp, jwnhq fg 4224. Yüg{- VCH Verlag GmbH & Co. KgaA.
[00016] Assim, a principal desvantagem dos dispositivos existentes e as instalações atuais é o fato de que a seletividade ainda é muito limitada. Em particular, o grau de intercrescimento de partículas na fase de mineral, de pigmento e/ou de enchedor representa um fato limitante decisivo. Em adição a isto, a reatividade das partículas sólidas depende bastante da química de superfície da partícula. Por exemplo, a superfície da partícula pode ser modificada se é exposta para a atmosfera (por exemplo, ar), água ou outras influencias ambientais, tais como por exemplo, nevoeiro elétrico, e assim influencia as propriedades de velocidade da reação, de adsorção e/ou de superfície dos minerais, pigmentos e/ou enchedores. Este aspecto é especialmente relevante se, por exemplo, minerais dolomíticos devem ser usados para mineralizar novamente água do mar dessalinizada como a reatividade entre dolomita e CO2 é bem lenta. Processos industriais convencionais conhecidos na técnica não são capazes de superar os problemasassociados com tal superfície de partícula modificada.
[00017] Em adição a isto, o Depositante também conhece os dispositivos e as instalações para o preparo de carbonato de metal alcalino terroso precipitado tal como carbonato de cálcio precipitado (PCC) que pode ser obtido através da precipitação de óxido de cálcio / hidróxido de cálcio em um ambiente aquoso através do uso de CO2 gasoso. A instalação da técnica anterior mostrada no diagrama esquemático de acordo com Fig. 1 também pode ser usada para o preparo de carbonato de metal alcalino terroso precipitado tal como carbonato de cálcio precipitado (PCC). No entanto, as ditas reações de precipitação em tais instalações em geral não são satisfatórias já que o CaO encapsulado e Ca(OH)2 ou as respectivas espécies podem ser encontradas nos agregados de PCC produzidos ou carbonato de metal alcalino terroso precipitado. Em particular, as interfases gasosa / sólida / líquida obtidas durante o processo de precipitação no conteúdo de sólidos de, por exemplo, 15% em peso e acima são difíceis de controlar. Neste contexto, adicionalmente deve ser notado que após a precipitação e a formação de carbonato de metal alcalino terroso precipitado como PCC em um ambiente aquoso tais espécies residuais alcalinas encapsuladas podem migrar durante o armazenamento dos agregados de carbonato de metal alcalino terroso precipitado para a fase aquosa que pode levar a um aumento de pH da suspensão de um modo descontrolado ainda para acima de um pH de 12. Tal aumento de pH, no entanto, pode danificar o desempenho da suspensão de carbonato de metal alcalino terroso precipitado e pode influenciar as aplicações posteriores, tal como nos enchimentos e revestimentos de papel. As instalações e os dispositivos de precipitação conhecidos na técnica não são capazes de resolver estes problemas.
[00018] Na técnica, várias abordagens para resolver os problemas anteriores são propostas. Por exemplo, EP 1764346 Al descreve um dispositivo e um processo para moer o PCC após a precipitação. Durante este processo residual, CaO encapsulado e Ca(OH)2 nos agregados são liberados e aumentam o pH da suspensão resultante. Isto não pode resultar apenas novamente em um desempenho reduzido da suspensão de PCC em aplicações posteriores, tal como enchimentos e revestimentos de papel, mas também pode danificar e dissolver as microesferas de moagem usadas durante o processo.
[00019] Em vista do que foi dito anteriormente, aprimorando a purificação de minerais, de pigmentos e/ou de enchedores e/ou o preparo de carbonato de metal alcalino terroso precipitado ainda permanece de interesse para o perito. Pode ser especialmente desejável prover um sistema alternativo e aprimorado para a purificação de minerais, pigmentos e/ou enchedores e/ou o preparo de carbonato de metal alcalino terroso precipitado e/ou mineralização de água que pode ser aplicado de uma maneira mais eficiente, econômica e ecológica e especialmente provê uma reatividade e/ou seletividade suficientes para o preparo de minerais, pigmentos e/ou enchedores puros e/ou carbonato de metal alcalino terroso precipitado.
[00020] O dito anteriormente e outros objetivos são resolvidos através da provisão de uma instalação para a purificação de minerais, pigmentos e/ou enchedores e/ou o preparo de carbonato de metal alcalino terroso precipitado e/ou mineralização de água, a instalação compreendendo em comunicação fluida a) pelo menos uma unidade de mistura provida com pelo menos duas entradas e pelo menos uma saída, b) pelo menos uma unidade de divisão compreendendo meios de divisão, e c) pelo menos uma unidade de filtração de membrana provida com pelo menos uma entrada e pelo menos uma saída, em que pelo menos uma saída da pelo menos uma unidade de mistura está conectada com pelo menos uma entrada da pelo menos uma unidade de filtração de membrana e pelo menos uma saída da pelo menos uma unidade de filtração de membrana está conectada com pelo menos uma entrada da pelo menos uma unidade de mistura.
[00021] Como foi usado aqui, o termo "em comunicação fluida" quer dizer que as unidades e/ou dispositivos que são parte da instalação da invenção são acoplados entre si tal que um fluxo de fluido tal como de uma suspensão opcionalmente em combinação com pelo menos um aerossol inverso (tal como uma espuma muito fina) a partir de uma unidade e/ou dispositivo da instalação da invenção para outra unidade e/ou dispositivo da instalação da invenção é possível; tal fluxo pode ser alcançado por modo de um ou mais componentes intermediários (e não mencionado de maneira específica ou descrito), aparelhos, dispositivos ou outros artigos como tubos, tubulações e bombas. O termo "aerossol inverso" deve ser interpretada de maneira vasta e quer dizer qualquer gás suspenso em um líquido, por exemplo, bolhas de gás CO2 muito pequenas em água.
[00022] O termo "purificação" deve ser interpretado de maneira vasta e quer dizer qualquer remoção de compostos não tolerada ou desejada na fase de mineral, de pigmento e/ou de enchedor.
[00023] O termo "mineralização" como usado na presente invenção se refere ao aumento essencial de íons minerais na água que não contém íons minerais em si ou em quantidade insuficiente para obter água que é palatável. Uma mineralização pode ser alcançada através da adição de pelo menos carbonato de cálcio à água a ser tratada. Opcionalmente, por exemplo, para benefícios relacionados à saúde ou para garantir a admissão apropriada de alguns outros íons minerais essenciais e elementos traço, substâncias adicionais podem ser misturadas com o carbonato de cálcio e então adicionado à água durante o processo de nova mineralização. De acordo com as diretrizes nacionais de qualidade de água para beber e saúde humana, o produto remineralizado pode compreender minerais adicionais contendo magnésio, potássio ou sódio, por exemplo, carbonato de magnésio, sulfato de magnésio, carbonato de hidrogênio potássio, carbonato de hidrogênio sódio ou outros minerais contendo elementos traço essenciais.
[00024] "Carbonato de cálcio moído (GCC)" no significado da presente invenção é um carbonato de cálcio obtido a partir de fontes naturais incluindo mármore, cal ou calcário, e processado através de um tratamento tal como moagem, triagem e/ou fracionamento úmido e/ou seco, por exemplo, por um ciclone.
[00025] "Carbonato de metal alcalino terroso precipitado" no significado da presente invenção é um material sintetizado, em geral obtido através da precipitação que segue a reação de dióxido de carbono e, por exemplo, cal em um ambiente aquoso ou através da precipitação de uma fonte de carbonato e alcalino terroso em água ou através da precipitação de íons de carbonato e de alcalinos terrosos, por exemplo, CaCl2 e Na2CO3, fora de suspensão. Por exemplo, carbonato de cálcio precipitado existe em três formas cristalinas primárias: calcita, aragonita e vaterita, e existem muitas diferentes polimorfas (hábitos de cristal) para cada uma destas formas cristalinas. Calcita possui uma estrutura trigonal com hábitos de cristal típicos tais como escalenoédrico (S-PCC), romboédrico (R-PCC), hexagonal prismático, pinacoidal, coloidal (C-PCC), cúbico, e prismático (P-PCC). Aragonita é uma estrutura ortorrômbica com hábitos de cristal típicos de cristais prismáticos hexagonais gêmeos, bem como uma variedade diversificada de cristais prismáticos alongados finos, de lâmina curvada, piramidal íngreme, conformados como cinzel, árvore ramificada, e formas de coral ou semelhante à minhoca.
[00026] Os inventores da presente invenção descobriram de maneira surpreendente que tal instalação permite que o perito prepare minerais, pigmentos e/ou enchedores e/ou carbonato de metal alcalino terroso precipitado com alta pureza de modo eficiente, econômico e ecológico. Os inventores da presente invenção descobriram de maneira surpreendente adicionalmente que tal instalação permite que o perito mineralize água com alta eficiência de um modo econômico e ecológico. Em particular, isto é, alcançado através da provisão de pelo menos uma unidade de mistura, pelo menos uma unidade de divisão, e pelo menos uma unidade de filtração de membrana que são conectadas em comunicação fluida. Adicionalmente, pelo menos uma entrada e pelo menos uma saída da unidade de filtração de membrana são conectados independentemente com a pelo menos uma unidade de mistura.
[00027] Assim, a instalação instantânea permite um aumento da seletividade global do processo de purificação a ser alcançado para a instalação de minerais, pigmentos e/ou enchedores para a purificação de minerais, pigmentos e/ou enchedores e/ou o preparo de carbonato de metal alcalino terroso precipitado.
[00028] De acordo com outro aspecto da presente invenção, o uso de tal dita instalação para a purificação de minerais, pigmentos e/ou enchedores e/ou mineralização de água é provido. De acordo com um aspecto adicional da presente invenção, o uso de dita instalação para o preparo de carbonato de metal alcalino terroso precipitado é provido.
[00029] Modalidades vantajosas da presente invenção são definidas nas reivindicações anexas correspondentes.
[00030] Quando na seguinte referência é feita para modalidades preferidas ou detalhes técnicos da instalação da invenção, deve ser entendido que estas modalidades preferidas ou detalhes técnicos também se referem aos usos inventivos da instalação para a purificação de minerais, pigmentos e/ou enchedores e/ou mineralização de água e/ou o preparo de carbonato de metal alcalino terroso precipitado como foi definido aqui e vice versa (desde que seja aplicável). Se, por exemplo, é definido que a pelo menos uma unidade de mistura da instalação da invenção compreende um dispositivo de agitação também a pelo menos uma unidade de mistura dos usos da invenção compreende um dispositivo de agitação.
[00031] A presente invenção será descrita com relação às modalidades particulares e com referência a certas figuras mas a invenção não está limitada a isto mas apenas pelas reivindicações. Os termos são definidos aqui a seguir em geral para ser entendidos no seu sentido comum a menos que seja indicado de outra forma.
[00032] Onde o termo "compreendendo" é usado na presente descrição e nas reivindicações, não exclui outros elementos não especificados de importância funcional menor ou maior.
[00033] Para os propósitos da presente invenção, o termo "consistindo fg” fi eqpukfgtcfq eqoq ugpfq woc oqfcnkfcfg prglcriclc fq Vgtoq "eqortggpfgpfq fg” Cswk c ugiwkt ug wo itwrq fi fgfmkfo rctc eqortggpfgt pelo menos um certo número de modalidades, também deve ser entendido para divulgar um grupo, que preferivelmente consiste apenas destas modalidades.
[00034] Sempre que os termos "incluindo" ou "tendo" são usados, estes termos devem ser equivalentes a "compreendendo" como foi definido aqui.
[00035] Onde um artigo definido ou indefinido é usado quando se tgfetg c wo rtqpqog pq ukpiwnct, rqt gzgorno, "wo", "woc", “c” qw "o", kuVq inclui um plural daquele pronome a menos que algo diferente seja especificamente declarado.
[00036] De acordo com uma modalidade da presente invenção, a pelo menos uma unidade de mistura compreende um dispositivo de agitação.
[00037] De acordo com outra modalidade da presente invenção, a pelo menos uma unidade de mistura compreende um dispositivo de aquecimento capaz de aquecer o conteúdo da pelo menos uma unidade de mistura para uma temperatura de entre 5°C e 90°C, e preferivelmente entre 20°C e 50°C.
[00038] De acordo com mais uma modalidade da presente invenção, a pelo menos uma unidade de divisão é pelo menos um dispositivo de moagem e/ou pelo menos um dispositivo de esmagamento, e preferivelmente é pelo menos um dispositivo de moagem.
[00039] De acordo com uma modalidade da presente invenção, a pelo menos uma unidade de divisão é pelo menos um dispositivo de moagem vertical e/ou pelo menos um dispositivo de esmagamento vertical ou pelo menos um dispositivo de moagem horizontal e/ou pelo menos um dispositivo de esmagamento horizontal.
[00040] De acordo com outra modalidade da presente invenção, a pelo menos uma unidade de divisão é um moinho de microesferas de interstício anular cônica.
[00041] De acordo com mais uma modalidade da presente invenção, a pelo menos uma unidade de divisão compreende meios de divisão tendo um valor de diâmetro de partícula médio mássico d50 de a partir de 0,01 mm até 100 mm, preferivelmente a partir de 0,1 mm até 75 mm e ainda mais preferivelmente a partir de 0,5 mm até 5 mm.
[00042] De acordo com uma modalidade da presente invenção, a pelo menos uma unidade de divisão compreende microesferas móveis como meios de divisão feitos de um material selecionado a partir do grupo compreendendo areia de quartzo, vidro, porcelana, óxido de zircônio, silicato de zircônio e misturas dos mesmos, opcionalmente compreendendo quantidades menores de minerais adicionais.
[00043] De acordo com outra modalidade da presente invenção, os meios de divisão da pelo menos uma unidade de divisão são feitos de um mineral, pigmento e/ou material enchedor, preferivelmente os meios de divisão e os minerais, pigmentos e/ou enchedores sejam purificados e/ou sejam preparos são do mesmo material.
[00044] De acordo com mais uma modalidade da presente invenção, a pelo menos uma unidade de filtração de membrana é um dispositivo de filtração de membrana de fluxo cruzado, e preferivelmente é um dispositivo de microfiltração de membrana de fluxo cruzado e/ou um dispositivo de ultrafiltração de membrana de fluxo cruzado. É preferido que o dispositivo de filtração de membrana de fluxo cruzado compreende pelo menos uma membrana de filtro de tubo tendo um diâmetro interno do tubo a partir de 0,01 mm até 25 mm, preferivelmente a partir de 0,1 mm até 10 mm.
[00045] De acordo com uma modalidade da presente invenção, a pelo menos uma unidade de filtração de membrana compreende pelo menos uma ogodtcpc Vgpfq wo Vcocnjq fg rqtq fg gpVtg 2.23 μo g 32 μo. rtghgtkxgnogpVg gpVtg 2.27 g 7 μo g ckpfc ocku rtgfctkxgnogpVg gpVtg 2.3 g 4 μm. É rtghgtkfq swg q ocVgtkcn fg ogodtcpc ugjc ugngekqpcfq c rctVkt fq grupo compreendendo um material sinterizado, porcelana porosa, polímeros sintéticos, como polietileno, polipropileno ou Teflon®, e misturas dos mesmos.
