BRPI0112455B1 - método de tratamento, no local de uso, de mistura aquosa com, pelo menos, uma impureza e dispositivos de síntese contínua de ferrato em anbiente aquoso. - Google Patents

Abstract

"métodos e dispositivos de síntese contínua de ferrato e métodos de tratamento, no local de uso, de uma mistura aquosa com, pelo menos, uma impureza, de purificação de água potável, de água de rejeito e de esgoto". descreve-se novos métodos e dispositivos para a síntese do ferrato e seus usos. um aspecto da invenção diz respeito à síntese do ferrato num local próximo do ponto de uso, outro aspecto da invenção diz respeito a dispositivos e métodos de síntese do ferrato.

Description

“Método de Tratamento, no Local de Uso, de Mistura Aquosa com, Pelo Menos, uma Impureza e Dispositivos de Síntese Oontínua de Ferrato em Ambiente Aquoso” Relatório Descritivo Campo da invenção A presente invenção refere-se em geral à produção e aplicação do íon ferrato. Mais particularmente, a presente invenção refere-se a métodos e sistemas de tratamento, com o íon ferrato, de soluções contendo impurezas.

Antecedentes da Invenção O íon ferrato Fe042_ é um íon tetraédrico que se acredita seja isostrutural em relação ao cromato, Cr042', e o permanganato, MnC>4~ - Tem sido sugerido que o íon ferrato existe no meio aquoso sob a forma da espécie tetraédrica FeC>42'. Os potenciais redox para o íon Fe042_ têm sido estimados tanto em meio acídico como básico (R. H. Wood, J. Am. Chem. Soc., Vol 80, p 2038-2041 (1957)): E° = 2.20V E° = 0.72V O ferrato é um oxidante forte que consegue reagir com uma variedade de agentes redutores e substratos inorgânicos ou orgânicos (R. L. Bartzatt, d. Carr, Trans. Met. Chem., Vol 11 (11), ρρ 414-416 (1986); Τ. J. Audette, J.

Quail e P. Smith, J. Tetr. Lett., Vol 2, pp 279-282 (1971); J. Darling, V. Kumari e J. BeMiller, J. Tetr. Lett., Vol. 40, p. 4143 (1972); e R. K. Murmann e H. J. Goff, J. Am. Chem. Soc., Vol 93, p. 6058-6065 (1971). Pode, portanto, atuar como oxidante seletivo para estudos orgânicos sintéticos e é capaz de oxidar/remover uma variedade de compostos orgânicos e inorgânicos e destruir muitos contaminantes em meios aquosos e não aquosos.

Na ausência de um redutor mais adequado, o ferrato reagirá com água para formar o íon férrico e oxigênio molecular, de acordo com a seguinte equação (J. Gump, W. Wagner e E. Hart, Anal. Chem., Vol 24, p, 1497-1498 (1952)).

Esta reação é de interesse particular para o tratamento de água, porque proporciona um mecanismo adequado para a autoremoção de ferrato da solução. Em todas as reações de oxidação, o produto iônico final é o íon férrico não tóxico que forma oligômeros de hidróxido. Finalmente, ocorre floculação e sedimentação, que removerão a matéria particulada suspensa.

O uso de ferrato pode, portanto, proporcionar uma alternativa segura, conveniente, versátil e efetiva do ponto de vista de custos para abordagens correntes para tratamento de água, água de rejeito e lama. A este respeito, o ferrato é um oxidante ambientalmente amistoso que representa um substituto viável para outros oxidantes, particularmente cromato e cloro, que constituem uma preocupação ambiental. O óxido férrico, caracteristicamente conhecido como ferrugem, é o produto férrico da oxidação pelo ferrato. Portanto, o ferrato tem a distinção de ser um oxidante “ambientalmente seguro”. Se bem que as reações de oxidação com o ferrato pareçam similares àquelas conhecidas para o MnOr e Cr042', o ferrato exibe maior seletividade de grupo funcional com maior taxa de reatividade nas suas oxidações e geralmente reage de modo a formar um produto de reação mais limpo.

Um problema que obstaculiza a implementação do ferrato é a dificuldade da sua preparação. Esta dificuldade pode levar a custos de produção aumentados. Além disso, somando-se ao custo, os métodos correntes conhecidos para a produção de um produto de ferrato comercialmente útil e efetivo e os resultados desses métodos têm sido menos do que satisfatórios. Existe a necessidade de novos procedimentos de preparação de síntese que sejam mais fáceis e menos dispendiosos, a fim de proporcionar material de ferrato a preços economicamente competitivos. São conhecidas três abordagens para a síntese do ferrato: eletrólise, oxidação do Fe203 numa fusão alcalina ou oxidação do Fe(III) numa solução alcalina concentrada com um oxidante forte.

No laboratório, por meio da oxidação do hipoclorito do íon (Fe(III)) em solução fortemente alcalina (NaOH), o produto ferrato foi precipitado pela adição de KOH (G. Thompson, L. Ockerman e d. Schreyer, d. Am. Chem. Soc., Vol 73, pp. 1379-8 1 (1951)): O sólido púrpura resultante é indefinidamente estável, quando mantido seco. A produção comercial de ferrato usa caracteristicamente um esquema sintético semelhante à preparação laboratorial, envolvendo também uma reação do hipoclorito. Mais comumente, com o uso da oxidação alcalina do Fe(III), o ferrato de potássio (KsFeOV) é preparado via oxidação gasosa do cloro em soda cáustica de hidróxido férrico, envolvendo um intermediário de hipoclorito. Outro método de produção do ferrato foi descrito por Johnson na Patente Americana 5.746.994.

Um certo número de dificuldades estão associadas à produção de ferrato usando o método acima, descrito. Por exemplo, devem ser asseguradas várias exigências, quanto à pureza do reagente, para maximizar o rendimento e a pureza do ferrato. Contudo, mesmo com estas exigências satisfeitas, a pureza do produto de ferrato de potássio ainda varia grandemente e depende de muitos fatores, tais como o tempo de reação, a temperatura, a pureza dos reagentes e o processo de isolamento. O ferrato preparado desta forma geralmente contém impurezas, sendo os contaminantes maiores hidróxidos e cloretos de metal alcalino e óxido férrico. Contudo, as amostras deste grau de pureza são instáveis e rapidamente se decompõem de modo completo em óxiclos férricos.

Além dos problemas específicos com impurezas e instabilidade de produtos, também existem problemas mecânicos associados ac» isolamento do produto ferrato sólido, tais como filtração a frio de soluções de lixívia de consistência xaroposa. São conhecidos e usados outro s processos de preparação de ferratos, muitos dos quais envolvendo as reações com o hipoclorito. Por exemplo, a Patente Americana 5.202.108, de Deininger, descreve um processo de produção de ferrato (VI) estável de elevada pureza usando óxido beta-férrico (beta-FesOa) e, preferivelmente, óxido beta-férrico monohidratado (beta- F e 2 O 3 · Η o O), em que a corrente de procluto não usado pode ser reciclada para o reator de ferrato para a produção de mais ferrato.

As Patentes Americanas 4.385.045 e 4.55 1.32*5, de Thompson, descrevem um método de preparação direta de ferratos de metal alcalino ou metal alcalino-terroso a partir de materiais de partida econômicos, facilmente disponíveis, em que o ferro no produto tem uma valência de +4 ou +6. O método envolve fazer reagir o óxido de ferro com um óxido de metal alcalino ou peróxido numa atmosfera isenta de oxigênio ou fazendo reagir ferro elementar com um peróxido de metal alcalino numa atmosfera isenta de oxigênio. A Patente Americana 4.405.573, de Deininger e colaboradores, descreve um processo de produção em larga escala de ferrato de potássio em grandes quantidades (projetado para ser um processo comercial), fazendo reagir hidróxido de potássio, cloro e um sal férrico na presença de um composto estabilizante de ferrato. A Patente Americana 4.500.499, de Kaczur e colaboradores, descreve um método de obtenção de sais de ferrato de metal alcalino ou metal alcalino-terroso altamente purificados a partir de uma mistura de reação de ferrato cru, usando tanto modos de operação em batelada como contínuos. A Patente Americana 4.304.760, de Mein e colaboradores, descreve um método de remoção seletiva de hidróxido de potássio a partir de ferrato de potássio cristalizado, lavando-o com uma solução aquosa de sal de potássio (preferivelmente, um sal de fosfato para promover a estabilidade do ferrato na fase sólida, assim como em solução aquosa) e um ácido inorgânico a um pH alcalino. A Patente Americana 2.758.090, de Mills e colaboradores, descreve um método de produção de ferrato, que envolve uma reação com hipoclorito, assim como um método de estabilização do produto de ferrato, de forma que possa ser usado como agente oxidante. A Patente Americana 2.S35.553, de Harrison e colaboradores, descreve um método que usa uma et apa de aquecimento em que são preparados novos ferratos de metal alcalino com uma valência +4 fazendo reagir o ferrato (III) de metal alcalino com c* óxido (ou peróxido) do mesmo metal alcalino, ou diferente, de modo a produzir o ferrato (IV) correspondente. A Patente Americana 5.284.642, de Evrard e colaboradores, descreve a preparação de ferratos de metal alcalino ou alcalino-terroso que são estáveis e utilizáveis industrialmente como oxidantes e o uso destes ferratos para o tratamento de água por oxidação. É também descrita a estabilização do sulfato. É desejável o desenvolvimento de uma fonte econômica de ferrato para obter os benefícios associados ã aplicação de ferrato numa ampla gama de processos. Em vista das dificuldades associadas aos métodos previamente conhecidos de preparação de ferrato s e os problemas inerentes aos ferratos produzidos por estes métodos conhecidos, existe, portanto, uma necessidade de novo método de preparação do ferrato que seja fácil, conveniente, seguro e econômico e que evite tanto os problemas químicos como os mecânicos. Existe também a necessidade de um sistema que reduza ou atue contra a estabilidade limitada do ferrato e sistemas que empreguem o ferrato como oxidante e desinfetante ambientalmente amisto so.

Sumário da invenção Descreve- se um método contínuo de síntese do ferrato, que compreende a mistura de uma solução aquosa que contém um sal de ferro e um agente oxidante numa câmara de mistura; o fornecimento de, pelo menos, uma parte da solução aquosa para uma câmara de reação; a geração contínua de ferrato na câmara de reação: o fornecimento de, pelo menos, uma parte do ferrato para um ponto de uso que esteja próximo da câmara de reação; e a adição de uma solução aquosa à câmara de mistura.