[00046] De acordo com outra modalidade da presente invenção, a velocidade de fluxo através da pelo menos uma membrana do dispositivo de filtração de membrana de fluxo cruzado está entre 0,1 m/s e 10 m/s, preferivelmente entre 0,5 m/s e 5 m/s e ainda mais preferivelmente entre 1 m/s e 4 m/s e/ou a pressão na entrada do dispositivo de filtração de membrana de fluxo cruzado está entre 0 kPa a 3000 kPa (0 bar e 30 bar), preferivelmente entre 20 kPa a 1000 kPa (0,2 bar e 10 bar) e ainda mais preferivelmente entre 50 a 500 kPa (0,5 e 5 bar).
[00047] De acordo com mais uma modalidade da presente invenção, a instalação compreende pelo menos três saídas, preferivelmente pelo menos quatro saídas e mais preferivelmente pelo menos cinco saídas e/ou a instalação compreende pelo menos quatro entradas, preferivelmente pelo menos cinco entradas e mais preferivelmente pelo menos seis entradas.
[00048] De acordo com uma modalidade da presente invenção, a pelo menos uma unidade de mistura compreende pelo menos duas saídas e/ou pelo menos três entradas, preferivelmente pelo menos quatro entradas.
[00049] De acordo com outra modalidade da presente invenção, pelo menos uma entrada provida com a instalação é uma entrada de gás, preferivelmente uma entrada de CO2.
[00050] De acordo com uma modalidade da presente invenção, a pelo menos uma unidade de mistura compreende pelo menos duas entradas que são entradas de líquido, preferivelmente pelo menos três entradas de líquido, e mais preferivelmente pelo menos quatro entradas de líquido.
[00051] De acordo com outra modalidade da presente invenção, a instalação compreende pelo menos uma unidade de controle regulando o nível de enchimento da pelo menos uma unidade de mistura, velocidade de bomba, pH, condutividade, concentração de íon cálcio (por exemplo, através de um eletrodo sensível a íon) e/ou temperatura.
[00052] De acordo com mais uma modalidade da presente invenção, a instalação compreende pelo menos uma bomba localizada entre a pelo menos uma unidade de mistura e a pelo menos uma unidade de filtração de membrana.
[00053] De acordo com uma modalidade da presente invenção, pelo menos uma saída da pelo menos uma unidade de mistura está conectada com pelo menos uma entrada da pelo menos uma unidade de divisão e pelo menos uma saída da pelo menos uma unidade de divisão está conectada com pelo menos uma entrada da pelo menos uma unidade de mistura.
[00054] De acordo com outra modalidade da presente invenção, a instalação compreende adicionalmente pelo menos uma bomba localizada entre a pelo menos uma unidade de mistura e a pelo menos uma unidade de divisão.
[00055] De acordo com mais uma modalidade da presente invenção, a capacidade de bombeamento da pelo menos uma bomba (em m3/h da soma) alimentando a pelo menos uma unidade de filtração de membrana é de 0,01 a 100 times o volume da pelo menos uma unidade de mistura e/ou a razão da capacidade de bombeamento da pelo menos uma bomba (em m3/h da soma) alimentando a pelo menos uma unidade de divisão para a capacidade de bombeamento da pelo menos uma bomba (em m3/h da soma) alimentando a pelo menos uma unidade de filtração de membrana está entre 1:1 e 1:1000 e preferivelmente entre 1:5 e 1:250.
[00056] De acordo com uma modalidade da presente invenção, a pelo menos uma unidade de divisão é integrada na pelo menos uma unidade de mistura.
[00057] De acordo com outra modalidade da presente invenção, pelo menos uma entrada que é uma entrada de gás está localizada entre a pelo menos uma unidade de mistura e a pelo menos uma unidade de divisão, mais preferivelmente entre uma bomba de alimentação da pelo menos uma unidade de divisão e a pelo menos uma unidade de divisão, e ainda mais preferivelmente na entrada da unidade de divisão.
[00058] De acordo com mais uma modalidade da presente invenção, a pelo menos uma entrada que é uma entrada de gás é um injetor de Venturi que está localizado entre a pelo menos uma unidade de mistura e a pelo menos uma unidade de divisão. Preferivelmente, o injetor de Venturi está localizada entre a saída da pelo menos uma unidade de mistura e a entrada da pelo menos uma unidade de divisão.
[00059] De acordo com uma modalidade da presente invenção, pelo menos uma entrada que é uma entrada de gás está localizada no topo do veio oco do dispositivo de agitação da pelo menos uma unidade de mistura.
[00060] A presente invenção será descrita agora em maior detalhe:
[00061] Assim, a presente invenção provê uma instalação para a purificação de minerais, pigmentos e/ou enchedores e/ou mineralização de água e/ou o preparo de carbonato de cálcio precipitado, a instalação compreendendo em comunicação fluida a) pelo menos uma unidade de mistura provida com pelo menos duas entradas e pelo menos uma saída, b) pelo menos uma unidade de divisão compreendendo meios de divisão, e c) pelo menos uma unidade de filtração de membrana provida com pelo menos uma entrada e pelo menos uma saída, em que pelo menos uma saída da pelo menos uma unidade de mistura está conectada com pelo menos uma entrada da pelo menos uma unidade de filtração de membrana e pelo menos uma saída da pelo menos uma unidade de filtração de membrana está conectada com pelo menos uma entrada da pelo menos uma unidade de mistura.
[00062] A instalação da presente invenção pode ser aplicada a qualquer processo de purificação realizado em um sistema de reator que utiliza minerais, pigmentos e/ou enchedores independentemente do grau de intercrescimento de partículas e/ou para a mineralização de água e/ou para o preparo de carbonato de metal alcalino terroso precipitado.
[00063] Por exemplo, carbonato de metal alcalino terroso precipitado quase puro pode ser preparado na instalação da invenção fora de um material impuro.
[00064] O carbonato de metal alcalino terroso precipitado que pode ser preparado preferivelmente é selecionado dentre, carbonato de cálcio cristalino na forma calcítica, aragonítica ou vaterítica, magnesita e hidromagnesita, ou é uma mistura dos ditos anteriormente.
[00065] A purificação e o preparo de carbonato de metal alcalino terroso precipitado preferivelmente podem ser realizados pelo fato de que água, pelo menos uma substância compreendendo por exemplo, pelo menos um carbonato de metal alcalino terroso e opcionalmente pelo menos um hidróxido de metal alcalino terroso, em que a pelo menos uma substância preferivelmente é provida na forma seca ou na forma suspensa aquosa, e CO2 são combinados.
[00066] A pelo menos uma substância compreendendo pelo menos um carbonato de metal alcalino terroso e opcionalmente pelo menos um hidróxido de metal alcalino terroso preferivelmente é selecionado a partir de carbonato de magnésio e/ou cálcio natural contendo substâncias inorgânicas ou sais, ou carbonato de magnésio e/ou cálcio sintético contendo substâncias inorgânicas ou sais.
[00067] Por exemplo, a pelo menos uma substância compreendendo pelo menos um carbonato de metal alcalino terroso e opcionalmente pelo menos um hidróxido de metal alcalino terroso preferivelmente é selecionado a partir do grupo compreendendo mármore, calcário, cal, cal meio queimada, cal queimada, calcário dolomítico, dolomita calcária, dolomita meio queimada, dolomita queimada, e carbonato de metal alcalino terroso precipitados tal como carbonato de metal alcalino terroso precipitado, por exemplo, de estrutura cristal mineral calcítica, aragonítica e/ou vaterítica, por exemplo, de desendurecimento de água através da adição de Ca(OH)2.
[00068] Substâncias inorgânicas que ocorrem naturalmente úteis são, por exemplo, mármore, calcário, cal, mármore dolomítico e/ou dolomita. Substâncias sintéticas são, por exemplo, carbonato de cálcio precipitados na forma cristalina calcítica, aragonítica e/ou vaterítica. No entanto, substâncias inorgânicas que ocorrem naturalmente tais como, por exemplo, mármore, calcário, cal, mármore dolomítico e/ou dolomita são preferidas.
[00069] O opcional pelo menos um hidróxido de metal alcalino terroso preferivelmente é hidróxido de cálcio e/ou hidróxido de magnésio. Devido ao fato de solubilidade muito baixa de Mg(OH)2 em água se comparada com Ca(OH)2 a velocidade de reação de Mg(OH)2 com CO2 é muito limitada e na presença de Ca(OH)2 em suspensão a reação de CO2 com Ca(OH)2 é muito preferida. Surpreendentemente, através do uso da instalação da invenção é possível produzir suspensão de carbonato de hidrogênio de metal alcalino terroso rico em Mg(HCO3)2 também na presença de Ca(OH)2 na suspensão.
[00070] A pelo menos uma substância compreendendo pelo menos um carbonato de metal alcalino terroso e o opcional pelo menos um hidróxido de metal alcalino terroso preferivelmente possui um tamanho de partícula médio mássico (d50) na faixa de 0,1 μo c 3 oo. g rtgfgtkxgnogpVg pc hckzc fg 2.4 μo c 322 μo, ocku rtgfgtkxgnogpVg pc hckzc fg 2.7 c 47 μo, rqt gzgornq, 2.9 c 5 μo0
[00071] Adicionalmente ou de maneira alternativa, a pelo menos uma substância compreendendo pelo menos um carbonato de metal alcalino terroso e o opcional pelo menos um hidróxido de metal alcalino terroso possui preferivelmente uma área de superfície específica (SSA) na faixa de 0,01 a 200 m2/g, e mais preferivelmente na faixa de 1 a 100 m2/g, por exemplo, 1 a 15 m2/g. Para determinar a área de superfície específica, um dispositivo Mastersizer 2000 da companhia Malvern Instruments GmbH, Alemanha, foi usado.
[00072] O termo "área de superfície específica (SSA)" no significado da presente invenção descreve a propriedade de material de pigmentos/minerais/sólidos que mede a área de superfície por grama de pigmentos. A unidade é m2/g.
[00073] O termo "área de superfície de partícula total (SSAtotal)" no significado da presente invenção descreve a área de superfície total por tonelada de suspensão S.
[00074] Apesar de o presente pedido, o "tamanho de partícula" de um produto mineral, de pigmento e/ou enchedor é descrito pela sua distribuição de tamanho de partículas. O valor dx representa o diâmetro em relação ao qual x% em peso das partículas possui diâmetros de menos do que dx. Isto quer dizer que o valor de d20 é o tamanho de partícula em que 20% em peso de todas as partículas são menores, e o valor d75 é o tamanho de partícula em que 75% em peso de todas as partículas são menores. O valor de d50 assim é o tamanho de partícula médio mássico, isto é, 50% em peso de todos os grãos são menores ou maiores do que este tamanho de partícula. Para o propósito da presente invenção, o tamanho de partícula é especificado como tamanho de partícula médio mássico d50 a menos que seja indicado de outra maneira. Estes valores foram medidos usando um dispositivo Mastersizer 2000 da companhia Malvern Instruments GmbH, Alemanha.
[00075] Adicionalmente, a pelo menos uma substância compreendendo pelo menos um carbonato de metal alcalino terroso e o opcional pelo menos um hidróxido de metal alcalino terroso pode ter um conteúdo insolúvel em ácido hidroclorídrico (HCl) a partir de 0,02 a 90% em peso, preferivelmente a partir de 0,05 a 15% em peso, com base no peso total da substância seca. O conteúdo insolúvel em HCl pode ser, por exemplo, minerais tal como quartzo, silicato, mica e/ou pirita.
[00076] A água preferivelmente é selecionada a partir de água destilada, água de torneira, água dessalinizada, salmoura, água salobra, água residual tratada ou água natural tal como água de solo, água de superfície, água do mar ou água de chuva. A água pode conter NaCl em uma quantidade entre 0 e 200 mg por litro.
[00077] Água do mar ou água salobra primeiramente pode ser bombeada do mar entradas em oceano aberto ou entradas de subsuperfície tais como poços, e então passa por pré-tratamentos físicos tais como processo de triagem, sedimentação ou remoção de areia. Etapas de tratamento adicionais tais como coagulação e floculação podem ser desnecessárias de maneira a reduzir incrustações potenciais em membranas usadas na instalação da invenção. A água do mar ou a água salobra pré-tratada pode ser adicionalmente destilada, por exemplo, através do uso de flash de múltiplos estágios, destilação de múltiplos efeitos, ou filtração por membrana tal como ultrafiltração ou osmose reversa, para remover particulados remanescentes e substâncias dissolvidas.
[00078] O CO2 preferivelmente é selecionado a partir de dióxido de carbono gasoso, dióxido de carbono líquido, dióxido de carbono sólido ou uma mistura gasosa de dióxido de carbono e pelo menos um outro gás, e preferivelmente é dióxido de carbono gasoso. Quando o CO2 é uma mistura gasosa de dióxido de carbono e pelo menos um outro gás, então a mistura gasosa é um dióxido de carbono contendo gás de combustão exaurido a partir de processos industriais como processos de combustão ou calcinação processada ou semelhantes. O CO2 também pode ser produzido através da reação de um carbonato de metal alcalino e/ou metal alcalino terroso com ácido. O ácido usado na presente invenção preferivelmente é um ácido inorgânico tal como ácido sulfúrico, ácido hidroclorídrico, ácido fosfórico, e preferivelmente é ácido sulfúrico ou ácido fosfórico. Preferivelmente o carbonato de metal alcalino e/ou metal alcalino terroso para produzir o CO2 é um carbonato de cálcio compreendendo carbonato de metal alcalino terroso, mais preferivelmente o carbonato de metal alcalino e/ou metal alcalino terroso é da mesma qualidade que o pelo menos um carbonato de metal alcalino terroso. Se o CO2 é produzido através da reação de um carbonato de metal alcalino e/ou metal alcalino terroso com ácido, então o ácido preferivelmente é dosado diretamente na unidade de mistura (no caso onde a unidade de divisão está integrada na unidade de mistura) ou no sistema após a saída da unidade de mistura e antes a entrada da unidade de divisão (por exemplo, para um sistema mostrado na Fig. 2) Adicionalmente, pode ser produzido pela combustão de orgânicos, tais como etil álcool, madeira e semelhantes, ou através de fermentação. Quando uma mistura gasosa de dióxido de carbono e pelo menos um outro gás é usado, então o dióxido de carbono está presente na faixa de 8 até cerca de 99% em volume, e preferivelmente na faixa de 10 a 98% em volume, por exemplo, 95% em volume. O gás CO2 também pode conter menos de 99% em volume, por exemplo, menos de 99,9% em volume.
[00079] Adicionalmente ou de maneira alternativa, oCO2 preferivelmente possui um decaimento de 14C de pelo menos 500, mais preferivelmente pelo menos 800 e ainda mais preferivelmente pelo menos 850 a 890 decaimentos por h e por g de C no CO2.
[00080] Em uma modalidade preferida da presente invenção, a quantidade de CO2 usada, em mol, para produzir 1 mol de pelo menos um carbonato de hidrogênio de metal alcalino terroso na suspensão aquosa fora de carbonato de cálcio contendo material está na faixa de apenas 0,5 a 4 mol, preferivelmente na faixa de apenas 0,5 a 2,5 mol, mais preferivelmente na faixa de apenas 0,5 a 1,0 mol, e ainda mais preferivelmente na faixa de apenas 0,5 a 0,65 mol.
[00081] Em particular, a água, a pelo menos uma substância compreendendo pelo menos um carbonato de metal alcalino terroso e o opcional pelo menos um hidróxido de metal alcalino terroso e o CO2 pode estar combinado de maneira a obter uma suspensão S tendo um pH de entre 6 e 9, em que a suspensão resultante S contém partículas. De maneira alternativa, a água e a pelo menos uma substância compreendendo pelo menos um carbonato de metal alcalino terroso e o opcional pelo menos um hidróxido de metal alcalino terroso são combinados de maneira a obter uma suspensão aquosa alcalina de pelo menos uma substância compreendendo pelo menos um carbonato de metal alcalino terroso e o opcional pelo menos um hidróxido de metal alcalino terroso, e subsequentemente a suspensão aquosa alcalina é combinada com o CO2 de maneira a obter uma suspensão S tendo um pH de entre 6 e 9, em que a suspensão S contém partículas.
[00082] Em uma modalidade preferida da presente invenção, a suspensão aquosa da pelo menos uma substância compreendendo pelo menos um carbonato de metal alcalino terroso e o opcional pelo menos um hidróxido de metal alcalino terroso em uma quantidade menor com relação ao carbonato de metal alcalino terroso, é preparado na hora através da mistura da água e da substância compreendendo pelo menos um carbonato de metal alcalino terroso e o opcional pelo menos um hidróxido de metal alcalino terroso em uma quantidade menor com relação ao carbonato de metal alcalino terroso.
[00083] O termo "suspensão" aquosa no significado da presente invenção compreende sólidos essencialmente insolúveis e água e opcionalmente aditivos adicionais e usualmente contém grandes quantidades de sólidos e, assim, é mais viscosa e em geral de maior densidade do que o líquido do qual ele é formado. No entanto, o termo "essencialmente insolúvel" não exclui aquela pelo menos uma parte dos sólidos material se dissolve em água sob certas condições, por exemplo, para o tratamento de água.
[00084] O preparo no local da suspensão aquosa pode ser preferido já que a pré-mistura das suspensões aquosas pode necessitar da adição de agentes adicionais tais como estabilizantes ou desinfectantes. Se a desinfecção é necessária, preferivelmente uma entrada para a dosagem de peróxido de hidrogênio é necessária. Se a suspensão contém NaCl residual, a desinfecção pode ser alcançada preferivelmente através da instalação de um equipamento de eletrólise de voltagem direta (DC) que forma traços de Cl2 como desinfectante. Em adição, o equipamento de eletrólise de voltagem direta (DC) pode ser conectado com e controlado por um detector de Cl2.
[00085] A combinação e a mistura da água e da substância compreendendo pelo menos um carbonato de metal alcalino terroso e o opcional pelo menos um hidróxido de metal alcalino terroso tal que uma suspensão aquosa da pelo menos uma substância compreendendo pelo menos um carbonato de metal alcalino terroso e o opcional pelo menos um hidróxido de metal alcalino terroso preferivelmente é realizado na pelo menos uma unidade de mistura provida com pelo menos duas entradas e pelo menos uma saída como necessário para a instalação da invenção.
[00086] Neste sentido, é percebido que a pelo menos uma unidade de mistura pode ser qualquer tipo de tanque e/ou vaso bem conhecido do perito na técnica para combinar e/ou misturar e/ou agitar suspensões compreendendo minerais, pigmentos e/ou enchedores.
[00087] Por exemplo, a pelo menos uma unidade de mistura pode ser um tanque e/ou vaso que vaia a partir de 10 l a 100.000 kl, preferivelmente a partir de 50 l a 50.000 kl e mais preferivelmente a partir de 1.000 l a 25.000 kl.
[00088] Adicionalmente ou de maneira alternativa, a instalação da presente invenção compreende uma unidade de mistura.
[00089] Em uma modalidade preferida da presente invenção, a pelo menos uma unidade de mistura compreende um dispositivo de agitação. Por exemplo, o dispositivo de agitação é selecionado de dispositivos de agitação mecânica tal como uma lâmina de agitação tipicamente usada para agitar e misturar suspensões compreendendo minerais, pigmentos e/ou enchedores em um tanque e/ou vaso. De maneira alternativa, o dispositivo de agitação é selecionado de dispositivos de mistura de pó - líquido tipicamente usados para agitar e misturar suspensões mais concentradas compreendendo minerais, pigmentos e/ou enchedores em um tanque e/ou vaso.
[00090] Em uma modalidade preferida da presente invenção, o dispositivo de agitação é uma máquina de mistura, em que a máquina de mistura permite a mistura simultânea da suspensão aquosa e a dosagem do gás, por exemplo, CO2.
[00091] Em outra modalidade preferida da presente invenção, a pelo menos uma unidade de mistura pode ser equipada com uma entrada de gás que pode ser localizada tal que a introdução de gás, por exemplo, CO2, na pelo menos uma unidade de mistura resulta em uma agitação suficiente da suspensão aquosa. Em uma modalidade preferida da presente invenção, pelo menos uma entrada que é uma entrada de gás está localizada no topo do veio oco do dispositivo de agitação da pelo menos uma unidade de mistura. Quando a entrada de gás está localizada no topo do veio oco do dispositivo de agitação, o gás, por exemplo, CO2, é introduzido na unidade de mistura pelo vácuo que é causado através da rotação das lâminas de agitação. No entanto, o gás, por exemplo, CO2, também pode ser introduzido na unidade de mistura através do topo do veio oco do dispositivo de agitação através da aplicação de pelo menos alguma pressão. É notado que a modalidade preferida para a introdução de o gás é uma onde o gás é introduzido na unidade de mistura pelo vácuo que é causado através da rotação das lâminas de agitação. Adicionalmente, a pelo menos uma unidade de mistura pode compreender meios de agitação tais como microesferas de agitação.
[00092] Dependendo da concentração da suspensão aquosa resultante S, o tempo de mistura pode ser a partir de 5 a 600 min, a partir de 10 a 200 min, a partir de 20 a 100 min, ou a partir de 30 a 50 min.
[00093] A suspensão aquosa resultante S possui preferivelmente um pH na faixa de 6,5 a 9, preferivelmente na faixa de 6,7 a 7,9, e ainda mais preferivelmente na faixa de 6,9 a 7,7, a 20°C.
[00094] De acordo com uma modalidade da presente invenção, a fase cswquc fc “uwurgpu«q U” cswquc tguwnvcnvg rquuwk c eqpegpVtc>«q fg iqp cálcio a partir de 1 a 700 mg/l, preferivelmente a partir de 50 a 650 mg/l, e ainda mais preferivelmente a partir de 70 a 630 mg/l. De acordo com outra oqfcnkfcfg fc rtgugnVg knxgn>«q, c hcug cswquc fc “uwurgnu«q U” cswquc compreendendo pelo menos um carbonato de hidrogênio de metal alcalino terroso possui uma concentração de íon magnésio a partir de 1 a 200 mg/l, preferivelmente a partir de 2 a 150 mg/l, e ainda mais preferivelmente a partir de 3 a 125 mg/l.
[00095] De acordo com uma modalidade da presente invenção, a solução aquosa resultante após a pelo menos uma unidade de filtração de membrana possui uma concentração de cálcio de a partir de 1 a 700 mg/l, preferivelmente a partir de 50 a 650 mg/l, e ainda mais preferivelmente a partir de 70 a 630 mg/l. De acordo com outra modalidade da presente invenção, a solução aquosa após a pelo menos uma unidade de filtração de membrana compreendendo pelo menos um carbonato de hidrogênio de metal alcalino terroso possui uma concentração de magnésio a partir de 1 a 200 mg/l, preferivelmente a partir de 2 a 150 mg/l, e ainda mais preferivelmente a partir de 3 a 125 mg/l.
[00096] Adicionalmente ou de maneira alternativa, a solução aquosa resultante após a pelo menos uma unidade de filtração de membrana possui uma valor de turbidez de menos do que 1,0 NTU, preferivelmente de menos do que 0,5 NTU, e ainda mais preferivelmente de menos do que 0,3 NTU.
[00097] "Turbidez" no significado da presente invenção descreve a turvação ou a nebulosidade de um fluido causada pelas partículas individuais (sólidos suspensos) que são em geral invisíveis ao olho nu. A medição de turbidez é um teste chave da qualidade da água e pode ser realizada com um nefelômetro. As unidades de turbidez a partir de um nefelômetro calibrado como usado na presente invenção são especificados como Unidades de Turbidez Nefelométricas (NTU).
[00098] Em uma modalidade preferida da presente invenção, a pelo menos uma unidade de mistura compreende um dispositivo de aquecimento capaz de aquecer o conteúdo da pelo menos uma unidade de mistura até uma temperatura desejada. O conteúdo da pelo menos uma unidade de mistura tipicamente é ajustado com o dispositivo de aquecimento para uma temperatura a partir de 5°C a 90°C e preferivelmente a partir de 20°C a 50°C. Por exemplo, o conteúdo da pelo menos uma unidade de mistura é ajustado com o dispositivo de aquecimento para uma temperatura a partir de 20°C a 40°C e preferivelmente a partir de 20°C a 30°C.
[00099] É percebido que o dispositivo de aquecimento pode ser qualquer tipo de meios de aquecimento conhecido do perito na técnica para controlar e ajustar a temperatura em um vaso e/ou tanque.
[000100] A suspensão aquosa S formada na pelo menos uma unidade de mistura possui conteúdo de sólidos na faixa de a partir de 0,1 a 50% em peso, preferivelmente na faixa de 3 a 35% em peso, mais preferivelmente na faixa de 5 a 25% em peso, com base no peso total da suspensão resultante S. As partículas obtidas na suspensão resultante S representam a área de superfície de partícula total (SSAtotal) que é pelo menos 5.000 m2/tonelada da “uwurgpu«q U” tguwnvcpvgo C uwurgpu«q U rqfg ugt rtgrctcfc pc wpkfcfg fg mistura através da mistura de água, pó mineral e/ou uma suspensão (também chamada de pasta fluida) de carbonato de cálcio.
[000101] Pelo menos uma parte da suspensão resultante S obtida na pelo menos uma unidade de mistura é filtrada passando pelo menos uma parte da suspensão resultante S através de pelo menos uma unidade de filtração de membrana de maneira a obter uma solução aquosa compreendendo pelo menos um carbonato de hidrogênio de metal alcalino terroso e, adicionalmente, pelo menos uma parte das partículas da suspensão resultante S é sujeitado a uma etapa de divisão de partícula. Precisa ser notado que pelo menos uma parte da filtração da suspensão resultante S ocorre paralela à etapa de divisão de partícula.
[000102] A suspensão resultante S pode ser retirada intermitentemente ou continuamente a partir da pelo menos uma unidade de mistura através de pelo menos uma saída localizada na pelo menos uma unidade de mistura. A retirada intermitente pode ser arranjada, por exemplo, através do uso de válvulas que se abrem de maneira periódica, válvula rotativas, pernas de sedimentação e semelhantes. A retirada contínua tipicamente é arranjada através do uso de uma válvula de controle que se abre continuamente. A posição de uma ou mais válvulas usadas para a retirada intermitente ou contínua é ajustada tal que está abaixo da altura de enchimento típica da suspensão resultante na pelo menos uma unidade de mistura. Preferivelmente, as uma ou mais válvulas usadas para a retirada intermitente ou contínua está posicionada no fundo da pelo menos uma unidade de mistura.
[000103] Um requisito específico da presente invenção assim é que a instalação compreende pelo menos uma unidade de divisão compreendendo meios de divisão.
[000104] É percebido que a pelo menos uma unidade de divisão se refere a um dispositivo capaz de dividir partículas sólidas e bolhas de gás tal que um tamanho reduzido de partículas e/ou bolhas de gás na suspensão obtida é observado.
[000105] A pelo menos uma unidade de divisão pode ser qualquer tipo de dispositivo bem conhecido do perito na técnica e tipicamente usado para dividir e/ou reduzir o tamanho de partícula das partículas sólidas em suspensões compreendendo minerais, pigmentos e/ou enchedores.
[000106] Em uma modalidade preferida da presente invenção, a pelo menos uma unidade de divisão é qualquer tipo de dispositivo de moagem e/ou dispositivo de esmagamento. Em uma modalidade preferida da presente invenção, a pelo menos uma unidade de divisão é um dispositivo de moagem. Por exemplo, a pelo menos uma unidade de divisão pode ser qualquer dispositivo de moagem convencional no qual o refinamento predominantemente resulta dos impactos com um corpo secundário, por exemplo, um moinho de esfera, um moinho de haste, um moinho de vibração, um moinho de impacto centrífugo, um moinho de microesferas de interstício anular, um moinho de microesferas vertical, um moinho de atrito, ou outro tal equipamento conhecido do perito.
[000107] Em uma modalidade preferida da presente invenção, a pelo menos uma unidade de divisão é selecionado a partir de um dispositivo de moagem vertical e/ou dispositivo de esmagamento vertical.
[000108] De maneira alternativa, a pelo menos uma unidade de divisão é um dispositivo de moagem horizontal e/ou dispositivo de esmagamento horizontal.
[000109] De acordo com mais uma modalidade da presente invenção, a pelo menos uma unidade de divisão é pelo menos um dispositivo de divisão capaz de reduzir tanto o tamanho das partículas sólidas quanto aquele das bolhas de gás. Esta modalidade possui a vantagem de que duas etapas de processo, isto é, a redução do tamanho das partículas sólidas e o tamanho das bolhas de gás, pode ser realizada em apenas um componente da instalação, neste caso a unidade de divisão. Como uma consequência, não existe necessidade por dois componentes diferentes para alcançar a redução do tamanho das partículas sólidas e o tamanho das bolhas de gás, que resulta em economias de espaço e de custo bem como um tamanho de partícula ótimo de ambos os reagentes ao mesmo tempo.
[000110] Uma unidade de divisão que pode ser incorporada particularmente na instalação da invenção é um moinho de microesferas de interstício anular cônica. É preferido um moinho de microesferas de interstício anular cônica em que a zona de moagem é criada no interstício entre um vaso de trabalho cônico - o estator - e um rotor cônico. O interstício preferivelmente está na faixa de 4 mm até 25 mm, mais preferivelmente na faixa de 5 mm até 20 mm e ainda mais preferivelmente na faixa de 6 mm até 15 mm, na faixa de 6,5 mm até 13 mm. O movimento do rotor cria movimento radial dos meios de moagem (microesferas de metal, vidro ou cerâmica). O momento amplifica o movimento para fora, de forma que a força de cisalhamento do produto aumenta estacionariamente durante a operação de moagem. Meios de divisão tais como microesferas de moinho (ou moagem) são automaticamente reintroduzidas no fluxo de produto enquanto ele entra na câmara de moinho, de forma que a circulação contínua dos meios na câmara de moinho é alcançada. A geometria da câmara de moinho garante o tamanho de partícula e a distribuição uniformes. O produto é alimentado por uma bomba externa com taxa de fluxo variável. A velocidade periférica do rotor, a largura da interstício de moinho, o material e o diâmetro dos meios de moagem, volume de enchimento dos meios e velocidade de fluxo podem ser usados para influenciar o resultado da redução de tamanho de partícula. Cada um destes parâmetros pode ser variado para criar as condições ótimas para cada produto.