Também é descrito um método de tratamento, num local de uso, de uma mistura aquosa tendo, pelo menos, uma impureza, compreendendo a geração contínua de ferrato numa câmara de reação localizada próximo ao local de uso; o contato do ferro com a mistura aquosa no local de uso, pelo que, pelo menos, uma parte da impureza fica oxidada.

Também é descrito um dispositivo de síntese contínua do ferrato, que compreende uma primeira câmara de retenção; uma segunda câmara de retenção; uma câmara de mistura, ligada de modo controlável à primeira câmara de retenção e â segunda câmara de retenção, para cujo interior o conteúdo da primeira câmara de retenção e o conteúdo da segunda câmara de retenção são adicionados para formar uma mistura; uma câmara de reação ligada de modo controlável à câmara de mistura, na qual a mistura é mantida por um período de tempo; e uma abertura de saída na cãrnara de reação. através da qual a mistura pode ser transportada para um ponto de uso próximo.

Também é descrito um sistema de síntese contínua do ferrato, que compreende uma primeira câmara de retenção, que contém um sal de ferro; uma segunda câmara de retenção, que contém um agente oxidante; uma câmara de mistura, ligada de modo controlável à primeira câmara de retenção e à segunda câmara de retenção, na qual o sal de ferro e o agente oxidante são adicionados de maneira controlada para formar urna mistura; uma câmara de reação, ligada de modo controlável â câmara de mistura, em cujo interior a mistura é mantida durante um período de tempo e na qual o ferrato é sintetizado; e uma abertura de saída na câmara de reação, através da qual o ferrato pode ser transportado para um ponto de uso próximo. O “período de tempo” durante o qual a 1 mistura é mantida na câmara de reação pode situar-se desde segundos a horas e dias, mas, pode ser qualquer período de tempo maior do que zero segundos.

Também é descrito um método de i síntese contínua de ferrato, que compreende proporcionar uma mistura de um sal de ferro e um agente oxidante; fornecer continuamente, pelo menos, uma parte da mistura a uma câmara de aquecimento; expor a mistura a ) elevadas temperaturas na câmara de aquecimento, gerando, desse modo, ferrato; remover, pelo menos, uma parte do ferrato gerado a partir da câmara de aquecimento; adicionar mais mistura ã câmara de aquecimento.

Também é descrito um dispositivo de síntese contínua do ferrato, que compreende uma câmara de retenção; um movimentador, ligado de modo controlável à câmara de retenção, de tal forma que, pelo menos, uma parte do conteúdo da câmara de retenção seja transferido para o movimentador; uma câmara de aquecimento, através da qual, pelo menos, uma parte do movimentador se desloca; uma abertura de saída na câmara de aquecimento, através da qual o conteúdo do movimentador pode ser transportado para um local de uso próximo.

Também é descrito um dispositivo de síntese contínua do ferrato, que compreende uma câmara de mistura com dois elétrodos, em que os elétrodos proporcionam corrente elétrica suficiente para converter uma solução de um sal de ferro numa solução de ferrato; uma c â m ara de reação, ligada de modo controlável à câmara de mistura, na qual a mistura é mantida durante um período de tempo; e uma abertura de saída na câmara de reação, através da qual a mistura pode ser transportada para um local de uso próximo. A mistura é mantida na câmara de reação durante um período de tempo maior do que zero segundos.

Também é descrito um método de síntese contínua do ferrato, que compreende fornecer continuamente uma solução aquosa que contém um sal de ferro numa câmara de mistura., em que a câmara de mistura compreende, pelo menos, dois elétrodos; suprir corrente elétrica suficiente aos, pelo menos, dois elétrodos para converter, pelo menos, uma parte do sal de ferro em ferrato; fornecer, pelo menos, uma parte do ferrato a um local de uso que esteja próximo da câmara de reação; e adicionar mais solução aquosa à câmara de mistura.

Também é descrito um método de síntese de ferrato, que compreende misturar uma solução aquosa que contém um sal de ferro e um agente oxidante numa câmara de mistura; suprir, pelo menos, uma parte do ferrato a um local de uso que esteja próximo da câmara de mistura.

Breve Descrição das Figuras A Figura IA representa uma modalidade do dispositivo para a síntese da fase de solução do íon ferrato. A Figura 1B representa outra modalidade do dispositivo para a síntese da fase de solução do íon ferrato. A Figura 2 representa uma modalidade do dispositivo de síntese da fase sólida do íon ferrato. A Figura 3 representa uma modalidade do dispositivo de síntese eletroquímica do íon ferrato. A Figura 4 é um fluxograma que representa algumas modalidades do processo de geração e purificação do ferrato.

Descrição Detalhada das Modalidades Preferidas É lim objetivo da invenção proporcionar um método novo, conveniente, econômico e seguro de produção de um sal de ferrato. Esse método pode produzir o sal de sódio, mas, pode ser usado para preparar outros sais de cátions do Grupo I ou Grupo II ou outros cátions, quer metálicos, quer não. É um objetivo da invenção proporcionar um oxidante ambientalmente amistoso para aplicação numa variedade de problemas de contaminantes de água de rejeito e de tratamento de água. Esse oxidante gera produto(s) de reação mais limpo(s) e, portanto, pode ser usado para substituir os oxidantes ambientais, laboratoriais e industriais existentes que possam ter efeitos colaterais ou custos prejudiciais. É um objetivo da invenção proporcionar um oxidante químico de reparação industrial e ambiental novo, seguro e econômico, que ultrapasse os problemas associados aos oxidantes conhecidos para tratamento de água (por exemplo, cloro, hipoclorito, dióxiclo de cloro, permanganato e ozônio) e os subprodutos destes oxidantes. É um objetivo da invenção proporcionar um novo produto de ferrato a ser usado no controle de sulfetos, incluindo gás sulfídrico, nos sistemas de esgotos, água subterrânea, plantas de tratamento e instalações de tratamento de rejeitos. É um objetivo da invenção proporcionar um produto de ferrato aperfeiçoado para reparação de contaminantes de urânio, transurânicos, propelentes combustíveis de foguetes (hidrazina e monoetilhidrazinas) e gás mostarda. É um objetivo adicional da invenção proporcionar urn produto inovatório a ser usado como coagulante e desinfetante. É um objetivo da presente invenção proporcionar um oxidante a ser usado na des infecção e coagulaçâo de água potável, controle de bioincrustação, descontaminação de águas subterrâneas, lavagem de superfícies sólidas e tratamento de águas de rejeitos. É um objetivo da presente invenção proporcionar um oxidante a ser usado na química de sínteses. É um objetivo da presente invenção proporcionar um oxidante a ser usado na preparação de superfícies, incluindo a preparação de superfícies de polímeros e superfícies metálicas. A fim de alcançar, pelo menos, um dos objetivos acima declarados, são providos os seguintes métodos, fabricos, composições de matéria e usos dos mesmos. I - Geração no local Os inventores descobriram que muitos dos problemas presentemente sem solução associados ao uso do ferrato referem-se á purificação e armazenagem do ferrato. Portanto, nalgurnas modalidades da invenção, é proporcionado um sistema de produção de ferrato e uso do mesmo sem purificação, embalagem ou prepartação substancialmente adicionais. Como o ferrato, na sua forma não purificada, se decompõe rapidamente, o ferrato produzido pelos métodos providos não precisa de ser armazenado. O ferrato pode, e preferentemente o é, ser usado imediatamente ou substancialmente próximo depois da sua geração. Portanto, certas modalidades da presente invenção proporcionam um dispositivo que é projetado para ficar localizado em estreita proximidade ao local de uso, de tal forma que, quando o ferrato é produzido, pode ser rapida e eficientemente fornecido ao local de uso, sem substaneial purificação, embalagem, embarque, transferência ou preparação adicionais.

Conforme aqui usado, os termos “local de geração” ou "ponto de geração” referem-se ao locai em que está localizado o dispositivo de geração do ferrato. Numa modalidade aqui exemplificada, o local de geração inclui uma câmara de reação para geração de ferrato. Os termos "local de uso”, "ponto de uso” ou "local de tratamento” referem-se ao local em que o ferrato é contatado com o objeto que deve oxidar, sintetizar, desinfetar, limpar, recobrir, encapsular ou coagular.

Os termos “estreita proximidade” e “próximo” são aqui usados de modo intercam-biável. Estes termos são usados para referir-se às localizações relativas do ponto de geração e o ponto de uso, quando os dois locais estão dentro de uma distância que permite que o ferrato se desloque por essa distância dentro de uma meia vida da sua decomposição. “Meia vida’’ de uma decomposição é entendido ser o tempo que leva para que uma metade do material presente sofra decomposição. A meia vida para qualquer composição de ferrato dada dependerá das condições solo as quais o ferrato é gerado e/ou armazenado. Assim, por exemplo, a temperatura, a concentração de base, a concentração de agente oxidante e a presença de impurezas tenderão a afetar a meia vida da composição de ferrato. Contudo, a meia vida pode ser prontamente medida pelos que têm conhecimentos ordinários da técnica com o uso de técnicas convencionais. Portanto, um ponto de geração é “próximo” a um local de uso, quando a concentração de ferrato no local de uso no momento do fornecimento for igual ou maior do que metade da concentração de ferrato no ponto de geração. A distância entre o local de geração e o ponto de uso é definida em termos da meia vida e uma extensão de tempo necessária para o fornecimento, em vez de simplesmente em termos de deslocamento físico. Assim, o deslocamento físico entre o ponto de geração e o local de uso que estejam em estreita proximidade pode variar, dependendo da meia vida da composição de ferrato que está sendo fornecida entre os dois locais e a velocidade a ' que a composição é suprida. Consequentemente, os fatores que afetam tanto a velocidade de transferência do ferrato como os fatores que afetam a meia vida afetarão o deslocamento físico máximo permissível para. que os dois locais permaneçam em estreita proximidade. Os fatores que afetam a velocidade de transferência do ferrato incluem, mas, sem limitação, a pressão gerada por uma bomba usada na transferência e o tamanho das tubulações usadas na transferência.

Os métodos de geração no local proporcionam um certo número de vantagens sobre os processos conhecidos. De início, como o ferrato produzido pode ser usado sem purificação ou estabilização substanciais adicionais, não há necessidade de armazenagem ou embarque. Além disso, a eliminação da necessidade de um ferrato altamente purificado, em última instância, economiza custos pelo aumento do rendimento da reação, porque menos materiais de partida são necessários para produzir a mesma quantidade de ferrato utilizável. A prática corrente de produção e purificação do ferrato envolve a produção de ferrato de sódio usando hidróxido de sódio, seguida da precipitação de ferrato de potássio usando hidróxido de potássio. Assim, os métodos correntes usam base em duas etapas distintas. Os métodos da presente invenção exigem substancialmente menos base para produzir ferrato utilizável, visto que os métodos não exigem a adição de hidróxido de potássio ao ferrato de sódio.

Assim, o ferrato produzido pelos métodos da presente invenção pode ser usado ou purificado num modo de fase de solução-para-solução, isto é, o ferrato é gerado na fase de solução e é usado na fase de solução, sem a cristalização interveniente ou conversão à fase sólida (isto é, fase solução-para-sólido). Se for necessária a purificação ou separação parcial, então, essa purificação ou separação pode ser alcançada na fase de solução também. Em certas modalidades da presente invenção, o ferrato produzido não é convertido para nenhuma fase além da fase de solução. O conceito de fase de solução-para-solução acima discutido proporciona vantagens sobre o método da fase solução-para-sólido. Por exemplo, conforme acima discutido, a conversão para sólido ou cristalização é limitado pela natureza do contra-íon. A cristalização do ferrato de potássio é menos difícil do que á cristalização do ferrato de sódio. O ferrato com certos contra-íons pode nunca ser cris talizadc» ou pode ser cristalizado sob condições muito difíceis. Usando o conceito de fase de solução-para-solução, pode ser virtualmente usado qualquer contra-íon. Além disso, uma vez o ferrato cristalizado, teria de ser re-dissolvido em meio aquoso para uso. A re-dissolução do ferrato adiciona tanto custos (perda de ferrato, adição de água e tanques de dissolução, para indicar apenas alguns) e tempo (tempo cie dissolução) ao processo. No método de fase de solução-para-solução, o ferrato já está em solução aquosa e pode ser usado como tal. Além disso, se o pH for ajustado, é mais eficiente ajustar o pH ct a corrente cie ferrato, uma vez; produzido, do que ajustar o pH de uma solução de ferrato preparada a partir da adição de ferrato sólido à água. Ainda outra vantagem do conceito de fase de solução-para-solução é a facilidade de produção de blendas tradicionais.

As vantagens acima resultam em que o processe* global é mais barato e mais econômico do que os processos disponíveis. O custo de produção relativamente baixo permite que o ferrato seja usado numa grande variedade de utilizações, que até aqui têm estado substancialmente indisponíveis aos benefícios de oxidação do composto devido ao seu custo. De modo mais importante, o ferrato pode agora ser tornado disponível para instalações de águas municipais e de tratamento de águas de rejeito, que são sensíveis a custos.

Além disso, a geração de ferrato no local permite que o usuário final controle a quantidade de ferrato a ser produzida. Isto pode aliviar ou reduzir a necessidade de controle de estoque do ferrato, além de aliviar ou reduzir a necessidade de armazenar o ferrato. II — Processo de preparação do ferrato A. — Produção em fase de solução Num aspecto, a invenção diz respeito a método de síntese contínua de ferrato, que compreende a mistura de uma solução aquosa contendo um sal de ferro e um agente oxidante numa câmara de mistura; fornecer, pelo menos, uma parte da solução aquosa a uma câmara de reação; gerar continuamente o fe rr ato na câmara de reação; fornecer, pelo menos, uma parte do ferrato a um local de uso que seja próximo da câmara de reação; e adicionar mais solução aquosa à câmara de mistura. É sabido dos especialistas na técnica que o ferro consegue aceitar um estado de oxidação na faixa de O a +8, incluindo os estados de oxidação +1, + 2, +3, +4, +5, +6 e + 7. O ferro no estado de oxidação O é o elemento ferro. A maioria dos compostos e sais de ferro encontrados na natureza têm um estado de oxidação de +2 (Fe(II)) ou +3 (Fe(III)). No contexto da presente invenção, “ferrato”· refere-se a um í o n que compreende ferro nos seus estados de oxidação +4, +5, +€>, +7 e + S, isto é, compreendendo Fe(IV), Fe(V), Fe(VI), Fe(VlI) ou (Fe(VIII). O íon ferrato também contém átomos de oxigênio. Pode compreender ou não átomos i de outros elementos. Além disso, o “ferrato” pode também referir-se a uma mistura de íons que compreende ferro em vários estados de oxidação, pelo menos, enquanto uma parte dos íons compreender ferro que exiba um estado de > oxidação de +4 ou mais elevado. Assim, por exemplo, o ferrato refere-se a FeC>42~, em que Fe(VI) e os outros átomos no íon são átomos de oxigênio. Uma solução que compreende íons FeO v2' pode conter também íons que exibem ) ferro no seu estado de oxidação +5 ou qualquer outro estado de oxidação, incluindo a forma elementar do ferro e seria ainda chamado ferrato. De modo semelhante, uma solução de ferrato pode não conter nenhum íon contendo Fe(VI). Uma solução de ferrato pode também compreender íons contendo Fe(V) ou Fc(IV). Portanto, qualquer íon compreendendo Fe(IV) ou átomos de ferro em estados de oxidação mais elevados e, pelo menos, um átomo de oxigênio é considerado como sendo “ferrato”. Os íons ferrato podem ser cátions ou ânions.

Os especialistas na técnica compreendem que qualquer íon requer um contra-íon de carga igual, se bem que oposta. Isto é também verdade para os íons ferrato da presente invenção. O contra-íon pode ser qualquer íon que torne neutra a carga total da mistura que compreende o íon ferrato. Quando o ferrato é um ânion, o contra-íon pode ser qualquer cátion. A forma mais comum de ferrato até hoje é K2FeC>4, em que o ferro está no seu estado de oxidação +6, o ferrato é um ânion e o contra-íon é potássio. Pode estar também presente qualquer outro contra-cátion, tal como, sem limitação, sódio, cálcio, magnésio, prata etc.

Por “gerar continuamente” ou “sintetizar continuamente” significa-se que, uma vez que o ferrato comece a ser fornecido ã câmara de reação, continua a haver uma quantidade de ferrato na câmara de reação durante o tempo que durar o método que estiver sendo praticado. Assim, conforme descrito a seguir com maior detalhe, numa modalidade de um processo de geração contínua de acordo com a presente invenção, há um fluxo constante de material a partir da câmara de mistura para a câmara de reação. Noutras modalidades, conforme também descrito abaixo, o material é transferido intermitentemente da câmara de mistura para a câmara de reação, ao mesmo tempo que se mantém, pelo menos, algum ferrato na câmara de reação.

Em certas modalidades, a solução aquosa adicional do método acima é adicionada numa quantidade tal que substitua substancialmente a parte da solução aquosa fornecida para a câmara de reação. No contexto da presente invenção, para uma segunda quantidade substituir de modo substancial uma primeira quantidade, a segunda quantidade pode ser menor, igual ou maior do que a primeira quantidade.

Em certas modalidades, o método de produção de ferrato compreende ainda adicionar uma base â solução aquosa. A base pode compreender uma base de nitrogênio ou um íon selecionado do grupo que consiste em hidróxido, óxido, sulfonato, sulfato, sulfito, hidrossulfito, fosfato, acetato, bicarbonato e carbonato ou uma combinação dos mesmos. As “bases de nitrogênio” são selecionadas a partir de aminas acíclicas e cíclicas. Exemplos de bases de nitrogênio incluem, sem limitação, amônia, amida, metilamina, metilamida, trimetilamina, trimetilamida, trietilamina, trietilamida, anilina, pirrolina, piperidina e piridina ou sais dos mesmos.

Para produzir ferrato pelos métodos da presente invenção, deve ser provido um sal de ferro. “Sa.1 de ferro” refere-se a um composto que compreende um átomo de ferro num estado de oxidação diferente de zero. O sal de ferro usado pelos métodos da presente invenção pode ser produzido in situ., isto é, oxidando ferro elementar, quer quimica, quer eletrocjuimica-mente antes da sua introdução na câmara de mistura ou realizando a oxidação dentro da câmara de mistura. O átomo de ferro no sal de ferro terá um estado de oxidação maior do que zero, preferivelmente + 2 ou +3, embora este estado de oxidação possa ser atingido transien-temente ã medida que o átomo de ferro é convertido do seu estado de oxidação inicial para o estado de oxidação final de +4 ou acima.

Em certas modalidades, o sal de ferro pode ser selecionado do grupo que consiste em nitrato férrico. nitrato ferroso, cloreto férrico, cloreto ferroso, brometo férrico. brometo ferroso, sulfato férrico. sulfato ferroso, fosfato férrico, fosfato ferroso, hidróxido férrico, hidróxido ferroso, óxidos férricos, óxidos ferrosos, carbonato ácido férrico, carbonato ácido ferroso, carbonato férrico e carbonato ferroso ou uma combinação dos mesmos. Todas as formas diferentes de óxido férrico e ferroso são tidas em consideração para serem usadas com os métodos da presente invenção.

Em algumas modalidades da presente invenção, o fcrrato é produzido por oxidação química do sal de ferro. A oxidação química é realizada misturando um agente oxidante ou uma solução contendo o agente oxidante com o sal cie ferro ou com a solução que contém o sal de ferro. Nalgumas modalidades, o agente oxidante, ou uma solução contendo o agente oxidante, é adicionado ao sal de ferro ou ã solução contendo o sal de ferro, enquanto, noutras modalidades, o sal de ferro, ou a solução contendo o sal de ferro, é adicionado ao agente oxidante ou a uma solução contendo o agente oxidante. Um “agente oxidante” é um composto químico que oxida outro composto e ele próprio é reduzido. Em certas modalidades, o agente oxidante compreende, pelo menos, urn dos seguintes: um íon hipohaleto, um íon haleto, um íon halato, um íon perhalato, ozônio, oxônio, balogênio, um peróxido, um superóxido, um perácido, um sal de um perácido e um ácido de Caro ou uma combinação dos mesmos.

As modalidades da invenção incluem aquelas em que o agente oxidante compreende um íon hipohaleto selecionado do grupo que consiste no íon hipoclorito, íon hipobromito e o íon hipoiodito. Noutras modalidades da invenção, o agente oxidante compreende um íon haleto selecionado do grupo que consiste no íon clorito, o íon bromito e o íon iodito. Ainda em outras modalidades da invenção, o agente oxidante compreende um íon halato selecionado do grupo que consiste no íon clorato, íon bromato e íon iodato. Certas outras modalidades da invenção incluem aquelas em que o agente oxidante compreende um íon perhalato selecionado do grupo que consiste no íon perclorato, íon perbromato e íon periodato.