[000111] Moinhos de microesferas de interstício anular são conhecidos do perito. Um moinho de microesferas de interstício anular que pode ser adequado para a instalação da invenção inclui os moinhos de microesferas de interstício anular disponíveis de Romaco FrymaKoruma, Alemanha como FrymaKoruma CoBall MS 12, FrymaKoruma CoBall MS 18, FrymaKoruma CoBall MS32 ou FrymaKoruma CoBall MS50.
[000112] É percebido que a pelo menos uma unidade de divisão compreende meios de divisão. Os meios de divisão pode ser selecionado a partir de qualquer tipo de meio de moagem conhecido do perito e tipicamente usado para moagem úmida. Em particular, qualquer tipo de meio de moagem é adequado que é resistente ao desgaste sob condições típicas usadas para moagem úmida, especialmente sob condições neutras para alcalinas (de maneira mais precisa em um pH de 6 ou maior, preferivelmente em um pH entre 6 e 13 e mais preferivelmente em um pH entre 6 e 11) e/ou em temperaturas acima de 10°C (de maneira mais precisa em uma temperatura entre 10 e 90°C, preferivelmente em uma temperatura entre 15 e 70°C e mais preferivelmente em uma temperatura entre 20 e 50°C).
[000113] Em uma modalidade preferida da presente invenção, os meios de divisão são microesferas móveis, preferivelmente microesferas móveis de forma mais irregular. Neste sentido, é percebido que os meios de divisão sendo parte da pelo menos uma unidade de divisão possuem um valor de diâmetro de partícula médio mássico d50 de a partir de 0,01 mm até 100 mm, preferivelmente a partir de 0,1 mm até 75 mm e ainda mais preferivelmente a partir de 0,5 mm até 5 mm.
[000114] Os meios de divisão, preferivelmente na forma de microesferas móveis, que são parte da pelo menos uma unidade de divisão são feitos de um mineral, pigmento e/ou material enchedor. Em uma modalidade preferida da presente invenção, os minerais, pigmentos e/ou enchedores a ser purificados e/ou preparados são preferivelmente feitos do mesmo material.
[000115] Por exemplo, se os minerais, pigmentos e/ou enchedores a ser purificados são mármore, os meios de divisão também são feitos de mármore. se os minerais, pigmentos e/ou enchedores a ser purificados são calcário, os meios de divisão também são feitos de calcário. se os minerais, pigmentos e/ou enchedores a ser purificados são cal, os meios de divisão também são feitos de cal. se os minerais, pigmentos e/ou enchedores a ser purificados são dolomita, os meios de divisão também são feitos de dolomita. Assim é percebido que os meios de divisão preferivelmente são feitos de mármore, calcário, cal, dolomita e misturas dos mesmos.
[000116] De maneira alternativa, os meios de divisão, preferivelmente na forma de microesferas móveis, que são parte da pelo menos uma unidade de divisão e os minerais, pigmentos e/ou enchedores a ser purificados e/ou a ser preparados preferivelmente são feitos de diferentes materiais. Neste caso, o material das microesferas pode ser selecionado independentemente do material dos minerais, pigmentos e/ou enchedores a ser purificados e/ou preparados.
[000117] De maneira apropriada, é percebido que os meios de divisão, preferivelmente na forma de microesferas móveis, que são parte da pelo menos uma unidade de divisão são feitos de um material selecionado a partir do grupo compreendendo areia de quartzo, vidro, porcelana, óxido de zircônio, silicato de zircônio e misturas dos mesmos, opcionalmente compreendendo quantidades menores de minerais adicionais.
[000118] Em uma modalidade preferida da presente invenção, os meios de divisão são uniões fundidas de óxido de zircônio e óxido de cério e/ou óxido de ítrio, ainda mais preferivelmente os meios de divisão consistem de uma mistura de 80 a 84% em peso óxido de zircônio e 20 a 16% em peso óxido de cério.
[000119] Neste sentido, pelo menos uma parte da suspensão S preparada na pelo menos uma unidade de mistura é sujeita a dita pelo menos uma unidade de divisão para a redução do tamanho das partículas contidas na suspensão S e as bolhas de gás. Em uma modalidade preferida a pelo menos uma unidade de divisão é um dispositivo de moagem e/ou esmagamento, e é ainda mais preferivelmente um dispositivo de moagem. A redução do tamanho das partículas contidas na suspensão S e as bolhas de gás na pelo menos uma unidade de divisão provêem o benefício de que a velocidade de reação (química) na instalação da invenção é aumentada produzindo continuamente uma superfície recém preparada e assim ativa da substância compreendendo pelo menos um carbonato de metal alcalino terroso e o opcional pelo menos um hidróxido de metal alcalino terroso. Em adição, esta redução de tamanho das partículas contidas na suspensão S e nas bolhas de gás na pelo menos uma unidade de divisão permite uma operação contínua do processo.
[000120] Em uma modalidade preferida da invenção, a suspensão aquosa obtida após a pelo menos uma unidade de divisão possui uma dureza a partir de 5 a 130 °dH, preferivelmente a partir de 10 a 60 °dH, e ainda mais preferivelmente a partir de 15 a 50 °dH.
[000121] Para o propósito da presente invenção, a dureza se refere à dureza Alemã e é expressa em "grau de dureza Alemã, °dH". Neste sentido, a dureza se refere à quantidade total de íons de metal alcalino terroso na solução aquosa compreendendo o carbonato de hidrogênio de metal alcalino terroso, e é medida através de titulação complexométrica em pH 10 usando ácido etileno diamina tetra-acéxxxxxxxxxtico (EDTA) e Eriocromo T como indicador de ponto equivalente.
[000122] A suspensão aquosa obtida após a pelo menos uma unidade de divisão possui preferivelmente um pH na faixa de 6,5 a 9, preferivelmente na faixa de 6,7 a 7,9, e ainda mais preferivelmente na faixa de 6,9 a 7,7, a 20°C.
[000123] Adicionalmente ou de maneira alternativa, a fase aquosa da suspensão aquosa obtida após a pelo menos uma unidade de divisão possui a concentração de íon cálcio de 1 a 700 mg/l, preferivelmente a partir de 50 a 650 mg/l, e ainda mais preferivelmente a partir de 70 a 630 mg/l. De acordo com outra modalidade, a fase aquosa da suspensão aquosa obtida após a pelo menos uma unidade de divisão possui uma concentração de íon magnésio a partir de 1 a 200 mg/l, preferivelmente a partir de 2 a 150 mg/l, e ainda mais preferivelmente a partir de 3 a 125 mg/l.
[000124] De acordo com mais uma modalidade da presente invenção, a fase aquosa da suspensão aquosa obtida após a pelo menos uma unidade de divisão possui uma valor de turbidez de menos do que 1,0 NTU, preferivelmente de menos do que 0,5 NTU, e ainda mais preferivelmente de menos do que 0,3 NTU.
[000125] A instalação da invenção compreende a pelo menos uma unidade de divisão tal que é montada em um arranjo paralelo com relação a pelo menos uma unidade de filtração de membrana ou introduzida na pelo menos uma unidade de mistura. A pelo menos uma unidade de divisão pode ser arranjada de tal modo que apenas uma parte da suspensão resultante S que está contida na pelo menos uma unidade de mistura passa através da pelo menos uma unidade de divisão antes de circular de volta para a pelo menos uma unidade de mistura ("arranjo paralelo"). Se a pelo menos uma unidade de divisão é introduzida na pelo menos uma unidade de mistura, uma parte ou toda a suspensão resultante S passa a pelo menos uma unidade de divisão.
[000126] Antes e/ou em paralelo com e/ou após a suspensão resultante S da pelo menos uma unidade de mistura passar a pelo menos uma unidade de divisão, a suspensão S passa pelo menos uma unidade de filtração de membrana.
[000127] Um requisito específico da presente invenção assim é que a instalação compreende pelo menos uma unidade de filtração de membrana provida com pelo menos uma entrada e pelo menos uma saída.
[000128] É percebido que a pelo menos uma unidade de filtração de membrana está conectada com a pelo menos uma unidade de mistura. Preferivelmente, a pelo menos uma unidade de filtração de membrana está conectada com a pelo menos uma unidade de mistura tal que o filtrando ou retentado obtido na pelo menos uma unidade de filtração de membrana é circulado de volta para a pelo menos uma unidade de mistura da instalação da invenção.
[000129] O termo "filtrando ou retentado" no significado do presente pedido se refere à parte da suspensão S que é retida na pelo menos uma unidade de filtração de membrana já que ela não pode passar através dos poros da membrana que são parte da unidade de filtração de membrana e assim não passou através do sistema de filtro da pelo menos uma unidade de filtração de membrana.
[000130] A pelo menos uma unidade de filtração de membrana que são parte da instalação pode ser qualquer tipo de filtro de membrana conhecido do perito e tipicamente usado para filtrar suspensões aquosas compreendendo minerais, pigmentos e/ou enchedores. Por exemplo, uma membrana de microfiltração e/ou uma membrana de ultrafiltração podem ser usadas.
[000131] É percebido que existe uma diferença de pressão entre o interior da unidade de filtração por membrana e o ambiente vizinho de forma que partículas suspensas são separadas da suspensão e uma solução límpida é obtida. Preferivelmente, a pressão dentro da unidade de filtração por membrana é maior do que a pressão do ambiente vizinho.
[000132] Uma membrana de microfiltração é uma membrana tendo um tamanho dg rqtq gpVtg 2.3 g 32 μo g tipicamente fi wucfc rctc ugrctct partículas suspensas a partir da suspensão.
[000133] Membranas de microfiltração podem ser de materiais cerâmicos, de polímero ou outros materiais sintéticos. Preferivelmente, as ditas membranas possuem capacidade de pulso de retorno, isto é, um fluxo reverso do filtrado por pressão através da membrana para o lado concentrado da suspensão aquosa remove o acúmulo de microesferaminantes os quais tendem a reduzir a taxa de fluxo da membrana. Em contraste a isto, uma membrana de ultrafiltração é uma membrana tendo um tamanho de poro entre 0,023 g 2.3 μo g fi wucfc rctc ugrctct gownuõgu, rtqVgipcu g ocetqoqnfiewncu da suspensão. Os materiais de construção tipicamente são os mesmos que para as membranas de microfiltração. Membranas de ultrafiltração são tanto de pulso de retorno como foi descrito acima, quanto de retrolavagem através do fechamento de uma válvula de filtrado para um período de tempo.
[000134] Por exemplo, a pelo menos uma unidade de filtração de membrana é um dispositivo de filtração de membrana de fluxo cruzado. Em uma modalidade preferida da presente invenção, a pelo menos uma unidade de filtração de membrana é um dispositivo de microfiltração de membrana de fluxo cruzado.
[000135] Adicionalmente ou de maneira alternativa, a pelo menos uma unidade de filtração de membrana é um dispositivo de ultrafiltração de membrana de fluxo cruzado.
[000136] Dispositivos de filtração de membrana de fluxo cruzado são conhecidos do perito. Um dispositivo de filtração de membrana de fluxo cruzado que pode ser adequado para a instalação da invenção inclui o dispositivo de filtração de membrana de fluxo cruzado disponível de Microdyn-Nadir GMBH, Alemanha como Mycrodyn Modul CMB 150.
[000137] É percebido que a pelo menos uma unidade de filtração de membrana compreende pelo menos uma membrana de filtro lamelar e/ou de filtro de tubo e/ou de filtro capilar. Preferivelmente, a pelo menos uma unidade de filtração de membrana compreende pelo menos uma membrana de filtro de tubo. Se a pelo menos uma unidade de filtração de membrana compreende pelo menos uma membrana de filtro de tubo, a membrana de filtro de tubo preferivelmente possui um diâmetro interno do tubo de 0,01 mm até 25 mm, mais preferivelmente de 0,1 mm até 10 mm e ainda mais preferivelmente de 0,1 a 7,5 mm. Por exemplo, a membrana de filtro de tubo possui um diâmetro interno do tubo de 1 mm até 7,5 mm e preferivelmente de 2,5 mm até 7,5 mm.
[000138] Se a pelo menos uma unidade de filtração de membrana compreende pelo menos uma membrana de filtro capilar, a membrana de filtro capilar preferivelmente possui um diâmetro interno da capilaridade de 0,01 mm até 0,5 mm, e mais preferivelmente de 0,05 mm até 0,2 mm.
[000139] Membranas de filtro de tubo são preferidas já que elas provêem excelentes condições de fluxo para a separação de sólidos em pressões de operação relativamente pequenas e uma alta taxa de fluxo de recirculação, como fluxo turbulento é produzido na superfície da membrana.
[000140] Em uma modalidade preferida da presente invenção, a pelo menos uma unidade de filtração de membrana compreende pelo menos uma membrana tendo um tamanho de poro de entre 0,01 μo g 32 μo. rtghgtkxgnogpVg gnttg 2.27 g 7 μo g ckpfc ocku rtgfetkxgnogntg gnttg 2.3 g 4 μo0
[000141] É percebido adicionalmente que a velocidade de fluxo através da pelo menos uma membrana do dispositivo de filtração de membrana de fluxo cruzado está entre 0,1 m/s e 10 m/s, preferivelmente entre 0,5 m/s e 5 m/s e ainda mais preferivelmente entre 1 m/s e 4 m/s.
[000142] Adicionalmente ou de maneira alternativa, a pressão na entrada do dispositivo de filtração de membrana de fluxo cruzado está entre 0 kPa a 3000 kPa (0 bar e 30 bar), preferivelmente entre 20 kPa a 1000 kPa (0,2 bar e 10 bar) e ainda mais preferivelmente entre 50 a 500 kPa (0,5 e 5 bar).
[000143] Em uma modalidade preferida da presente invenção, a pelo menos uma membrana é feita de um material selecionado a partir do grupo compreendendo um material sinterizado, porcelana porosa, polímeros sintéticos, como polietileno, polipropileno ou Teflon®, e misturas dos mesmos.
[000144] Em uma modalidade preferida da invenção, a solução aquosa obtida após a pelo menos uma unidade de filtração de membrana possui uma dureza de a partir de 5 a 130 °dH, preferivelmente a partir de 10 a 60 °dH, e ainda mais preferivelmente a partir de 15 a 50 °dH.
[000145] A solução aquosa obtida após a pelo menos uma unidade de filtração de membrana possui preferivelmente um pH na faixa de 6,5 a 9, preferivelmente na faixa de 6,7 a 7,9, e ainda mais preferivelmente na faixa de 6,9 a 7,7, a 20°C.
[000146] Adicionalmente ou de maneira alternativa, a solução aquosa obtida após a pelo menos uma unidade de filtração de membrana possui uma concentração de cálcio a partir de 1 a 700 mg/l, preferivelmente a partir de 50 a 650 mg/l, e ainda mais preferivelmente a partir de 70 a 630 mg/l. De acordo com outra modalidade, a solução aquosa obtida após a pelo menos uma unidade de filtração de membrana possui uma concentração de magnésio a partir de 1 a 200 mg/l, preferivelmente a partir de 2 a 150 mg/l, e ainda mais preferivelmente a partir de 3 a 125 mg/l.
[000147] De acordo com mais uma modalidade da presente invenção, a solução aquosa obtida após a pelo menos uma unidade de filtração de membrana possui uma valor de turbidez de menos do que 1,0 NTU, preferivelmente de menos do que 0,5 NTU, e ainda mais preferivelmente de menos do que 0,3 NTU.