Assim, numa modalidade da presente invenção, uma solução aquosa de um sal de ferro e um agente oxidante são misturados numa câmara de mistura. Uma base ou combinação de bases pode ser também adicionada ã câmara de mistura nesta altura. A solução é misturada na câmara de mistura durante um certo período de tempo, que pode situar-se desde segundos a horas, dependendo das condições da mistura, por exemplo, a temperatura ou concentração dos ingredientes. Os especialistas na técnica reconhecem que começa a produção de ferrato neste estágio. À medida que a mistura está tendo lugar, pelo menos, uma parte da solução aquosa é fornecida a uma câmara de reação. A solução aquosa é mantida na câmara de reação durante um certo período de tempo até que a concentração de ferrato na solução atinja um nível predeterminado. A concentração de ferrato para uso é determinada com base na necessidade de ferrato e as condições para a síntese ou uso. Certas aplicações podem exigir rendimentos maiores de ferrato do que outras. Portanto, o tempo em que a solução aquosa permanece na câmara de reação pode situar-se desde segundos a horas. A câmara de reação pode também ser usada como ‘‘tanque de retenção”, isto é, um lugar para manter o ferrato gerado, a uma certa temperatura, para ser usado mais tarde. O tanque de retenção pode estar ã temperatura ambiente ou a uma temperatura que seja ou maior ou menor do que a temperatura ambiente. A solução contendo o ferrato é, então, removida da câmara de reação e é fornecida ao local de uso. O local de uso é “próximo” da câmara de reação.

Em certas modalidades, à medida que a solução é removida da câmara de mistura para a câmara de reação, adiciona-se mais solução aquosa compreendendo o sal de ferro e o agente oxidante à câmara de mistura. Noutras modalidades, adiciona-se mais solução aquosa compreendendo o sal de ferro e o agente oxidante à câmara de mistura, após toda a mistura dentro da câmara de mistura ter sido transferida para a câmara de reação.

Considera-se em algumas das modalidades da presente invenção que o fluxo da solução aquosa a partir da câmara de mistura para a câmara de reação é contínuo. Portanto, enquanto for necessário o ferrato, novas bateladas da solução aquosa devem ser adicionadas â câmara de mistura.

Nalgumas das modalidades da presente invenção, além do sal de ferro, é adicionado um óxidc» metálico â mistura. O óxido metálico pode ser adicionado a qualquer ponto durante a produção do ferrato, quer como ingrediente original, quer na câmara de mistura, quer na câmara de reação, quer noutro lugar ao longo do trajeto. O óxido metálico pode ser também adicionado a uma mistura que compreende ferrato subsequente â produção de ferrato, quando o ferrato está sendo contatado, ou após o ferrato ter sido contatado, com o objetivo de ser sinte tizado, limpo, desinfetado, oxidado ou coagulado. O átomo metálico do óxido de rnetal pode ser um metal do grupo principal, um rnetal de transição ou metal de bloco f. Um “metal de transição” é um metal dentro das colunas 3-12 da Tabela Periódica, isto é, metais nas tríades do escânio, titânio, vanádio, cromo, manganês, ferro, cobalto, níquel, cobre e zinco. Um “metal do bloco f” é um metal nas séries dos lantanídeos ou actinídeos, isto é, metais com números atômicos 57-71 e 89-103. Assim, o lantânio e o actínio são tanto m etais de transição como metais do bloco f. O óxido de metal pode ser óxido de escândio, óxido de titânio, óxido de vanádio, óxido de manganês, óxido de cobalto, óxido de níquel, óxido de cobre, óxido de zinco, óxido de gálio, óxido de ítrio, óxido de zircônio, óxido de nióbio, óxido de molibdênio, óxido de rutênio, óxido de ródio, óxido de paládio, óxido de prata, óxido de cádmio, óxido de índio, óxido de estanho, óxido de háfnio, óxido de tântalo, óxido de tungstênio, óxido de rénio, óxido de ósmio, óxido de irídio, óxido de platina ou qualquer sal contendo os óxidos destes metais.

Km certas modalidade, a solução que compreende o ferrato é irradiada com luz antes ou durante o uso. Km outras modalidades, a solução que compreende ferrato é mantida no escuro antes do uso. Quando a solução é irradiada com luz, a luz pode ser de qualquer frequência dentro do espetro eletromagnético, isto é, em qualquer ponto entre as ondas de rádio e os raios X e a radiação gama, incluindo luz ultravioleta, luz visível ou luz infravermelha.

Certas outras modalidades da presente invenção são dirigidas para um “processo em batelada”, durante o qual o ferrato é gerado uma vez. Assim, estas modalidades da presente invenção são dirigidas a método de síntese de ferrato, que compreende a adição de uma solução aquosa que contém um sal de ferro e um agente oxidante numa câmara de mistura; misturar a solução aquosa, fornecer, pelo menos, uma parte da solução aquosa para uma câmara de reação; e fornecer, pelo menos, uma parte do ferrato a um local de uso que seja próximo da câmara de reação.

Em certas modalidades, o ferrato gerado pelo método acima na câmara de mistura é fornecido ao local de uso sem que seja fornecido a uma câmara de reação separada. Nestas modalidades, portanto, a câmara de mistura e a câmara de reação são uma e a mesma. Em certas outras modalidades, após a mistura na câmara de mistura, a solução de ferrato é fornecida a um tanque de retenção em que é mantida até que seja necessário usá-la. Em qualquer caso, a solução de ferrato é mantida sob as condições (isto é, temperatura, concentração, pH etc.) durante certo tempo que é menor ou igual â meia vida do ferrato na solução. Β — Produção de estado sólido Noutro aspecto, a invenção relaciona-se a método de síntese contínua de ferrato, compreendendo prover uma mistura de sal de ferro e agente oxidante; fornecer de modo contínuo, pelo menos, uma parte da mistura para uma câmara de aquecimento; expor a mistura a elevadas temperaturas na câmara de aquecimento, gerando, desse modo, o ferrato; remover da câmara de aquecimento, pelo menos, uma parte do ferrato gerado; adicionar mais mistura â câmara de aquecimento.

Em certas modalidades, a exposição da mistura a elevadas temperaturas e a remoção do ferrato da exposição é contínua.

Nalgumas modalidades, a mistura adicional junto â câmara de aquecimento é numa quantidade de modo a substituir substancialmente a parte do ferrato removida da câmara de aquecimento.

Por “fornecer continuamente” significa-se que, uma vez a mistura de sal de ferro e agente oxidante comece a ser fornecida â câmara de aquecimento, continua a ser fornecida â câmara de aquecimento durante o tempo em que o método está sendo praticado.

Em certas modalidades da invenção, uma base, conforme aqui descrita, é também adicionada â mistura.

Nalgumas das modalidades da presente invenção, a mistura de sal de ferro e agente oxidante é efetuada através da câmara de aquecimento numa correia. A correia é feita de materiais que conseguem resistir a temperaturas mais elevadas do que a temperatura ambiente. Estes materiais podem incluir, mas, sem limitação, borracha, aço, alumínio, vidro, porcelana etc.

Em certas modalidades da invenção, a mistura é vazada diretamente sobre a correia, enquanto, noutras modalidades, a mistura é vazada em recipientes e os recipientes são colocados sobre a correia. Em qualquer destas modalidades, a superfície que entra em contato com a mistura não é reativa para o ferra to ou outros oxidantes. A câmara de aquecimento é aquecida a temperaturas mais elevadas do que a temperatura ambiente. '‘Temperatura ambiente” é cerca de 20°C. Em algumas modalidades, a câmara de aquecimento é aquecida a uma temperatura entre cerca de 200C a cerca de lüOO°C ou entre cerca de 5C>°C a cerca de 5 O O ° C ou entre cerca de 1000C a cerca de 4GO°C. Por “cerca” de uma certa temperatura significa-se que a faixa de temperatura está dentro de 400C da temperatura listada ou dentro de 300C da temperatura listada ou dentro de 200C da temperatura listada ou dentro de 10°C da temperatura listada ou dentro de 5°O da temperatura listada ou dentro de 2°C da temperatura listada. Portanto, apenas â guisa de exemplo, por “cerca de 400CC”, significa-se que a faixa de temperatura é de 400±400C em algumas modalidades, 400±30°C· em algumas modalidades, 400±20°C em algumas modalidades, 400 ± 10°C em algumas modalidades ou 400±50C em outras modalidades ou 400±20C ainda em outras modalidades. Em algumas modalidades, a temperatura permanece relativamente constante através do processo, enquanto, em outras modalidades, a temperatura varia durante o processo. Nas modalidades em que a temperatura varia, a temperatura pode ser subida, isto é, a temperatura final é mais elevada do que a temperatura inicial, ou diminuída, isto é, a temperatura final é menor do que a temperatura inicial.

Assim, nalgumas modalidades da presente invenção, é posta sobre a correia uma mistura de um sal de ferro e um agente oxidante. O sal de ferro e o agente oxidante podem ser pré-misturados antes da adição na correia ou podem ser misturados subsequentemente à adição na correia. A mistura pode ser adicionada diretamente sobre a correia ou pode ser adicionada a contentores que são colocados sobre a correia. A mistura pode ser adicionada aos contentores antes que os mesmos sejam colocados sobre a correia ou a mistura pode ser adicionada aos contentores, enquanto os mesmos estão sobre a correia. Em certas modalidades, uma base é também adicionada à mistura em certa altura. A correia move-se, então, através de uma câmara de aquecimento, aquecendo, desse modo, a mistura. O calor deve ser suficiente para produzir ferrato na mistura. A velocidade da correia através da câmara de aquecimento, o período de tempo em que a mistura é aquecida e a temperatura a que a mistura é aquecida são todos ajustáveis. Assim, a mistura pode ser aquecida durante segundos ou horas.

Subsequente ao evento de aquecimento, a mistura aquecida, agora, compreendendo ferrato, é removida da correia. A correia, então, retorna à localização inicial para a adição de mais mistura. Considera-se que o movimento da correia através da câmara de aquecimento é contínuo.

Nalgumas modalidades, a mistura exposta a elevada temperatura no método acima é um sólido. C — Produção eletroquímica Noutro aspecto, a invenção relaciona-se a método .de síntese contínua do ferrato, compreendendo prover uma solução aquosa que contém um sal de ferro numa câmara de mistura, em que a câmara de mistura compreende, pelo menos, dois elétrodos; prover suficiente corrente elétrica aos, pelo menos, dois elétrodos para converter, pelo menos, uma parte do sal de ferro a ferrato; fornecer continuamente, pelo menos, uma parte do ferrato a um local de uso que seja próximo da câmara de reação; e adicionar mais solução aquosa à câmara de mistura para substituir substancialmente a parte da solução aquosa fornecida à câmara de reação.