[000148] A instalação da invenção compreende a pelo menos uma unidade de filtração de membrana tal que está montada em um arranjo paralelo com relação a pelo menos uma unidade de divisão e/ou em arranjo serial se a pelo menos uma unidade de divisão é introduzida na pelo menos uma unidade de mistura. A pelo menos uma unidade de filtração de membrana pode ser arranjada tal que apenas uma parte da suspensão resultante S que está contida na pelo menos uma unidade de mistura é alimentada para a pelo menos uma unidade de filtração de membrana antes de o filtrando ou retentado obtido (isto é, a parte da suspensão S que está retida na pelo menos uma unidade de filtração de membrana já que não pode passar através dos poros da membrana que são parte da unidade de filtração de membrana) é circulada de volta para a pelo menos uma unidade de mistura. Se a pelo menos uma unidade de divisão é introduzida na pelo menos uma unidade de mistura, uma parte ou toda a suspensão resultante S é alimentada para a pelo menos uma unidade de filtração de membrana tal que o filtrando ou retentado obtido é circulado de volta para a pelo menos uma unidade de divisão que é introduzida na pelo menos uma unidade de mistura.
[000149] Um requisito específico da instalação da invenção é que as unidades necessárias que são parte da instalação sejam conectadas em comunicação fluida. Em outras palavras, as únicas unidades da instalação são conectadas diretamente ou indiretamente por um ou mais tubos ou tubulações providos dentro, através e/ou entre as unidades tal que o conduto de conexão de fluido (ou linha de tubulação) é estendido a partir de uma saída de uma unidade e conectada com uma entrada de outra unidade.
[000150] Assim é percebido que a instalação compreende pelo menos três saídas, preferivelmente pelo menos quatro saídas e mais preferivelmente pelo menos cinco saídas. Em uma modalidade preferida da presente invenção, a instalação compreende pelo menos três saídas ou pelo menos cinco saídas. Adicionalmente ou de maneira alternativa, a instalação compreende pelo menos quatro entradas, preferivelmente pelo menos cinco entradas e mais preferivelmente pelo menos seis entradas. Em uma modalidade preferida da presente invenção, a instalação compreende pelo menos cinco entradas ou pelo menos seis entradas.
[000151] Por exemplo, a instalação compreende pelo menos três saídas, preferivelmente pelo menos quatro saídas e mais preferivelmente pelo menos cinco saídas ou pelo menos quatro entradas, preferivelmente pelo menos cinco entradas e mais preferivelmente pelo menos seis entradas. De maneira alternativa, a instalação compreende pelo menos três saídas, preferivelmente pelo menos quatro saídas e mais preferivelmente pelo menos cinco saídas e pelo menos quatro entradas, preferivelmente pelo menos cinco entradas e mais preferivelmente pelo menos seis entradas. Em particular, a instalação compreende pelo menos três saídas e pelo menos cinco entradas, por exemplo, três saídas e cinco entradas. De maneira alternativa, a instalação compreende pelo menos cinco saídas e pelo menos seis entradas, por exemplo, cinco saídas e seis entradas.
[000152] Preferivelmente, todas as saídas providas com a instalação são saídas de líquido.
[000153] Um requisito específico da instalação da invenção é que a pelo menos uma unidade de mistura é provida com pelo menos duas entradas e pelo menos uma saída.
[000154] Em uma modalidade preferida da presente invenção, a pelo menos uma unidade de mistura é provida com pelo menos duas saídas. Adicionalmente ou de maneira alternativa, a pelo menos uma unidade de mistura é provida com pelo menos três entradas, preferivelmente pelo menos quatro entradas.
[000155] Preferivelmente, a pelo menos uma unidade de mistura é provida com pelo menos uma saída e pelo menos três entradas, preferivelmente pelo menos quatro entradas. Por exemplo, a pelo menos uma unidade de mistura é provida com uma saída e três entradas, preferivelmente quatro entradas. Em outra modalidade preferida da presente invenção, a pelo menos uma unidade de mistura é provida com pelo menos duas saídas e pelo menos três entradas, preferivelmente pelo menos quatro entradas. Por exemplo, a pelo menos uma unidade de mistura é provida com duas saídas e três entradas, preferivelmente quatro entradas. Em uma modalidade preferida da presente invenção, a pelo menos uma unidade de mistura é provida com múltiplas entradas e .
[000156] É preferido que pelo menos uma entrada localizada na pelo menos uma unidade de mistura é uma entrada de pó.
[000157] É percebido adicionalmente que a pelo menos uma unidade de filtração de membrana é provida com pelo menos uma entrada e pelo menos uma saída. Preferivelmente, a pelo menos uma unidade de filtração de membrana é provida com pelo menos uma entrada e pelo menos duas saídas. Mais preferivelmente, a pelo menos uma unidade de filtração de membrana é provida com múltiplas entradas e múltiplas saídas.
[000158] Um requisito específico é que pelo menos uma saída da pelo menos uma unidade de mistura está conectada com pelo menos uma entrada da pelo menos uma unidade de filtração de membrana e pelo menos uma saída da pelo menos uma unidade de filtração de membrana está conectada com pelo menos uma entrada da pelo menos uma unidade de mistura. Neste sentido, é percebido que o filtrando ou retentado obtido na pelo menos uma unidade de filtração de membrana é recirculado de volta para a pelo menos uma unidade de mistura da instalação da invenção.
[000159] Em uma modalidade da presente invenção, pelo menos uma parte do filtrado, isto é, a solução aquosa filtrada compreendendo um sal solúvel dos minerais, pigmentos e/ou enchedores obtidos passando a suspensão resultante S através do sistema de filtro da pelo menos uma unidade de filtração de membrana, pode ser descarregado a partir da pelo menos uma unidade de filtração de membrana. De maneira apropriada, a pelo menos uma unidade de filtração de membrana preferivelmente é equipada com uma saída adequada para a descarga de pelo menos uma parte da solução aquosa filtrada compreendendo um sal solúvel dos minerais, pigmentos e/ou enchedores.
[000160] A purificação dos minerais, pigmentos e/ou enchedores e/ou o preparo do carbonato de metal alcalino terroso precipitados e/ou mineralização de água podem ser realizados pelo fato de que CO2 é introduzido na instalação. Em uma modalidade preferida da presente invenção, pelo menos uma entrada provida com a instalação é uma entrada de gás.
[000161] Preferivelmente, a pelo menos uma entrada de gás é uma entrada de CO2. Por exemplo, a instalação da invenção compreende uma entrada de gás.
[000162] É percebido que a pelo menos uma entrada de gás pode estar localizada na unidade de mistura e/ou entre a pelo menos uma unidade de mistura e a pelo menos uma unidade de divisão. Em uma modalidade preferida da presente invenção, a pelo menos uma entrada de gás está localizada na unidade de mistura ou entre a pelo menos uma unidade de mistura e a pelo menos uma unidade de divisão.
[000163] Se a pelo menos uma entrada de gás está localizada entre a pelo menos uma unidade de mistura e a pelo menos uma unidade de divisão, a entrada de gás preferivelmente é um injetor de Venturi. Mais preferivelmente, o injetor de Venturi está localizada entre a saída da pelo menos uma unidade de mistura e a entrada da pelo menos uma unidade de divisão. No significado do presente pedido de patente um injetor de Venturi é um dispositivo semelhante à bomba que utiliza o efeito de Venturi de um bocal convergente ou divergente para converter a energia de pressão de um fluido motriz para energia de velocidade que cria uma zona de baixa pressão que atrai e arrasta um fluido através de sucção. Após passar através do gargalo do injetor, o fluido misturado se expande e a velocidade é reduzida o que resulta em recompressão dos fluidos misturados através da conversão de energia de velocidade em energia de pressão. O fluido motriz pode ser um líquido, vapor ou qualquer outro gás. O fluido arrastado pela sucção pode ser uma corrente de gás carregada com sólidos, um gás, um líquido ou uma pasta fluida.
[000164] O injetor de Venturi pode estar localizado antes (isto é, mais próximo da unidade de mistura) ou após (isto é, mais próximo da unidade de divisão) a pelo menos uma bomba que está localizada entre a pelo menos uma unidade de mistura e a pelo menos uma unidade de divisão. Uma vantagem do uso de um injetor de Venturi é que um gás, por exemplo, CO2 que é produzido pela geração de energia pode ser introduzido no processo que pode ser realizado com a instalação da invenção, de forma que o processo pode ser corrido quase neutro em CO2.
[000165] Em uma modalidade preferida da presente invenção, a pelo menos uma entrada de gás está localizada na pelo menos uma unidade de mistura. Por exemplo, a pelo menos uma entrada de gás pode estar localizada tal que uma introdução de gás para a suspensão aquosa compreendendo pelo menos um carbonato de metal alcalino terroso e opcionalmente pelo menos um hidróxido de metal alcalino terroso é obtido.
[000166] Em outra modalidade preferida da presente invenção o dispositivo de agitação é combinado com uma entrada de gás tal que uma agitação ou mistura suficiente é obtida na suspensão aquosa compreendendo pelo menos um carbonato de metal alcalino terroso e opcionalmente pelo menos um hidróxido de metal alcalino terroso.
[000167] Por exemplo, se a pelo menos uma unidade de divisão é integrada na pelo menos uma unidade de mistura, pelo menos uma entrada que é uma entrada de gás está localizada no topo do veio oco do dispositivo de agitação da pelo menos uma unidade de mistura.
[000168] Uma válvula de controle de fluxo ou outro meio pode ser usado para controlar a taxa de fluxo de dióxido de carbono para a suspensão compreendendo minerais, pigmentos e/ou enchedores a ser purificados. Por exemplo, um bloco de dosagem de CO2 e um dispositivo de medição em linha de CO2 podem ser usados para controlar a taxa do fluxo de CO2. A dosagem de dióxido de carbono preferivelmente é controlada pelo pH da solução de carbonato de hidrogênio de metal alcalino terroso aquosa produzida.
[000169] De maneira apropriada, é percebido que a pelo menos uma unidade de mistura compreende pelo menos duas entradas que são entradas de líquido. Preferivelmente, a pelo menos uma unidade de mistura compreende pelo menos três entradas de líquido e mais preferivelmente pelo menos quatro entradas de líquido.
[000170] Em uma modalidade preferida da presente invenção, a pelo menos uma unidade de mistura compreende pelo menos duas entradas que são entradas de líquido, mais preferivelmente pelo menos três entradas que são entradas de líquido e pelo menos uma entrada que é uma entrada de gás. Por exemplo, a pelo menos uma unidade de mistura compreende duas entradas que são entradas de líquido, mais preferivelmente três entradas que são entradas de líquido e uma entrada que é uma entrada de gás. Preferivelmente, a pelo menos uma unidade de mistura compreende três entradas que são entradas de líquido e uma entrada que é uma entrada de gás.
[000171] Em outra modalidade preferida da presente invenção, a pelo menos uma unidade de mistura compreende pelo menos três entradas que são entradas de líquido, mais preferivelmente pelo menos quatro entradas que são entradas de líquido.
[000172] No caso de pelo menos uma entrada de gás está localizada na pelo menos uma unidade de mistura, a pelo menos uma unidade de mistura preferivelmente é provida adicionalmente com pelo menos três entradas que são entradas de líquido. Por exemplo, a pelo menos uma unidade de mistura é provida com uma entrada que é uma entrada de gás e três entradas que são entradas de líquido.
[000173] Adicionalmente ou de maneira alternativa, a pelo menos uma unidade de mistura compreende adicionalmente pelo menos uma entrada que é uma entrada de pó.
[000174] De acordo com uma modalidade da presente invenção, a pelo menos uma unidade de divisão compreende pelo menos uma entrada e pelo menos uma saída. Preferivelmente, a pelo menos uma unidade de divisão compreende uma entrada e uma saída. Em uma modalidade preferida da presente invenção, a pelo menos uma unidade de divisão é provida com múltiplas entradas e múltiplas saídas.
[000175] Em uma modalidade preferida da presente invenção, pelo menos uma saída da pelo menos uma unidade de mistura está conectada com pelo menos uma entrada da pelo menos uma unidade de divisão e pelo menos uma saída da pelo menos uma unidade de divisão está conectada com pelo menos uma entrada da pelo menos uma unidade de mistura.
[000176] De maneira alternativa, a pelo menos uma unidade de divisão é integrada na pelo menos uma unidade de mistura. Preferivelmente, se a pelo menos uma unidade de divisão é integrada na pelo menos uma unidade de mistura, pelo menos uma entrada que é uma entrada de gás está localizada no topo do veio oco do dispositivo de agitação da pelo menos uma unidade de mistura.
[000177] Preferivelmente, se pelo menos uma saída da pelo menos uma unidade de mistura está conectada com pelo menos uma entrada da pelo menos uma unidade de divisão e pelo menos uma saída da pelo menos uma unidade de divisão está conectada com pelo menos uma entrada da pelo menos uma unidade de mistura, pelo menos uma entrada que é uma entrada de gás está localizada entre a pelo menos uma unidade de mistura e a pelo menos uma unidade de divisão. Mais preferivelmente, se pelo menos uma saída da pelo menos uma unidade de mistura está conectada com pelo menos uma entrada da pelo menos uma unidade de divisão e pelo menos uma saída da pelo menos uma unidade de divisão está conectada com pelo menos uma entrada da pelo menos uma unidade de mistura, pelo menos uma entrada que é uma entrada de gás está localizada entre uma bomba de alimentação da pelo menos uma unidade de divisão e a pelo menos uma unidade de divisão. Ainda mais preferivelmente, pelo menos uma entrada que é uma entrada de gás está localizada na entrada da pelo menos uma unidade de divisão.
[000178] Se pelo menos uma entrada que é uma entrada de gás está localizada entre a pelo menos uma unidade de mistura e a pelo menos uma unidade de divisão, a pelo menos uma unidade de mistura preferivelmente é apenas provida com entradas de líquido. Preferivelmente, a pelo menos uma unidade de mistura é provida com pelo menos três entradas de líquido, mais preferivelmente pelo menos quatro entradas de líquido. Por exemplo, a pelo menos uma unidade de mistura é provida com quatro entradas de líquido.
[000179] Em uma modalidade preferida da presente invenção, a instalação compreende pelo menos uma unidade de controle regulando o nível de enchimento da pelo menos uma unidade de mistura, velocidade de bomba, pH, condutividade, concentração de íon cálcio (por exemplo, através de um eletrodo sensível a íon) e/ou temperatura. A pelo menos uma unidade de controle regulando o nível de enchimento da pelo menos uma unidade de mistura, velocidade de bomba, pH, condutividade, concentração de íon cálcio (por exemplo, através de um eletrodo sensível a íon) e/ou temperatura pode ser operada coletivamente ou separadamente.
[000180] O fluxo de fluido de uma unidade que é parte da instalação para outra unidade que são parte da instalação pode ser alcançado por modo de ou mais dispositivos intermediários (e não mencionado ou descrito de maneira específica), bombas ou aparelhos. Adicionalmente, tal fluxo pode ou não ser interrompido seletivamente tal como pelas válvulas, comutadores, unidades de controle e/ou outros componentes adequados.