Por “fornecimento contínuo” significa-se que, uma vez que o ferrato comece a ser fornecido ao local de uso, continua a ser fornecido ao local de uso pela duração de tempo em que o método está sendo praticado.

Em certas modalidades da invenção, é adicionada uma base ã solução aquosa, enquanto, noutras modalidades, é adicionado ácido. A câmara de mistura compreende dois eletrodos. Os elétrodos são projetados para conduzir eletricidade através da solução aquosa, convertendo, desse modo, o ferro do sal de ferro em ferrato numa reação eletroquímica. O ferro do sal de ferio pode ter sido adicionado à solução como sal de ferro ou pode ser o elétrodo de ferro dissolvido, que ficou dissolvido após a introdução de eletricidade. Considera-se que, à medida que a solução contendo ferrato é removida da câmara de mistura, é juntada mais solução aquosa na câmara de mistura para outras reações. Em certas modalidades, o fluxo de materiais a partir da câmara de mistura para a câmara de aquecimento é contínuo. E> — Outros exemplos de métodos de produção de ferrato Numa modalidade, podem ser adicionadas partículas de sulfato férrico a um misturador estático e misturadas em meio aquoso. O misturador estático inclui um mecanismo de mistura que é capaz de microparticular as partículas. Os misturadores estáticos podem ser dispositivos de mistura radial contínua, caracterizados por fluxo de tomada ou qualquer outro misturador convencional. Os misturadores estáticos são preferidos na medida em que têm tempos de residência curtos e pouca retromistura. Assim, dosar adequadamente os componentes de alimentação sem flutuação no tempo é um pré-requisito para bom desempenho.

Outra característica desejável dos misturadores estáticos é que eles não tenham partes móveis para a mistura. A ausência de partes móveis e a confiabilidade sobre a área de s u p e r fí c í c e a conformação para o movimento reagente / produto reduz a necessidade de refrigerante para arrefecer a reação. Assim os misturadores estáticos são peças de equipamento de manutenção comparativamente baixa. Os misturadores estáticos usados nos processos da presente invenção podem ser incorporados em reatores de laço em torno de bomba ou reatores do tipo cascata, tais como os fabricados por Koch, isto é, o pacote Koch-SMVP/ Rog92/. Outros misturadores estáticos incluem tipos SMF, SMXL-R, SMXL, SMX e SMV do tipo Koch.

Para outras modalidades, usa-se um microreator para a mistura dos reativos. Os microreatores e misturadores estáticos são utilizáveis para produzir ferratos num processo contínuo ou num processo semi-contínuo O mecanismo de mistura pode ser um trajeto tortuoso, um dispositivo de mistura ou um aspirador. Oxônio ou ácido de Caro ou outro oxidante forte em recipiente é adicionado ao misturador estático. O termo “oxônio” conforme aqui usado refere-se a peroximono-persulfato de potássio ou monoper sulfato de potássio. A reação começa instantaneamente e libera calor. A temperatura da reação é ajustada através do uso de um enrolamento de arrefecimento ou camisa de arrefecimento a uma temperatura de cerca de -10°C. A temperatura é controlada através de um mecanismo de controle de retroalimentação alimentação dianteira. A água é empregada como meio de transporte para transportar o sulfato férrico, oxidante e produtos da reação. O volume de água é minimizado a um volume que maximiza o rendimento da produção de ferrato.

Pode adicionar-se uma quantidade de KOH seco que seja efetiva para maximizar a produção de ferrato. O KOH é adicionado a outro micromistur ador ou misturador estático. O KOH é adicionado a um reator principal. O KOH é arrefecido a cerca de -100C antes da introdução no reator principal. O reator principal é também um misturador estático.

Um excesso de KOH impede a conversão de Fe(III) a ferrato. O uso de misturadores estáticos maximiza a área de superfície disponível para reação para todos os reagentes. Acredita-se que o uso de um misturador estático ou micromisturador acelera o processo de reação.

Prefere-se o uso de um ácido de Caro na medida em que ajuda a estabilizar o ferrato, porque o sulfato do ácido de Caro “tamponiza” o ferrato. Compreende-se, contudo, que se o misturador estático estiver posicionado próximo ã água ou água de rejeito a ser tratada, a estabilização do sulfato é opcional e a oxidação do Ke(O) pode ocorrer com outro oxidante, tal como cloro ou peróxido.

No reator, a temperatura é preferente-mente mantida a cerca de 40 °C, mas, pode ficar tão baixa quanto 200C ou tão alta quanto 60 ° C. À medida que os produtos são removidos do reator, a temperatura na corrente de produtos é gradualmente aumentada até ã temperatura ambiente. O uso de um misturador estático permite um método de tratamento de água que inclui o choque de uma metade de ferro com um oxidante, arrefecendo a reação com KOH e injetando o ferrato numa corrente de água ou água de rejeito ou lama. O uso de misturador estático torna uma reação química complexa realizável por operadores de plantas cie tratamento de água e rejeitos. Em razão da microparticulação de espécies de ferro e mistura muito rápida, as preocupações convencionais àcerca do controle de temperatura são substancialmente eliminadas.

Noutra modalidade, o ferrato é produzido num processo contínuo por oxidação do ferro (III) com bipocloreto numa solução fortemente alcalina e é precipitado pela adição de KOH saturada. O hipoclorito usado na síntese do ferrato é formado pelo clesproporcio- namento de cloro numa solução de soda cáustica fria: O íon ferrato pode ser produzido adicionando material tal como nitrato de ferro ã solução de hipoclorito de sódio descrita: A síntese do ferrato começa pela adição de soluções KOH a um reator encamisado com água fria ajustada entre 200C e 400C. Borbulha-se cloro gasoso ou líquido através da mistura de reação líquida e adiciona-se o sal ou óxido de ferro sólido. Mantém-se a pressão atmosférica no reator. As faixas de razões molares de reagentes, CI2: KOH: Ke(III), são 1,5-30:10-60:1. As razões menores diminuem os rendimentos de produto, enquanto as razões maiores exigem correntes de refluxo maiores de volta para o reator, deixam KOH sem uso e aceleram a decomposição do ferrato. O tempo de residência médio do ferrato no reator é de 180 minutos. Tempos de residência maiores do que 30 minutos conduzem a significativa decomposição do ferrato. A mistura de produtos que deixam o reator é tipicamente de 2-6% de ferrato de potássio em peso. A mistura de reação inclui K2FeC>4, KC1 e K e (O H) 3 sólidos e KOH, KOOl, KC1 e uma pequena quantidade de KaFe04. A concentração de KOH nesta mistura é aumentada a 35-45% em peso para precipitar mais o ferrato a partir da solução. A temperatura é baixada durante este processo a 5-20°C para maximizar o rendimento de ferrato de potássio sólido. O produto sólido cru é separado por centrifugação dentro de 5 minutos do término da adição de KOH e os líquidos são reciclados de volta para o reator. O produto cru está contaminado com KC1 e Fe(OH)3. A dissolução seletiva do ferrato de potássio em 10-20% de KOH (aq) em peso, a 20-500C, purifica o produto. O KC1 e Fe(OH)3 são insolúveis neste meio e são removidos por centrifugação. Os sólidos podem ser separados e reprocessados para uso como materiais de partida na produção de ferrato. O íon ferrato pode ser reprecipitado por adição de soluções de concentração de KOH, 40-55% em peso, ou KOH sólido. Quando a mistura resultante for de 30%, os cristais de K2FeÜ4 precipitam, quando a solução for arrefecida a entre -20 e O ° C. Tal como nas etapas de separação anteriores, o sólido é coletado por centrifugação. As soluções separadas de KOH podem ser recicladas para o reator de ferrato. O ferrato de potássio produzido pode ser lavado num tanque com DMSO (dimetil sulfóxido) anidro para remover qualquer KOH ou água retidos. O DMSO é recuperado por evaporação flash. A seguir, o sólido é transferido para um tanque de lavagem de metanol para purificação adicional. O sólido é finalmente coletado por centrifugação. O metanol é recuperado por destilação.

Noutra modalidade, os reagentes descritos acima são adicionados a um reator arrefecido a uma temperatura de 20 °C. Após cerca de 180 minutos, os produtos de reação são tratados com KOH, para solubilizar qualquer ferra-to precipitado e a mistura global é transferida para água ou água de rejeito ou lama para tratamento. Numa modalidade, o efluente do reator inclui sulfato férrico não reagido, oxônio não reagido, sulfato de potássio, KOH e cerca de 20% de ferrato dissolvido. A presença de KOH e íons férricos retarda a velocidade de decomposição com água, á medida que a corrente de produto está sendo misturada com água não tratada. O ferrato contido na mistura pode ser polido, se necessário. Esse polimento é melhor descrito na Patente US 4.983.306, citada na página Noutra modalidade, o hipoclorito é substituído por cloro gasoso. Introduzindo NaCl na mistura de reação, o N aFe O 4 é precipitado sem qualquer necessidade de etapa de lixiviação de KOH ou equipamento extra.

Noutra modalidade, o ferrato é gerado como sólido numa reação de leito fluidizado. O leito fluidizado compreende um ou mais de FeCb, Fe(S04)2, Fe(NOs)3 e monohidrato de óxido beta férrico, oxigênio gasoso e cloro gasoso. A reação ocorre a temperatura reduzida, tal como 20°C. Produzem-se cristais de ferrato.

Noutra. modalidade, o fer rato é produzido como resultado de uma reação direta de peróxidos alcalinos, tais como peróxido de sódio ou peróxido de potássio ou superóxido de potássio com hematite para produzir ferrato de potássio ou sódio. Acredita-se que a reação proceda segundo estas reações químicas: Razão Molar 1 Fe203 : 6 K20 1 Fe203 : 3 K202 1 Fe : 3 K, para ambos A temperatura de reação para esta abordagem de síntese é de cerca de 400 a 6000C para um período de cerca de 12 horas.

Acredita-se que a reação química ocorra através de um contato sólido-sólido, contato líquido-sólido ou contato vapor-sólido. O líquido é um sal fundido. O vapor é um material tal como vapor de K2O2.

Os reagentes devem ser secos, de tamanho de partícula fino e bem misturados. A mistura deve evitar o contato com o ar, visto que a umidade e o CO2 reagirão com o peróxido. Os reagentes devem ser mantidos a 120 a 150°C num TGA em nitrogênio seco para remover inteiramente qualquer água absorvida antes do aquecimento á temperatura de reação TGA.

Quando dissolvido, o peróxido/ superóxido reage com a hematite, produz ferrato. dissolvido numa solução salina. Após arrefecimento, os íons ferrato dissolvidos precipitam a partir do sal sob a forma de cristais de K2Fe04. Uma via de alta temperatura produz KiFe04, mas, com modestos rendimentos e com a exigência de uma etapa de processamento subsequente para separar o K:> PeO : a partir da mistura salina. Num a mod alidade . a mistura salina não é separada e a mistura global é usada para tratamento de água ou água de rejeito. Uma vantagem é que um processo simples que envolve um único reator de elevada temperatura se traduz num custo de produção mais baixo.

Outra opção é um processo de duas etapas. Uma fonte econômica de peróxido/ superóxido é processada num primeiro reator piara produzir uma corrente gasosa que contém espécies de peróxido / superóxido. A corrente gasosa é conduzida para um segundo reator contendo hematite, onde se realiza uma reação direta para produzir ferrato. As temperaturas dos reatores A e EJ são ajustadas separadamente para otimizar os respectivos processos. Gom este processo, a temperatura do primeiro reator é de cerca de 10000C e a temperatura do segundo reator é de 400-5000C. A reação do peróxido pode ser realizada num misturador estático, conforme descrito para uma reação de ferro e ácido de Caro.

Embora sejam aqui descritos oxidantes de oxônio, ácido de Caro, peróxido / superóxido, cloro e bipoclorito, fica entendido que outros oxidantes podem ser adequados para uso. Alguns desses oxidantes são descritos num artigo sobre oxidantes de ferrato em G.razzino Italiano por Losanna. Acredita-se que possam também ser usadas enzimas em modalidades de processo de ferrato da presente invenção para redução da temperatura de reação. III — Dispositivo para geração de ferrato no local Dispositivo de produção de fase de solução Noutro aspecto, a invenção relaciona-se com dispositivo de síntese contínua de ferrato para fornecimento - a um local de uso, compreendendo uma primeira câmara de retenção; uma segunda câmara de retenção; uma câmara de mistura ligada de modo controlável à primeira câmara de retenção e â segunda câmara de retenção, na qual são adicionados um teor da primeira câmara de retenção e um teor da segunda câmara de retenção, para formar uma primeira mistura; uma câmara de reação ligada de modo controlável â câmara de mistura, sendo a câmara de reação adaptada para receber a primeira mistura e conservá-la durante um período de tempo; uma mistura de ferrato na câmara de reação; e uma abertura de saída na câmara de reação através da qual a mistura de ferra to está adaptada para ser transportada para o local de uso, em que o o local de uso fica próximo da câmara de reação.

Nalgumas modalidades, a câmara de mistura compreende ainda um agitador mecânico.

Noutras modalidades, a câmara de mistura compreende um tubo configurado de modo a formar a mistura, ã medida que ela passa através do tubo.

Certas modalidades da invenção relacionam-se com dispositivo em que a câmara de mistura compreende ainda um dispositivo de controle de temperatura. O dispositivo de controle de temperatura pode incluir uma camisa em torno da câmara de mistura pela qual é passado um fluido arrefecido ou aquecido, a fim de manter a temperatura do espaço intraluminal a um certo nível predeterminado .

Outras modalidades da invenção compreendem ainda uma bomba a jusante a partir da primeira e da segunda câmaras de retenção e a montante da câmara de mistura. A bomba controla o fluxo de materiais para dentro da câmara de mistura.

Algumas outras modalidades da invenção compreendem ainda uma bomba a jusante da câmara de mistura e a montante da câmara de reação. Esta bomba controla o fluxo de material para fora da câmara de mistura e para dentro da câmara de reação.

Nalgumas modalidades da invenção, a câmara de reação compreende um tubo localizado entre a câmara de mistura e a abertura de saída.

Noutro aspecto, a invenção relaciona-se a um sistema de síntese contínua do ferrato, compreendendo uma primeira câmara de retenção, que contém um sal de ferro; uma segunda câmara de retenção, que contém um agente oxidante, uma câmara de mistura, ligada de moclo controlável à primeira câmara de retenção e ã segunda câmara de retenção, na qual o sal de ferro e o agente oxidante são adicionados de modo controlável para formar uma mistura; uma câmara de reação, ligada de modo controlável à câmara de mistura, na qual a mistura é mantida por um períoclo de tempo e na qual o ferrato é sintetizado; e uma abertura de saída na câmara de reação, através da qual o i ferrato pode ser transportado para um local de uso próximo.

Nalgumas modalidades, uma base, conforme aqui descrita, é adicionada à mistura. O sal de ferro, o agente oxidante, a câmara de > mistura e a câmara de reação são como aqui descritos.

Em certas modalidades, o dispositivo da invenção compreende ainda uma bomba a jusante da primeira e de segunda câmaras de ) retenção e a montante da câmara de mistura. Noutras modalidades, o dispositivo compreende ainda uma bomba a jusante da câmara de mistura e a montante da câmara de reação.

As Figuras IA e 1B mostram uma modalidade do dispositivo de produção do estado de solução. A figura representa duas câmaras de retenção 101. Outras modalidades da invenção podem exibir câmaras de retenção adicionais, dependendo do número de ingredientes adicionados inicialmente. Algumas modalidades da invenção podem exibir apenas uma câmara de retenção 101. As câmaras de retenção ficam ligadas â câmara de mistura 103. Nalgumas modalidades, pode ser controlado o fluxo de material entre as câmaras de retenção ΙΟΙ e a câmara de mistura 103. O fluxo é controlado quer pela presença de uma bomba ou uma válvula (107) após cada câmara de retenção ΙΟΙ ou pela presença de uma bomba ou válvula (109) antes da câmara de mistura 103 ou por uma combinação das mesmas. Em certas modalidades, não existe nenhuma bomba nem válvula entre a câmara de retenção ΙΟΙ e a câmara de mistura 103. A câmara de mistura 103 está ligada â câmara de reação 105. Nalgumas modalidades, pode ser controlado o fluxo de material entre a câmara de mistura 103 e a câmara de reação 105. O fluxo pode ser controlado pela presença de uma bomba ou válvula (111) após a câmara de mistura 103. Em certas modalidades, não existe nenhuma bomba nem válvula entre a câmara de mistura 103 e a câmara de reação 105. A câmara de reação 105 está ligada a uma abertura de saída 115, através da qual o produto da reação é transferido para o local de uso. O fluxo da câmara de reação 105 para a abertura de saída 115 pode ser controlado. O controle pode ser através do uso de uma bomba ou válvula 113. Em certas modalidades, não existe nenhuma bomba nem válvula entre a câmara de reação 105 e a abertura de saída 115.

Conforme representado na Figura 1A, em certas modalidades, as câmaras de retenção ΙΟΙ ligam-se à câmara de mistura 103 através de uma tubulação única, isto é, há uma junção em T antes da câmara de mistura 103.

Contudo, conforme representado na Figura 1B, em certas outras modalidades, cada câmara de retenção ΙΟΙ está ligada de modo separável â câmara de mistura 103.

Nalgumas modalidades, o dispositivo da presente invenção também configura uma unidade de controle da temperatura. A unidade de controle da temperatura controla a temperatura das câmaras de retenção ΙΟΙ, a câmara de mistura 103, a câmara de reação 105 ou uma combinação das mesmas ou a temperatura do dispositivo global. Estes componentes podem ser mantidos à temperatura ambiente, a uma temperatura acima da do ambiente ou a uma temperatura abaixo da do ambiente, dependendo das condições de reação e das necessidades do uso particular contemplado. Nalgumas modalidades, diferentes partes do dispositivo são mantidas a diferentes temperaturas, exigindo, desse modo, mais do que uma. unidade de controle da temperatura para o dispositivo.

Em certas modalidades, a câmara de mistura 103 pode ser exatamente um tubo ou uma mangueira que liga as câmaras de retenção ΙΟΙ à câmara de reação 105. Nalgumas outras modalidades, a câmara de reação 105 pode ser exatamente um tubo ou uma mangueira que liga a câmara de mistura 103 à abertura de saída 115. Portanto, numa modalidade da invenção, o dispositivo global compreenderá um tubo ou uma mangueira que liga as câmaras de retenção ΙΟΙ â abertura de saída 115. B — Dispositivo de produção de estado sólido Noutro aspecto, a invenção se relaciona com um dispositivo de síntese contínua de ferrato, que compreende uma câmara de retenção; um movimentador ligado de forma controlável â câmara de retenção de tal forma que, pelo menos, uma parte do conteúdo da câmara de retenção seja transferida para o movimentador; uma câmara de aquecimento, através da qual, pelo menos, uma parte do movimentador se movimenta; uma abertura de saída na câmara de aquecimento através da qual o conteúdo do movimentador está adaptado para ser transportado para um local de uso, em que o local de uso fica próximo da câmara de aquecimento.

Em certas modalidades, o movimentador compreende uma correia transportadora. A correia é feita de material que consegue resistir a temperaturas mais altas do que a temperatura ambiente. Estes materiais podem incluir, mas, sem limitação, borracha, aço, alumínio, vidro, porcelana etc.

Algumas das modalidades da invenção dizem. respeito a dispositivo que compreende ainda um misturador entre a câmara de retenção e o movimentador. N outras modalidades, a câmara de aquecimento compreende ainda um dispositivo de controle de temperatura.

Outras modalidades da invenção relacionam-se a dispositivo que compreende ainda uma câmara de armazenagem depois da abertura de saída na câmara de aquecimento. Portanto, a correia transportadora pode depositar a mistura aquecida nesta câmara de armazenagem a seguir à etapa de aquecimento.

Uma modalidade do dispositivo da presente invenção é representada na Figura 2. Os materiais de partida são adicionados âs câmaras de retenção 201. Algumas modalidades da invenção exibem apenas uma câmara de retenção 201, enquanto outras exibem duas ou mais câmaras de retenção 201. Os materiais de partida são, então, combinados e adicionados a uma correia 203 que carrega os materiais de partida através de uma câmara de aquecimento l 205. Os materiais de partida podem ser combinados antes da sua colocação sobre a correia 203 ou podem ser fixados sobre a correia. 203, depois de terem sido lá colocados separadamente. A modalidade representada na Figura 2 mostra que as câmaras de retenção esvaziam o seu conteúdo para um tubo único que, por sua vez, esvazia o material de partida através da abertura 211 sobre a correia 203. Contudo, noutras modalidades, cada câmara de retenção pode esvaziar separadamente o seu conteúdo sobre a correia 203.