[000181] Em uma modalidade preferida da presente invenção, a instalação compreende pelo menos uma bomba, preferivelmente pelo menos duas bombas e ainda mais preferivelmente pelo menos três bombas para direcionar a suspensão aquosa S a partir de uma unidade da instalação para outra unidade que são parte da instalação. Por exemplo, a instalação compreende pelo menos uma bomba localizada entre a pelo menos uma unidade de mistura e a pelo menos uma unidade de filtração de membrana. A bomba preferivelmente é projetada tal que a suspensão aquosa S está direcionada a partir da pelo menos uma unidade de mistura para a pelo menos uma unidade de filtração de membrana.
[000182] Adicionalmente ou de maneira alternativa, a instalação compreende pelo menos uma bomba localizada entre a pelo menos uma unidade de mistura e a pelo menos uma unidade de divisão. A bomba preferivelmente é projetada tal que a suspensão aquosa S está direcionada a partir da pelo menos uma unidade de mistura para a pelo menos uma unidade de divisão. É percebido que a pelo menos uma bomba localizada entre a pelo menos uma unidade de mistura e a pelo menos uma unidade de filtração de membrana preferivelmente é um injetor de Venturi. Mais preferivelmente, o injetor de Venturi está localizada entre a saída da pelo menos uma unidade de mistura e a entrada da pelo menos uma unidade de divisão. Por exemplo, o injetor de Venturi está localizada na conexão tal como os tubos ou as tubulações entre a pelo menos uma unidade de mistura e a pelo menos uma unidade de divisão. É notado que o que foi dito anteriormente se aplica apenas às modalidades onde a pelo menos uma unidade de divisão é não integrada na unidade de mistura.
[000183] Em uma modalidade preferida da presente invenção, a instalação compreende pelo menos duas bombas, uma localizada entre a pelo menos uma unidade de mistura e a pelo menos uma unidade de filtração de membrana e uma localizada entre a pelo menos uma unidade de mistura e a pelo menos uma unidade de divisão.
[000184] Por exemplo, se a pelo menos uma unidade de divisão é integrada na pelo menos uma unidade de mistura, a instalação preferivelmente compreende apenas uma bomba localizada entre a pelo menos uma unidade de mistura e a pelo menos uma unidade de filtração de membrana. De outra forma, a instalação preferivelmente compreende duas bombas. se a instalação compreende duas bombas, uma bomba preferivelmente é localizada entre a pelo menos uma unidade de mistura e a pelo menos uma unidade de filtração de membrana enquanto a outra preferivelmente está localizada entre a pelo menos uma unidade de mistura e a pelo menos uma unidade de divisão.
[000185] É percebido adicionalmente que a capacidade de bombeamento da pelo menos uma bomba (em m3/h da soma) alimentando a pelo menos uma unidade de filtração de membrana é de 0,01 a 100 times o volume da pelo menos uma unidade de mistura.
[000186] Adicionalmente ou de maneira alternativa, a razão da capacidade de bombeamento da pelo menos uma bomba (em m3/h da soma) alimentando a pelo menos uma unidade de divisão para a capacidade de bombeamento da pelo menos uma bomba (em m3/h da soma) alimentando a pelo menos uma unidade de filtração de membrana está entre 1 : 1 e 1 : 1000. Preferivelmente, a razão da capacidade de bombeamento da pelo menos uma bomba (em m3/h da soma) alimentando a pelo menos uma unidade de divisão para a capacidade de bombeamento da pelo menos uma bomba (em m3/h da soma) alimentando a pelo menos uma unidade de filtração de membrana está entre 1 : 5 e 1 : 250.
[000187] Em uma modalidade preferida da presente invenção, a instalação é provida tal que uma purificação contínua de minerais, pigmentos e/ou enchedores e/ou preparo de carbonato de metal alcalino terroso precipitado é alcançada. No entanto, a instalação da presente invenção também pode ser provida tal que um modo de semibatelada para a purificação de minerais, pigmentos e/ou enchedores e/ou preparo de carbonato de metal alcalino terroso precipitado é alcançado. Neste caso, a suspensão resultante S, por exemplo, pode representar uma superfície de partícula total que está em torno de 1.000.000 m2/tonelada e está provida para a instalação da presente invenção. Então, o produto, isto é, a solução aquosa de carbonato de hidrogênio de metal alcalino terroso, é descarregada a partir da instalação até que a suspensão resultante remanescente S representa uma superfície de partícula total que está em torno de 1.000 m2/tonelada, e então uma nova quantidade da pelo menos uma substância compreendendo pelo menos um carbonato de metal alcalino terroso e o opcional pelo menos um hidróxido de metal alcalino terroso em uma quantidade menor com relação ao carbonato de metal alcalino terroso provido para a instalação da presente invenção. É notado que a superfície de partícula total pode ser determinada durante cada ponto da instalação contínua através da determinação da área de superfície específica (SSAtotal) da suspensão aquosa S bem como o conteúdo seco da suspensão aquosa S.
[000188] Se a instalação é provida em um modo contínuo, a instalação é preferivelmente controlada pela quantidade de solução aquosa descarregada compreendendo pelo menos um carbonato de hidrogênio de metal alcalino terroso. A quantidade de solução aquosa descarregada compreendendo pelo menos um carbonato de hidrogênio de metal alcalino terroso pode ser determinada através de um método volumétrico, por exemplo, por um medidor de fluxo, ou por um método gravimétrico, por exemplo, através do uso de uma escala. Este valor, isto é, a quantidade de solução aquosa descarregada compreendendo pelo menos um carbonato de hidrogênio de metal alcalino terroso, preferivelmente é usado para controlar a válvula de água de alimentação (fresca).
[000189] A medição do conteúdo de sólido da suspensão aquosa S é realizada gravimetricamente.
[000190] Em uma modalidade preferida da presente invenção, as várias unidades da instalação podem ser fornecidas coletivamente ou separadamente com eletricidade para a operação. Preferivelmente, pelo menos uma parte ou toda a energia elétrica para o presente pedido é derivada de energia solar, por exemplo, de painéis solares de voltametria e/ou térmicos.
[000191] A suspensão resultante S que é obtida possui preferivelmente conteúdo de sólidos na faixa de a partir de 0,1 a 80% em peso, preferivelmente na faixa de a partir de 3 a 50% em peso, mais preferivelmente na faixa de a partir de 5 a 35% em peso, com base no peso total da suspensão resultante S. Adicionalmente ou de maneira alternativa, as partículas na suspensão S que é obtida após a pelo menos uma unidade de divisão representam uma área de superfície específica (SSAtotal) de a partir de 5.000 a 5.000.000 m2/tonelada da suspensão resultante S, preferivelmente de a partir de 10.000 a 5.000.000 m2/tonelada da suspensão resultante S, e mais preferivelmente de a partir de 70.000 a 500.000 m2/tonelada da suspensão resultante S, por exemplo, 100.000 a 500.000 m2/tonelada.
[000192] A suspensão resultante S e/ou a solução aquosa que é obtida após a pelo menos uma unidade de divisão e/ou a pelo menos uma unidade de filtração de membrana preferivelmente compreende pelo menos um carbonato de hidrogênio de metal alcalino terroso.
[000193] De acordo com uma modalidade da presente invenção, a suspensão aquosa S e/ou a solução aquosa obtida após a pelo menos uma unidade de divisão e/ou a pelo menos uma unidade de filtração de membrana preferivelmente compreende um carbonato de hidrogênio cálcio, preferivelmente em uma quantidade de 25 a 150 mg/l e/ou um carbonato de hidrogênio magnésio, preferivelmente em uma quantidade de > 0 a 50 mg/l. Adicionalmente ou de maneira alternativa, a suspensão aquosa S e/ou a solução aquosa obtida após a pelo menos uma unidade de divisão e/ou a pelo menos uma unidade de filtração de membrana preferivelmente compreende uma mistura de um carbonato de hidrogênio magnésio e um carbonato de hidrogênio de cálcio, preferivelmente em uma quantidade total de 25 a 200 mg/l.
[000194] Em uma modalidade preferida da presente invenção, a suspensão aquosa S e/ou a solução aquosa obtida após a pelo menos uma unidade de divisão e/ou a pelo menos uma unidade de filtração de membrana preferivelmente compreende 45 mg/l carbonato de hidrogênio de cálcio, ou 80 a 120 mg/l carbonato de hidrogênio de cálcio e 20 a 30 mg/l carbonato de hidrogênio magnésio.
[000195] Uma mistura de um carbonato de hidrogênio magnésio e um carbonato de hidrogênio cálcio pode ser obtida quando dolomita, dolomita meio queimada e/ou completamente queimada contendo material é usada como a substância compreendendo o carbonato de metal alcalino terroso. No significado da presente invenção dolomita queimada compreende óxido de cálcio (CaO) e óxido de magnésio (MgO), enquanto que dolomita meio queimada compreende Mg na forma de óxido de magnésio (MgO) e Ca na forma de carbonato de cálcio (CaCO3), mas também podem incluir alguma menor quantidade de óxido de cálcio (CaO).
[000196] Através do aquecimento da solução permeada resultante que é obtida após a pelo menos uma unidade de divisão e a pelo menos uma unidade de filtração de membrana, água é evaporada a partir da solução e através de um certo ponto de tempo que o carbonato de metal alcalino terroso começa a precipitar da solução.
[000197] O dito aquecimento da solução permeada resultante que é obtida após a pelo menos uma unidade de divisão e a pelo menos uma unidade de filtração de membrana pode ser alcançada na pelo menos uma unidade de mistura compreendendo um dispositivo de aquecimento. De maneira alternativa, a solução permeada resultante obtida após a pelo menos uma unidade de divisão e a pelo menos uma unidade de filtração de membrana pode ser direcionada para outra unidade de mistura compreendendo um dispositivo de aquecimento.
[000198] Em uma modalidade preferida da presente invenção, a solução permeada tipicamente é ajustada com o dispositivo de aquecimento para uma temperatura a partir de 45°C a 90°C e preferivelmente a partir de 55°C a80°C.
[000199] A invenção é explicada na sequência em maior detalhe em conjunto com os desenhos com referência às duas modalidades de instalações.
[000200] Como foi mostrado na Fig. 2, uma modalidade da instalação da invenção compreende uma unidade de mistura (1) equipada com um agitador (2), pelo menos uma entrada for água (14) e os minerais, pigmentos e/ou enchedores (6) a ser purificados e/ou preparados, tanto em uma forma seca quanto em uma forma aquosa. Conectada com uma saída da unidade de mistura (1), existe uma membrana unidade de filtração (4) provida com pelo menos uma entrada e pelo menos uma saída, onde pelo menos uma parte da suspensão resultante S obtida na unidade de mistura (1) é alimentada. A unidade de filtração de membrana (4) preferivelmente retém partículas grosseiras que estão contidas na suspensão aquosa S, isto é, todas as partículas tendo um tamanho de pelo menos 0,2 μθo Rgnq ogpqu woc rcrtg fc suspensão resultante S que existe a unidade de filtração de membrana (4) é recirculada de volta através de uma conexão (12) tal como tubos ou tubulações na unidade de mistura (1). De maneira apropriada, a unidade de filtração de membrana (4) está conectada com a unidade de mistura tal que o conteúdo da unidade de filtração de membrana (4) pode ser recirculado para a unidade de mistura (1). Em particular, deve ser notado que o filtrando ou retentado obtido na unidade de filtração de membrana (4) é recirculado de volta para a unidade de mistura (1). Um requisito específico da instalação da invenção assim é que a pelo menos uma saída da unidade de mistura (1) está conectada com pelo menos uma entrada da unidade de filtração de membrana (4) e pelo menos uma saída da unidade de filtração de membrana (4) está conectada com pelo menos uma entrada da unidade de mistura (1).
[000201] Opcionalmente, pelo menos uma parte da solução aquosa filtrada compreendendo um sal solúvel dos minerais, pigmentos e/ou enchedores a ser purificados e/ou preparados, isto é, o filtrado (10), pode ser descarregado através de uma saída a partir da unidade de filtração de membrana (4). De maneira apropriada, a unidade de filtração de membrana (4) pode ser equipada com outra saída para a descarga de pelo menos uma parte da solução aquosa compreendendo um sal solúvel dos minerais, pigmentos e/ou enchedores, isto é, o filtrado (10) obtido através da passagem da suspensão resultante S através do sistema de filtro da pelo menos uma unidade de filtração de membrana (4).
[000202] A solução descarregada compreendendo um sal solúvel dos minerais, pigmentos e/ou enchedores, isto é, o filtrado (10), pode, opcionalmente, ser sujeitada aos tratamentos adicionais (16) tal como por exemplo, um tratamento mecânico, preferivelmente através de um dispositivo de desgaseificação, tal como por exemplo, através de um dispositivo ultrassônico e/ou de vácuo. Ainda mais preferivelmente a fase gás resultante obtida pelo dispositivo de desgaseificação é reinjetada através de um tubo de gás para o processo por um injetor de Venturi, tal como tubos ou tubulações, entre a unidade de mistura (1) e a unidade de divisão (18) e o vácuo preferivelmente é produzido através deste injetor de Venturi. Em adição biocidas ou outros aditivos podem ser adicionados para o processo de maneira a alterar o pH da solução (por exemplo, adição de uma base tal como NaOH), a condutividade da solução, ou a dureza da solução. Como uma opção adicional, a solução aquosa límpida compreendendo um sal solúvel dos minerais, pigmentos e/ou enchedores, isto é, o filtrado (10), descarregado da unidade de filtração de membrana (4) pode ser diluído com mais água. As partículas de mineral, de pigmento e/ou de enchedor grosseiras contidas na suspensão aquosa S e que são retidas no dispositivo de filtração opcionalmente podem ser recirculadas para o reator, isto é, para a pelo menos uma unidade de mistura (1), de maneira a estar disponível para a conversão adicional e/ou a purificação.
[000203] Em paralelo com a unidade de filtração de membrana (4), a instalação compreende uma unidade de divisão (18) compreendendo meios de divisão. O dispositivo de moagem (18) está conectada com a unidade de mistura (1) de tal modo que pelo menos uma parte do conteúdo da unidade de divisão (18) pode ser recirculada para a unidade de mistura (1). De maneira apropriada, pelo menos uma saída da unidade de mistura (1) está conectada com pelo menos uma entrada da unidade de divisão (18).
[000204] Adicionalmente, pelo menos uma saída da unidade de divisão (18) está conectada com pelo menos uma entrada da unidade de mistura (1).
[000205] Uma parte da suspensão resultante S obtida na unidade de mistura (1) tendo um pH de entre 6 e 9 é alimentada através de uma conexão (8), tal como tubos ou tubulações, para a unidade de filtração de membrana (4), enquanto que outra parte da suspensão resultante S obtida na unidade de mistura (1) tendo um pH de entre 6 e 9 é alimentada para a unidade de divisão (18). Nesta modalidade, o CO2 (22) preferivelmente é alimentado na instalação antes de a unidade de divisão (18). A suspensão aquosa do moído resultante obtida após a unidade de divisão (18) então é circulada (24) a partir da unidade de divisão (18) de volta para a unidade de mistura (1).
[000206] Como mostrado na Fig. 3, uma modalidade da instalação da invenção compreende uma unidade de mistura em que uma unidade de divisão (1) está integrada. A unidade de divisão/mistura (1) é equipada com um agitador (2) e meios de divisão adicionais tais como microesferas de moagem. Adicionalmente, a instalação compreende pelo menos uma entrada for água (14) e os minerais, pigmentos e/ou enchedores (6) a ser purificados e/ou preparados, tanto em uma forma seca quanto em uma forma aquosa. Conectada com uma saída da unidade de divisão/mistura combinada (1), existe uma membrana unidade de filtração (4) provida com pelo menos uma entrada e pelo menos uma saída, onde pelo menos uma parte da suspensão resultante S obtida na unidade de divisão/mistura combinada (1) é passada através. A unidade de filtração de membrana (4) preferivelmente retém partículas grosseiras que estão contidas na suspensão aquosa, isto é, todas as partículas tendo um tamanho de pelo menos 2.4 μθo Rgnq ogpqu woc rcrtg fc suspensão resultante S que existe a unidade de filtração de membrana (4) é recirculada de volta através de uma conexão (12), tal como tubos ou tubulações, para a unidade de divisão/mistura combinada (1). De maneira apropriada, a unidade de filtração de membrana (4) está conectada com o Unidade de divisão/mistura combinada (1) tal que o conteúdo da unidade de filtração de membrana (4) pode ser recirculado para a unidade de divisão/mistura combinada (1). Em particular, deve ser notado que o filtrando ou retentado obtido na unidade de filtração de membrana (4) é circulado de volta para a unidade de divisão/mistura combinada (1). Um requisito específico da instalação da invenção assim é que a pelo menos uma saída da unidade de divisão/mistura combinada (1) está conectada com pelo menos uma entrada da unidade de filtração de membrana (4) e pelo menos uma saída da unidade de filtração de membrana (4) está conectada com pelo menos uma entrada da unidade de divisão/mistura combinada (1).
[000207] Opcionalmente, pelo menos uma parte da solução aquosa filtrada compreendendo um sal solúvel dos minerais, pigmentos e/ou enchedores a ser purificados e/ou preparados, isto é, o filtrado (10), pode ser descarregado através de uma saída da unidade de filtração de membrana (4). De maneira apropriada, a unidade de filtração de membrana (4) pode ser equipada com outra saída para a descarga de pelo menos uma parte da solução aquosa compreendendo um sal solúvel dos minerais, pigmentos e/ou enchedores, isto é, o filtrado (10) obtido através da passagem da suspensão resultante S através do sistema de filtro da pelo menos uma unidade de filtração de membrana (4).
[000208] A solução descarregada compreendendo um sal solúvel dos minerais, pigmentos e/ou enchedores, isto é, o filtrado (10), opcionalmente, pode ser sujeitado aos tratamentos adicionais (16) tal como por exemplo, um tratamento mecânico ou a adição de biocidas ou outros aditivos de maneira a alterar o pH da solução (por exemplo, adição de uma base tal como NaOH), a condutividade da solução, ou a dureza da solução. Como uma opção adicional, a solução aquosa límpida compreendendo um sal solúvel dos minerais, pigmentos e/ou enchedores descarregados a partir da unidade de filtração de membrana (4) podem ser diluídos com mais água. As partículas de mineral, pigmento e/ou enchedor grosseiras contidas na suspensão e que são retidas no dispositivo de filtração opcionalmente pode ser recirculado para o reator, isto é, para a unidade de divisão/mistura combinada (1), de maneira a estar disponível para adicional conversão e/ou purificação.
[000209] De maneira apropriada, pelo menos uma parte da suspensão resultante S obtida na unidade de divisão/mistura combinada (1) tendo um pH de entre 6 e 9 é alimentada através de uma conexão (8), tal como tubos ou tubulações, para a unidade de filtração de membrana (4). Nesta modalidade, o CO2 (22) preferivelmente é alimentada para a unidade de divisão/mistura combinada (1) da instalação. Preferivelmente, o agitador (2) é uma máquina de mistura, em que uma mistura simultânea da suspensão aquosa e dosagem do CO2 (4) é possível.
[000210] A Fig. 4 mostra um injetor de Venturi (26) que pode ser usado como entrada de gás com a instalação de acordo com a presente invenção. O injetor de Venturi é um dispositivo semelhantes à bomba que utiliza o efeito de Venturi de um bocal convergente ou divergente para converter a energia de pressão de um fluido motriz para energia de velocidade que cria uma zona de baixa pressão que atrai e arrasta um fluido através de sucção. Após passar através do gargalo do injetor, o fluido misturado se expande e a velocidade é reduzida o que resulta em recompressão dos fluidos misturados através da conversão de energia de velocidade de volta para a energia de pressão. O fluido motriz pode ser um líquido, vapor ou qualquer outro gás. O fluido arrastado pela sucção pode ser uma corrente de gás carregada com sólidos, um gás, um líquido ou uma pasta fluida.
[000211] No presente caso, o injetor de Venturi é usado para sugar gás CO2 na suspensão S que está vindo da unidade de mistura de maneira a obter a suspensão aquosa S que contém bolhas de CO2.
[000212] O injetor de Venturi pode estar localizado antes (isto é, mais próximo da unidade de mistura) ou após (isto é, mais próximo da unidade de divisão) a pelo menos uma bomba que está localizada entre a pelo menos uma unidade de mistura e a pelo menos uma unidade de divisão. Uma vantagem do uso de um injetor de Venturi é que um gás, por exemplo, CO2 que é produzido pela geração de energia pode ser introduzido no processo que pode ser realizado com a instalação da invenção, de forma que o processo pode ser corrido quase neutro em CO2.
[000213] Figuras
[000214] A Fig. 1 ilustra uma instalação como descrita na técnica anterior.
[000215] A Fig. 2 ilustra uma modalidade da presente instalação compreendendo uma unidade de mistura, uma unidade de divisão e uma unidade de filtração de membrana, em que pelo menos uma saída da pelo menos uma unidade de mistura está conectada com pelo menos uma entrada da pelo menos uma unidade de filtração de membrana e pelo menos uma saída da pelo menos uma unidade de filtração de membrana está conectada com pelo menos uma entrada da pelo menos uma unidade de mistura.
[000216] A Fig. 3 ilustra uma modalidade da presente instalação compreendendo uma unidade de divisão integrada na unidade de mistura e uma unidade de filtração de membrana, em que pelo menos uma saída da pelo menos uma unidade de mistura está conectada com pelo menos uma entrada da pelo menos uma unidade de filtração de membrana e pelo menos uma saída da pelo menos uma unidade de filtração de membrana está conectada com pelo menos uma entrada da pelo menos uma unidade de mistura.
[000217] A Fig. 4 ilustra um injetor de Venturi que pode ser usado como entrada de gás com a instalação de acordo com a presente invenção.
[000218] O escopo e o interesse da invenção será mais bem entendido com base nos seguintes exemplos os quais são intencionados a ilustrar certas modalidades da invenção e são não limitantes.
[000219] A área de superfície específica (SSA) foi medida usando um Malvern Mastersizer 2000 (com base na equação de Fraunhofer). Distribuição de tamanho de partícula (% de massa de partículas com um diâmetro < X) e diâmetro médio mássico (d50) de um material particulado
[000220] Diâmetro de grão médio mássico e distribuição de massa de diâmetro de grão de um material particulado foram determinados usando um Malvern Mastersizer 2000 (com base na equação de Fraunhofer).
[000221] o pH foi medido usando um medido de pH de Mettler-Toledo. A calibração do eletrodo de pH foi realizada usando padrões de valores de pH 4,01, 7,00 e 9,21.
[000222] O conteúdo de sólidos de suspensão (também conhecido como "peso seco") foi determinado usando um analisador de umidade HR73 da companhia Mettler-Toledo, Suíça, com os seguintes ajustes: temperatura de 120°C, desligamento automático 3, secagem padrão, 5 a 20 g de suspensão.
[000223] A turbidez foi medida com um Turbidímetro de laboratório Hach Lange 2100AN IS e a calibração foi realizada usando padrões de turbidez StabCal (padrões de formazina) de < 0,1, 20, 200, 1000, 4000 e 7500 NTU.
[000224] A dureza se refere à quantidade total de íons de metal alcalino terroso na suspensão aquosa compreendendo o carbonato de hidrogênio de metal alcalino terroso, e é medido através de titulação complexométrica usando ácido etileno diamina tetra-acético (EDTA; com nome comercial Titriplex III) e Eriocromo T como indicador de ponto equivalente.
[000225] EDTA (agente quelante) forma com os íons Ca2+ eMg2+ solúvel, complexos quelantes estáveis. 2 ml de uma suspensão de amônia de 25%, um tampão de amônia/acetato de amônio (pH 10) e indicador de negro de Eriocromo T foram adicionados a 100 ml de uma amostra de água a ser testada. O indicador e o tampão usualmente está disponível como chamado assim "tablete de tampão de indicador". O indicador, quando mascarado com um corante amarelo, forma um complexo colorido vermelho com os íons Ca2+ e Mg2+. No fim da titulação, que é quando todos os íons estão ligados pelo agente quelante, o indicador de negro de Eriocromo T remanescente está na sua forma livre que mostra uma cor verde. Quando o indicador não é mascarado, então a cor muda a partir de magenta para azul. A dureza total pode ser calculada a partir da quantidade de EDTA que foi usada.
[000226] A Tabela 1 abaixo mostra uma conversão para as diferentes unidades da dureza da água.Tabela 1
[1]Neste sentido a unidad e de ppm é usada no significado de 1 mg/ . de CaCÜ3.
[000227] Uma planilha de processo geral da instalação usada para o exemplo comparativo é mostrado na Fig. 1 (Dispositivo A). A instalação compreende um tanque de alimentação tendo um volume de tanque de alimentação de 50 l, que foi alimentada com 45 l da suspensão, como unidade de mistura incluindo um agitador e um microfiltro de membrana de fluxo cruzado, em que a suspensão compreendendo minerais, pigmentos e/ou enchedores introduzida na unidade de mistura é retirada através de uma saída localizada na unidade de mistura e direcionada e passada através do microfiltro de membrana de fluxo cruzado. Pelo menos uma parte do filtrado que sai do microfiltro de membrana de fluxo cruzado é direcionada de volta para a unidade de mistura. O microfiltro de membrana de fluxo cruzado possui uma área de membrana total de 0,6 m2 (3 módulos de série de 0,2 m2/módulo) e um diâmetro de tubo inerte de 6 mm.
[000228] Uma planilha de processo geral de uma instalação de acordo com a presente invenção é mostrada na Fig. 2 (Dispositivo B). A instalação compreende um tanque de alimentação tendo um volume de tanque de alimentação de 50 1, que foi alimentada com 45 1 da suspensão, as unidade de mistura incluindo um agitador e um microfiltro de membrana de fluxo cruzado e uma unidade de divisão que são instalados em paralelo. A suspensão compreendendo minerais, pigmentos e/ou enchedores introduzida na unidade de mistura assim pode ser retirada simultaneamente ou independentemente através de pelo menos duas saídas localizadas na unidade de mistura e direcionada e passada através do microfiltro de membrana de fluxo cruzado e/ou unidade de divisão. Pelo menos uma parte do filtrado que sai do microfiltro de membrana de fluxo cruzado e/ou a suspensão que sai da unidade de divisão é direcionada de volta para a unidade de mistura. O microfiltro de membrana de fluxo cruzado possui uma área de membrana total de 0,6 m2 (3 módulos em série de 0,2 m2/módulo) e um diâmetro de tubo inerte de 6 mm.
[000229] Uma planilha de processo geral de outra instalação de acordo com a presente invenção é mostrada na Fig. 3 (Dispositivo C). A instalação compreende uma unidade de mistura na qual a unidade de divisão está integrada e equipada com um agitador e microesferas de moagem feita de óxido de zircônio. A instalação compreende adicionalmente um microfiltro de membrana de fluxo cruzado tal que a suspensão compreendendo minerais, pigmentos e/ou enchedores introduzida na unidade de divisão/mistura é retirada através de uma saída localizada na unidade de divisão/mistura e direcionada e passada através do microfiltro de membrana de fluxo cruzado. Pelo menos uma parte do filtrado que sai do microfiltro de membrana de fluxo cruzado é direcionada de volta para a unidade de divisão/mistura.
[000230] A alimentação de água usada nos exemplos inventivos foi obtida a partir de um equipamento de troca iônica de Christ, Aesch, Suíça de tipo Elite IBTH, a água de alimentação tendo a seguintes especificação de água após o trocador iônico:
[000231] No presente exemplo, Microdol A extra a dolomita obtida da companhia norueguesa Talc, Knarrevik, foi usada como o pelo menos um carbonato de metal alcalino terroso.
[000232] O objetivo das tentativas no Exemplo 1 foi produzir uma suspensão de carbonato de hidrogênio de metal alcalino terroso de um pH de 7,2 ± 0,1 sem dolomita em temperatura ambiente. O material de alimentação fg fqnqokVc pq kpiekq fc VgpVcVkxc Vgxg wo f32 fg 2.57 μo. wo f72 fg 4.97 μo g c d90 fg 32.75 μo.
[000233] A reação e as condições de operação são dadas nas Tabelas 2 e 3 Comparativo: Tentativa a) Dispositivo A, (temperatura de tanque de 23°C) Fluxo de alimentação para o microfiltro de membrana de fluxo cruzado: 2,0m3/h
Tabela 2 Invenção: Tentativa b) Dispositivo B, (temperatura do tanque de 25°C) Fluxo de alimentação para o microfiltro de membrana de fluxo cruzado: 2,0 m3/h Fluxo de alimentação para o dispositivo de divisão: 0,20 m3/h
Tabela 3
[000234] A partir da Tabela 3 (invenção) pode ser coletado que a capacidade de permeado em l/h/m2 usando o equipamento da invenção é aumentado em um fator de 1,5 se comparado com a capacidade de permeado obtido em um equipamento da técnica anterior como foi destacado na Tabela 2 (técnica anterior). Em particular, o diâmetro de partícula médio (d50) das partículas na suspensão S obtidas no equipamento da invenção foi determinado como sendo 1,05 μo. gpswcpvq q fkâogVtq ofifkq *f72+ fcu partículas na suspensão S usando o equipamento da técnica anterior fica quase constante. A turbidez da amostra de permeado obtida no equipamento da invenção e tomada após 165 minutos foi menor do que 0,3 NTU.
[000235] No presente exemplo, Microdol A extra uma dolomita como descrita no Exemplo 1 foi usado como o pelo menos um carbonato de metal alcalino terroso.
[000236] O objetivo das tentativas no Exemplo 2 foi produzir uma suspensão de carbonato de hidrogênio de metal alcalino terroso de um pH de 7,8 ± 0,1 fora da dolomita em uma temperatura aumentada de 40°C.
[000237] O material de alimentação de dolomita no início da tentativa teve um d10 de 0,35 μo. wo f72 fg 4.97 μo g wo f;2 fg 32,75 μo.
[000238] As condições de operação e de reação são dadas na Tabela 4. Invenção: Tentativa c) Dispositivo B, (temperatura do tanque de 40°C) Fluxo de alimentação para o microfiltro de membrana de fluxo cruzado: 2,0 m3/h Fluxo de alimentação para o dispositivo de divisão: 0,20 m3/h
Tabela 4
[000239] A partir da Tabela 4 pode ser coletado que a capacidade de permeado em l/h/m2 usando o equipamento da invenção a 40°C é aumentada em um fator de 1,33 se comparada com a capacidade de permeado obtido no equipamento da invenção a 25°C e se comparado com o equipamento da técnica anterior como destacado na Tabela 2 (técnica anterior) mesmo em um fator de 2,0. Os Exemplos mostram claramente o aprimoramento da eficiência das instalações da invenção da Tentativa b) e c) contra a Tentativa a).