Nalgumas modalidades, o fluxo de materiais entre as câmaras de retenção 201 e a correia 203 pode ser controlado. O fluxo é controlado quer pela presença de uma bomba, quer de uma válvula (207) em seguida a cada câmara de retenção 201, quer pela presença de uma bomba ou uma válvula (209) antes da abertura 211, quer por uma combinação das mesmas. Em certas modalidades, não existe nenhuma bomba nem válvula entre a câmara de retenção 20 1 e a abertura 211.

Em certas modalidades, os materiais de partida são adicionados diretamente sobre a correia 203. C ontudo, noutras modalidades, os materiais de partida são adicionados em contentores que são colocados sobre a correia. Os materiais de partida podem ser adicionados nos contentores antes do posicionamento dos contentores sobre a correia ou os contentores podem ser posicionados sobre a correia antes de serem adicionados os materiais de partida. A câmara de aquecimento 205 compreende uma unidade de aquecimento que ido de elevar a temperatura no interior acima da temperatura ambiente. São conhecidas várias unidades de aquecimento na técnica. Na Figura 2, a câmara de aquecimento 205 está representada como um cilindro, embora os especialistas na técnica imaginem que a câmara de aquecimento possa ter qualquer forma, tal como um cubo ou esfera ou semelhante. A unidade de aquecimento 205 pode também exibir uma unidade de controle de temperatura. A velocidade com que a correia se desloca através da unidade de aquecimento, o comprimento da unidade de aquecimento e a temperatura da unidade de aquecimento podem ser controlados joelo operador, a fim de assegurar que seja alcançado o rendimento necessário de ferrato. Portanto, o dispositivo da presente invenção pode exibir um dispositivo cie controle de qualidade na extremidade de saída da unidade de aquecimento (2 13) que pode determinar o rendimento de ferrato na mistura. O dispositivo de controle de qualidade pode ser um sensor químico, um sensor fotoquímico, um espetrofotômetro ou semelhante. O dispositivo de controle de qualidade pode ser conectado a um computador que pode controlar a velocidade da correia através da unidade de aquecimento e/ou a temperatura da unidade de aquecimento. Portanto, se o rendimento de ferrato for muito baixo, o dispositivo pode automaticamente diminuir a velocidade da correia e/ou aumentar a temperatura da unidade de aquecimento. Do mesmo modo, se o rendimento de ferrato for muito elevado, o dispositivo pode aumentar automaticamente a velocidade da correia e/ou diminuir a temperatura da unidade de aquecimento. Noutras modalidades, o dispositivo de controle de qualidade emite um sinal para o operador do dispositivo, pelo que o operador pode ajustar manualmente a velocidade da correia e/ou a temperatura da unidade de aquecimento.

Na extremidade de saída da unidade de aquecimento 2 13, o ferra to é removido da correia 203 e é suprido ao local de uso. Em certas modalidades, o ferrato cai da correia 203 para dentro de uma câmara de recebimento 2 17, de onde pode ser fornecido ao local de uso através da abertura 215. Noutras modalidades, em que o ferrato está num contentor, o contentor é removido da correia e o conteúdo é esvaziado para a câmara de recebimento, quer manual, quer automaticamente.

Após a remoção do ferrato da correia 203, esta circula, então, para receber mais ferrato e repetir o processo. C — Dispositivo de produção eletroquímica Noutro aspecto, a invenção relaciona-se a dispositivo de síntese contínua do ferrato, compreendendo uma câmara de mistura, que compreende, pelo menos, dois eletrodos e uma solução de um sal de ferro, em que os eletrodos proporcionam corrente elétrica suficiente para converter a solução de um sal de ferro em solução de ferrato; uma câmara de reação, ligada de modo controlável â câmara de mistura, na qual a solução de ferrato é mantida durante um certo período de tempo; e uma abertura de saída, na câmara de reação, através da qual a mistura está adaptada a ser transportada para um local de uso, em que o local de uso é próximo da câmara de reação.

Nalgumas modalidades, a câmara de mistura compreende ainda um agitador mecânico .

Nalgumas modalidades, a câmara de mistura compreende um. tubo configurado para formar a mistura, à medida que ela passa pelo tubo.

Em certas outras modalidades, a câmara de mistura compreende ainda um dispositivo de controle de temperatura.

Algumas outras modalidades cia invenção compreendem ainda uma bomba a jusante da câmara de mistura e a montante da câmara de reação. Esta bomba controla o fluxo de material para fora da câmara de mistura e para dentro da câmara de reação.

Nalgumas das modalidades da invenção, a câmara de reação compreende um tubo localizado entre a câmara de mistura e a abertura de saída.

Uma modalidade do dispositivo da presente invenção está representada na Figura 3. A figura representa uma câmara de retenção 301. Outras modalidades da invenção podem exibir câmaras adicionais de retenção, dependendo do número de ingredientes adicionados inicialmente. Algumas modalidades da invenção podem exibir duas ou mais câmaras de retenção 301. A câmara de retenção está conectada à câmara de reação 303. Nalgumas modalidades, o fluxo de material entre a câmara de retenção 30 1 e a câmara de reaçao 303 pode ser controlado pela presença de uma bomba ou uma válvula (307), depois da câmara de retenção 301. Se houver mais de uma câmara de retenção 30 1, então, o fluxo pode ser controlado, quer pela presença de uma bomba, quer de uma válvula (307) em seguida a cada câmara de retenção 301, quer pela presença de uma bomba, quer de uma válvula antes da câmara de reação 303, quer por uma combinação das mesmas. Em certas modalidades, não existe nenhuma bomba nem válvula entre a câmara de retenção 301 e a câmara de reação 303 . A câmara de reação 303 compreende, pelo menos, dois elétrodos 32 1. Os eletrodos são ligados via fios 319 a uma fonte de energia 317. A fonte de energia 3 17 pode ser uma fonte de energia AC ou DC. Os elétrodos 32 1 e a energia gerada pela fonte de energia 3 17 são tais que são capazes de oxidar eletroquimica-mente o ferro, em qualquer estado de oxidação abaixo de +4 a ferrato. Em algumas modalidades, um dos elétrodos é um elétrodo de ferro, que serve tanto como elétrodo como fonte de ferro para a produção de ferrato. Se o elétrodo for um elétrodo de ferro, pode haver ou não a necessidade de uma câmara de retenção 301 no dispositivo. Um “élétrodo de ferro” inclui um material eletricamente condutor que compreende ferro. A câmara de reação 303 é ligada a uma abertura de saída 3 15, através da qual o produto da reação é transferido para o local de uso. O fluxo da câmara de reação 303 para a abertura de saída 315 pode ser controlado. O controle pode ser através do uso de uma bomba ou válvula (313). Em certas modalidades, não existe nenhuma bomba nem válvula entre a câmara de reação 303 e a abertura de saída 3 15.

Em certas modalidades, existe uma segunda câmara de retenção 305 entre a câmara de reação 303 e a abertura de saída 315. A segunda câmara de retenção pode servir de local de armazenagem do ferrato gerado entre o momento da sua geração e o momento de uso. O fluxo entre a câmara de reação 303 e a segunda câmara de retenção 305 pode ser controlado através do uso de uma bomba ou uma válvula (3 11).

Nalgumas modalidades, o dispositivo da presente invenção também apresenta uma unidade de controle de temperatura. A unidade de controle de temperatura controla a temperatura das câmaras de retenção 301, a câmara de reação 303, a segunda câmara de retenção 305 ou uma combinação das mesmas ou a temperatura do dispositivo global. Estes componentes podem ser mantidos â temperatura ambiente, a uma temperatura acima da do ambiente ora a rama temperatura abaixo da do ambiente, dependendo das condições de reação e das necessidades do uso particular contemplado . IV - Purificação /separação de ferrato O ferrato produzido pelos métodos da pre sente invenção podem ser usados se na purificação substancial. Por “purificação substancial” significa-se uma etapa de purificação que leva a pureza do ferrato na solução a mais do que 99%, ou seja, uma solução de ferrato substancialmente pura é uma solução em que mais de 99% dos solutos compreendem ferrato e o seu eontra-íon.

Contudo, a solução de ferrato gerada pelos métodos da presente invenção pode ser algo purificada ou sofrer uma etapa de separação. Por exemplo, a solução de ferrato pode ser filtrada para remover sólidos não dissolvidos. A filtração pode ser filtração física, em que as partículas que são demasiado grandes para passarem através dos poros do filtro são removidas, ou filtração superficial, em que as partículas são capturadas sobre a superfície de grãos de filtração, ou uma combinação de um ou mais processos de filtração. O ferrato pode ser também purificado usando purificação de permuta iônica. Neste processo, os íons de ferrato são ligados de modo reversível a um material de estado sólido, a coluna é purgada de impurezas indesejáveis e, depois, o ferrato é liberado da coluna. O material do estado sólido da coluna de permuta iônica pode ser qualquer dos materiais do estado sólido usados ou projetados mais adiante com esta finalidade e incluem, sem limitação, argilas, zeólitos, fosfonatos, ti ta natos, sais de heteropoliácidos, hidróxidos de camada dupla, resinas inorgânicas, resinas orgânicas e permutadores do tipo gel (por exemplo, como pequenas pérolas em vários tamanhos de peneira) e permutadores inorgânicos com base em carbono. Além disso, os inorgânicos podem ser incorporados em resinas inorgânicas para fazer permutadores compostos para purificação de ferrato.

As membranas usadas para a purificação de ferrato podem ser feitas de materiais tais como materiais poli m crie o s orgânicos. Os materiais de membrana podem ser celulose ou poliamida ÍPor exemplo, membranas TFC de poliamidas completamente aromáticas). Outras membranas incluem, mas, sem limitação, microfiltração, ultrafiltração e membranas inorgânicas de nanofiltração. Estas membranas são feitas geralmente de vidro, ccrs mic o. ou carbono. O ferrato pode ser também purificado numa técnica de campo elétrico direto, durante a qual é aplicado um campo elétrico de corrente direta através de um par de elétrodos. Os íons ferrato na fase liquida são movimentados sob a ação do campo para um local pretendido do qual são bombeados para uso. O transporte do ferrato sob a ação de um campo elétrico pode ser eletromigração, eletrosmose ou eletroforese . A solução de ferrato produzida pelos métodos da presente invenção pode também ser armazenada num tanque de sedimentação durante um período de tempo e o sobrenadante, então, decantado ou bombeado. A solução de ferrato pode também passar através de uma centrífuga em que a solução é rotacionada de tal forma que as partículas mais pesadas na solução afundem e o sobrenadante, compreendendo ferrato purificado, seja removido para uso ulterior.