[000240] No presente exemplo, um mármore bruto da região de Carinthia, Áustria foi usado. O conteúdo insolúvel em HCl foi de 7,5% em peso (aproximadamente 90% em peso de mica e 10% em peso quartzo, determinado por XRD).
[000241] O material de alimentação de mármore no início da tentativa Vgxg wo f32 fg 3.2 μo. wo f72 fg 46.7 μo g wo f;2 fg 326 μθo C átgc fg superfície específica (SSA) foi menor do que 0,1 m2/g.
[000242] As condições de operação e de reação da instalação podem ser coletadas da Tabela 5. Tentativa d), Dispositivo B, (temperatura de tanque de mistura de 24°C) Fluxo de alimentação para o microfiltro de membrana de fluxo cruzado: 2,0 m3/h Fluxo de alimentação para o dispositivo de divisão: 0,065 m3/h
Tabela 5
[000243] A área de superfície de partícula total (SSAtotal) da suspensão S obtida no equipamento da invenção e tomada após 105 minutos representou 185.000 m2/tonelada da suspensão S.
[000244] A turbidez da amostra de permeado obtida no equipamento da invenção tomada após 165 minutos foi menor do que 0,3 NTU.
[000245] 2 litros de permeado límpido obtido após 180 minutos foram aquecidos por 2 h a 70°C, e o precipitado resultante foi coletado através de filtração usando um disco de filtro de membrana de laboratório tendo um fkâogVtq fg 72 mm g wo Vcocpjq fg rqtq fg 2.4 μo *rtqfwzkfq rqt Millipore).
[000246] A análise de XRD do precipitado resultante mostra a sequência:
[000247] Assim, os resultados de XRD e o conteúdo insolúvel em HCl mostram que uma solução de CaHCO3 muito límpida bem como carbonato de cálcio precipitado muito puro é obtido a partir de um material de partida que contém um conteúdo insolúvel em HCl (impurezas) de 7,5% em peso.
[000248] Este exemplo demonstra claramente que a instalação da invenção produz soluções de extração muito puras bem como minerais, pigmentos e/ou enchedores de material de partida impuro. Este exemplo mostra o uso da instalação da invenção como uma alternativa com boa relação custo-benefício para os processos onde produtos químicos são usados para separar as fases de mineral, de pigmento e/ou de enchedor.
[000249] No presente exemplo, uma parte de uma dolomita Microdol A extra como descrita no Exemplo 1 foi misturada com duas partes de calcário da região de Avignon, França, e foi usada como a união de carbonatos de metal alcalino terroso.
[000250] O objetivo da tentativa no Exemplo 4 foi para produzir uma solução de carbonato de hidrogênio de metal alcalino terroso de um pH de 6,5 a 6,7 na escala piloto.
[000251] A união de carbonato de metal alcalino terrosos teve um d10 fg 2.65 μo. woc f72 fg 4.65 μo g woc f;2 fg 8.85 μo pq kpíekq fc VgpVcVkxc.
[000252] A união foi alimentada como 50% em peso de suspensão em água.
[000253] As condições de operação e de reação da instalação podem ser coletadas da Tabela 6.
[000254] A instalação compreende um tanque de alimentação tendo um volume de tanque de alimentação de 1.000 l como unidade de mistura incluindo um agitador e um microfiltro de membrana de polietileno de fluxo cruzado como a unidade de microfiltração de membrana de fluxo cruzado e uma unidade de divisão que são instalados em paralelo. A suspensão compreendendo minerais, pigmentos e/ou enchedores introduzida na unidade de mistura assim pode ser retirada simultaneamente ou independentemente através de pelo menos duas saídas localizadas na unidade de mistura e direcionadas e passadas através da unidade de microfiltração de membrana de fluxo cruzado e/ou unidade de divisão. Pelo menos uma parte do filtrado que sai da unidade de microfiltração de membrana de fluxo cruzado e/ou a suspensão que sai da unidade de divisão é direcionada de volta para a unidade de mistura. O microfiltro de membrana de polietileno de fluxo cruzado possui uma área de membrana total de 8 m2, um diâmetro de tubo inerte de 5,5 mm e tem 3 m de comprimento. Adicionalmente, o microfiltro possui um diâmetro fg rqtq fg 3.2 μo g eqortggpfg 396 Vwdqu go rctcngnq *o„fwnq fg hknvtq fg Seprodyn SE 150 TP 1L/DF, Microdyn).
[000255] Água de alimentação: água deionizada obtida a partir de um equipamento de troca iônica de Christ, Aesch, Suíça, (< 1 mg/l carbonato de metal alcalino terroso).
[000256] Fluxo de alimentação da suspensão S para a unidade de membrana de fluxo cruzado: 36 m3/h, velocidade pelas membranas: 3 m/s.
[000257] Pressão na entrada de membrana de fluxo cruzado: 100 kPa (1 bar)
[000258] Pressão na saída de membrana de fluxo cruzado: 30 kPa (0,3 bar)
[000259] Pressão na saída da solução: 5 kPa (0,05 bar)
[000260] Fluxo de alimentação da suspensão S para o dispositivo de divisão: 0,40 m3/h
[000261] Pressão na entrada da unidade de divisão: 70 a 80 kPa (0,7 a 0,8 bar)
[000262] Dose de CO2: 2,0 litro/min em uma pressão de 150 a 160 kPa (1,5 a 1,6 bar)
[000263] Alimentação de sólidos da suspensão S: 15% em peso
[000264] Os resultados são medidos a pós 44 horas de corrida contínua.
Tabela 6
[000265] A superfície de partícula específica da suspensão S obtida na instalação da invenção e tomada após 44 horas foi de 408.000 m2/tonelada da suspensão S.
[000266] Uma primeira qualidade de água de torneira compreendendo 45 mg/l carbonato de metal alcalino terroso (soma de CaCOs/MgCOs) foi produzido através de diluição do permeado desta tentativa com alimentação de água. A capacidade resultante desta tentativa corresponde a aproximadamente 6,7 m3/h em uma concentração de 45 mg/l carbonato de metal alcalino terroso.
[000267] Uma segunda qualidade de água de torneira compreendendo 100 mg/l carbonato de metal alcalino terroso l(CaCO3) e 10 - 15 mg/l de carbonato de metal alcalino terroso 2 (MgC03) foi produzido através da diluição do permeado desta tentativa com alimentação de água. A capacidade resultante desta tentativa corresponde a aproximadamente 2,7 m3/h em uma concentração de 100 mg/l de CaCO3 e 10 a 15 mg/l de MgCO3.
[000268] O consumo de energia elétrica total da instalação da invenção para obter 1 m3 da segunda qualidade de água de torneira foi de 0,07 a 0,12 kWh por m3 de qualidade de água de torneira 2.
[000269] O consumo de energia elétrica para a parte de moinho da instalação da invenção para obter 1 m3 da segunda qualidade de água de torneira foi de 0,06 a 0,09 kWh por m3 de qualidade de água de torneira 2.
Claims (29)
1. Instalação para a purificação de minerais, pigmentos e/ou enchedores e/ou o preparo de carbonato de metal alcalino terroso precipitado e/ou mineralização de água, a instalação caracterizada pelo fato de que compreende em comunicação fluida a) pelo menos uma unidade de mistura provida com pelo menos duas entradas e pelo menos uma saída, b) pelo menos uma unidade de divisão compreendendo meios de divisão, e c) pelo menos uma unidade de filtração de membrana provida com pelo menos uma entrada e pelo menos uma saída, em que pelo menos uma saída da pelo menos uma unidade de mistura está conectada com pelo menos uma entrada da pelo menos uma unidade de filtração de membrana e pelo menos uma saída da pelo menos uma unidade de filtração de membrana está conectada com pelo menos uma entrada da pelo menos uma unidade de mistura.
2. Instalação de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a pelo menos uma unidade de mistura compreende um dispositivo de agitação.
3. Instalação de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que a pelo menos uma unidade de mistura compreende um dispositivo de aquecimento capaz de aquecer o conteúdo da pelo menos uma unidade de mistura para uma temperatura de entre 5°C e 90°C, e preferivelmente entre 20°C e 50°C.
4. Instalação de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que a pelo menos uma unidade de divisão é pelo menos um dispositivo de moagem e/ou pelo menos um dispositivo de esmagamento, e preferivelmente é pelo menos um dispositivo de moagem.
5. Instalação de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que a pelo menos uma unidade de divisão é pelo menos um dispositivo de moagem vertical e/ou pelo menos um dispositivo de esmagamento vertical ou pelo menos um dispositivo de moagem horizontal e/ou pelo menos um dispositivo de esmagamento horizontal.
6. Instalação de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que a pelo menos uma unidade de divisão é um moinho de microesferas de interstício anular cônico.
7. Instalação de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que a pelo menos uma unidade de divisão compreende meios de divisão tendo um valor de diâmetro de partícula médio mássico d50 de a partir de 0,01 mm até 100 mm, preferivelmente a partir de 0,1 mm até 75 mm e ainda mais preferivelmente a partir de 0,5 mm até 5 mm.
8. Instalação de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que a pelo menos uma unidade de divisão compreende microesferas móveis como meios de divisão feitos de um material selecionado a partir do grupo compreendendo areia de quartzo, vidro, porcelana, óxido de zircônio, silicato de zircônio e misturas dos mesmos, opcionalmente compreendendo quantidades menores de minerais adicionais.
9. Instalação de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que os meios de divisão da pelo menos uma unidade de divisão são feitos de um mineral, pigmento e/ou material enchedor, preferivelmente os meios de divisão e os minerais, os pigmentos e/ou os enchedores a ser purificados e/ou a ser preparados são do mesmo material.
10. Instalação de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que a pelo menos uma unidade de filtração de membrana é um dispositivo de filtração de membrana de fluxo cruzado, e preferivelmente é um dispositivo de microfiltração de membrana de fluxo cruzado e/ou um dispositivo de ultrafiltração de membrana de fluxo cruzado.
11. Instalação de acordo com a reivindicação 10, caracterizada pelo fato de que o dispositivo de filtração de membrana de fluxo cruzado compreende pelo menos uma membrana de filtro de tubo tendo um diâmetro interno do tubo a partir de 0,01 mm até 25 mm, preferivelmente a partir de 0,1 mm até 10 mm.
12. Instalação de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizada pelo fato de que a pelo menos uma unidade de filtração de membrana compreende pelo menos uma membrana tendo um tamanho de poro de entre 0,01 μm e 10 μm, preferivelmente entre 0,05 μm e 5 μm e ainda mais preferivelmente entre 0,1 μm e 2 μm.
13. Instalação de acordo com a reivindicação 12, caracterizada pelo fato de que o material de membrana é selecionado a partir do grupo compreendendo um material sinterizado, porcelana porosa, polímeros sintéticos, como polietileno, polipropileno ou Teflon®, e misturas dos mesmos.
14. Instalação de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 13, caracterizada pelo fato de que a velocidade de fluxo através da pelo menos uma membrana do dispositivo de filtração de membrana de fluxo cruzado está entre 0,1 m/s e 10 m/s, preferivelmente entre 0,5 m/s e 5 m/s e ainda mais preferivelmente entre 1 m/s e 4 m s e/ou a pressão na entrada do dispositivo de filtração de membrana de fluxo cruzado está entre 0 kPa a 3000 kPa (0 bar e 30 bar), preferivelmente entre 20 kPa a 1000 kPa (0,2 bar e 10 bar) e ainda mais preferivelmente entre 50 a 500 kPa (0,5 e 5 bar).
15. Instalação de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que a instalação compreende pelo menos três saídas, preferivelmente pelo menos quatro saídas e mais preferivelmente pelo menos cinco saídas e/ou a instalação compreende pelo menos quatro entradas, preferivelmente pelo menos cinco entradas e mais preferivelmente pelo menos seis entradas.
16. Instalação de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que a pelo menos uma unidade de mistura compreende pelo menos duas saídas e/ou pelo menos três entradas, preferivelmente pelo menos quatro entradas.
17. Instalação de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que a instalação compreende pelo menos uma entrada de gás, preferivelmente uma entrada de CO2.
18. Instalação de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que a pelo menos uma unidade de mistura compreende pelo menos duas entradas que são entradas de líquido, preferivelmente pelo menos três entradas de líquido, e mais preferivelmente pelo menos quatro entradas de líquido.
19. Instalação de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que a instalação compreende pelo menos uma unidade de controle regulando o nível de enchimento da pelo menos uma unidade de mistura, velocidade de bomba, pH, condutividade, concentração de íon de cálcio (por exemplo, através de um eletrodo sensível a íon) e/ou temperatura.
20. Instalação de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que a instalação compreende pelo menos uma bomba localizada entre a pelo menos uma unidade de mistura e a pelo menos uma unidade de filtração de membrana.
21. Instalação de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que pelo menos uma saída da pelo menos uma unidade de mistura está conectada com pelo menos uma entrada da pelo menos uma unidade de divisão e pelo menos uma saída da pelo menos uma unidade de divisão está conectada com pelo menos uma entrada da pelo menos uma unidade de mistura.
22. Instalação de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que a instalação compreende adicionalmente pelo menos uma bomba localizada entre a pelo menos uma unidade de mistura e a pelo menos uma unidade de divisão.
23. Instalação de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que a capacidade de bombeamento da pelo menos uma bomba (em m3/h da soma) alimentando a pelo menos uma unidade de filtração de membrana é de 0,01 a 100 vezes o volume da pelo menos uma unidade de mistura e/ou a razão da capacidade de bombeamento da pelo menos uma bomba (em m3/h da soma) alimentando a pelo menos uma unidade de divisão para a capacidade de bombeamento da pelo menos uma bomba (em m3/h da soma) alimentando a pelo menos uma unidade de filtração de membrana está entre 1:1 e 1:1000 e preferivelmente entre 1:5 e 1:250.
24. Instalação de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 20, caracterizada pelo fato de que a pelo menos uma unidade de divisão está integrada na pelo menos uma unidade de mistura.
25. Instalação de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 24, caracterizada pelo fato de que pelo menos uma entrada que é uma entrada de gás está localizada entre a pelo menos uma unidade de mistura e a pelo menos uma unidade de divisão, mais preferivelmente entre uma bomba de alimentação da pelo menos uma unidade de divisão e a pelo menos uma unidade de divisão, e ainda mais preferivelmente na entrada da unidade de divisão.
26. Instalação de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 25, caracterizada pelo fato de que a pelo menos uma entrada que é uma entrada de gás é um injetor de venturi que está localizado entre a pelo menos uma unidade de mistura e a pelo menos uma unidade de divisão, e preferivelmente está localizada entre a saída da pelo menos uma unidade de mistura e a entrada da pelo menos uma unidade de divisão.
27. Instalação de acordo com a reivindicação 24, caracterizada pelo fato de que pelo menos uma entrada que é uma entrada de gás está localizada no topo do veio oco do dispositivo de agitação da pelo menos uma unidade de mistura.
28. Uso de uma instalação como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 27, caracterizado pelo fato de que é para a purificação de minerais, pigmentos e/ou enchedores e/ou a mineralização de água.
29. Uso de uma instalação como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 27, caracterizado pelo fato de que é para o preparo de carbonato de metal alcalino terroso precipitado.
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