Em certas outras modalidades, o ferrato produzido pelos métodos da presente invenção é encapsulado numa membrana para uso futuro. A membrana pode ser de peneiras moleculares, argila, porcelana ou outro material poroso que não seja suscetível à oxidação pelo ferrato. Então, para usar o ferrato, pelo menos, uma parte da membrana é contatada com a mistura aquosa ou gasosa a ser tratada. A membrana pode ser também ligeiramente solúvel em água, de forma que, à medida que partes dela vão sendo dissolvidas, mais ferrato é exposto à mistura aquosa a ser tratada. Nesta modalidade, o ferrato em uso pode estar num modo de liberação no tempo, sendo o tempo de liberação definido pela solubilidade das camadas da membrana.

Os dispositivos aqui descritos podem também configurar um componente de purificação que purifique o ferrato de modo consistente com os métodos de purificação aqui descritos. V — Usos do ferrato Noutro aspecto, a invenção relaciona-se com um método de tratamento, no local de uso, de uma mistura aquosa com uma ou mais impurezas, compreendendo a geração contínua de ferrato, numa câmara de reação situada próximo do local de uso; contatar o ferrato com a mistura aquosa no local de uso, pelo que, pelo menos, uma parte da impureza é oxidada.

Em certas modalidades, a impureza é selecionada do grupo que consiste numa impureza biológica, uma impureza orgânica, uma impureza inorgânica, uma impureza que contém enxofre, uma impureza que contém nitrogênio, uma impureza metálica e uma impureza radioativa ou uma combinação das mesmas. Outras impurezas são aqui descritas.

Uma "impureza” é descrita como sendo qualquer componente de uma solução ou sistema cuja presença dentro dessa solução ou sistema seja contrária ao uso contemplado dessa solução ou sistema. As impurezas biológicas são aquelas que têm origem biológica, i Assim, quaisquer células, bactérais, vírus, tecidos etc. ou componentes das mesmas, seja a partir de plantas, seja de animais, são consideradas como sendo impurezas biológicas.

As impurezas orgânicas são compostos químicos que contêm, pelo menos, um átomo de carbono. As impurezas inorgânicas são compostos químicos que não contêm nenhuns átomos de carbono. Uma impureza que contém enxofre é aquela que contém, pelo menos, um átomo de enxofre. Uma impureza que contém nitrogênio é aquela que contém, pelo menos, um átomo de nitrogênio. Uma impureza metálica é aquela que contém, pelo menos, um átomo metálico, quer seja metal de grupo principal, metal de transição ou metal de bloco f. Uma impureza radioativa é aquela que sofre declínio radiotivo, quer por emissão de partículas α, β ou γ. Os especialistas na técnica reconbecem que uma impureza particular pode classificar-se em mais de uma categoria listada acima. Por exemplo, a impureza do sal de cálcio do EDTA na água é uma impureza orgânica, uma impureza que contém nitrogênio e uma impureza que contém metal. O ferrato para uso no método de tratamento é produzido por um dos métodos aqui descritos, isto é, a produção química, a produção de estado sólido ou a produção eletr o química. O ferrato produzido pelos métodos acima é contatado com a mistura aquosa a ser tratada. Nalgumas modalidades, a etapa de contato compreende adicionar o ferrato a uma corrente da mistura aquosa. Noutras modalidades, a etapa de contato compreende contatar o ferrato com um depósito da mistura aquosa. Ainda noutras modalidades, a etapa de contato compreende contatar uma corrente da mistura aquosa com um contentor estacionário que contém o ferrato.

Geralmente. o ferrato produzido pelo processo desta invenção pode ser usado em ligação com qualquer processo conhecido, e para qualquer finalidade conhecida. O ferrato produzido pelo processo desta invenção é particularmente útil como oxidante. floculante e/ou coagulante. Em particular, os usos potenciais do ferrato produzido pelo processo desta invenção incluem o seguinte: remoção de cor de banhos eletrolíticos industriais; fabrico cie catalisadores para o processo de Fischer-Tropsch para a produção de hidrocarbonetos reduzidos a partir de monóxido de carbono e hidrogênio; purificação de hemicelulose; oxidação seletiva de alquenos, cadeias laterais de alquila, compostos orgânicos de enxofre, tióis, ácidos sulfínicos, compostos orgânicos de nitrogênio, ácidos carboxílicos, haletos. álcóois e aldeídos e na ligação oxidativa; como oxidante geral para água, água de rejeitos e tratamento de esgotos; desinfecção como biocida ou virucida; inativador de fosforilase; aditivo de pintura anti-corrosão; desnitração do gás de fumeiro; eletrodos para baterias; destoxificação de cianeto e tiocianeto a partir de águas de rejeito; meclição de demandas de oxigênio; filtros de cigarros para remoção de HNC e moléculas carcinogênicas; oxidante para rejeitos e outras soluções de rejeitos prejudiciais, tais como a partir das indústrias da polpa; controle de poluição na remoção de gás sulfídrico a partir de correntes gasosas de baixa pressão; remoção de poluentes com características mutagênicas e carcinogências tais como naftaleno, nitrobenze-no, diclorobenzeno e tricloroetileno a partir de águas de rejeito e água potável sem co-produçào de produtos prejudiciais; aditivo para cimentos como endurecedor estrutural; desinfetante para i n ativar E. coli, Salmonella, Shigella e outros eoliformes fecais como etapa de remoção de células bacterianas; remoção de Streptococcus e Staphylococcus; controle de bioincrustação com oxidante não corrosivo para a remoção cie filmes de limo formados de microrganismos, tais como em plantas hidrelétricas e sistemas de arrefecimento de barcos; remoção de bactérias, metais pesados e inorgânicos na água potável em processos de coagulação por oxidação; remoção de ácido sul fí d rico a partir do gás ácido no processe» “Knox”; deslignitização de resíduos agrícolas para a produção de glucose e etanol a partir da palha do trigo; enchimento de ferrato de bário e estrôncio para plásticos flexíveis com. elevado teor de ligante de polímero; suporte para outros oxidantes, tais como cromo (VI) e ΚΜηθ4; desnitrificação de gás de saída de forno de sínter; remoção de impurezas a partir de soluções alimentadas para plantas de zinco: descon taminação de águas de rejeitos contendo cianeto e tiocianeto; destruição oxidativa cie fenol, sulfito e tiossulfato; como catalisador na queima do carvão para remover as impurezas na etapa de gasificação do vapor; componente de volantes cie moagem; agente de gravação na forma fluida para filmes evaporados; e ferratos de metais de terras raras encapsulados em cerâmica para uso em eletrônica, em que são necessárias propriedades ferromagnéticas.

Estas e outras aplicações são discutidas em Deininger, Patentes Americanas 5.202. ÍOS; 5.217.584 e 5.370.857. São discutidos abaixo usos adicionais do ferrato. A — Tratamento de água de rejeito Conforme acima observado, existe a necessidade de desenvolvimento de oxidantes seguros, econômicos e “ambientalmente amistosos”, especialmente para aplicações de tratamento de água e águas de rejeito. O tratamento de efluentes industriais e municipais que contêm compostos orgânicos e inorgânicos prejudiciais é um esforço de pesquisa importante. Correntemente, existem vários métodos de remoção de contaminantes, incluindo adsorção, coagulação, biodegradação, degradação química e fotodegradaçào. A degradação química é frequentemente o método mais viável do ponto de vista econômico, assim como o mais fácil para o tratamento da água e geralmente envolve cloro, hipoclorito ou ozônio. Embora efetivos, estes oxidantes têm frequentemente efeitos > colaterais deletérios. O cloro e o ozônio são gases venenosos e altamente corrosivos. O bipoclorito é geralmente suprido como solução sólida ou aquosa; contudo, é gerado usando gás cloro e pode decompor-se rapidamente de volta. para cloro por aquecimento ou. mau manuseio químico. Também, embora o hipoclorito, OC1-, seja usado como fonte de cloro para tratamento de água em instalações menores, é caro.

Adicionalmente, o manuseio do cloro ou hipoclorito levanta perigo potencial para os trabalhadores, devido à sua alta toxicidade. Uma desvantagem principal do cloro e oxidantes que contêm cloro é que o cloro em excesso pode formar produtos de oxidação clorados (por exemplo, cloraminas, aromáticos clorados, aminas ou hidrocarbonetos clorados), muitos dos quais são mutagêneos ou carcinogêneos potenciais e podem ser mais tóxicos do que os contaminantes originais e / ou de remoção mais difícil. Como estes compostos constituem potencialmente um perigo para a saúde pública, é necessário o afastamento do cloro. O ferrato produzido pelos métodos da presente invenção pode ser usado no tratamento de água de rejeito, esgoto ou lama. É bem conhecido na técnica que o ferrato reage com compostos orgânicos ou inorgânicos e entidades biológicas, tais como células, bactérias, vírus etc. Nesta reação, os substratos são oxidados a produtos biologicamente inativos. A molécula de ferrato em si é reduzida a Fe(III), que precipita da solução como Fe (O H) 3 ou outros sais de Fe(III). Os sais que contêm ferro podem ser facilmente filtrados, deixando subprodutos inócuos que contêm água isenta de ferro. A Eschsrichía colí, Salmonellci e Shigelíci são todas membros da Enterobae teriaceae.

Estas bactérias e certas outras conhecidas dos especialistas na técnica têm características fisiológicas similares, sendo inclusive organismos facultativamente anaeróbicos de formato arredondado gram negativas. A E. coli tem sido usada há muito tempo como indicador de poluição fecal em sistemas de água e existe um grande volume de literatura de desinfecção para este organismo particular. O ferra to c um agente biocida efetivo contra culturas de bactérias suspensas em sistemas limpos. O ferrato tem a capacidade de inativar rapidamente vários patógenos conhecidos, em concentrações bastante baixas. O ferrato é também um desinfetante efetivo contra vírus, tais como c» vírus F2. O-ferrato tem sido também estudado quanto às suas atividades antivirais e verificou-se ser efetivo na inativação de vírus (Kazama. Wat. Sei. Tech. 3 1 (5-6), 165-168 (1995)). O ferrato também coagula a turbidez em sistema de água e inativa a maioria dos patógenos entéricos em concentrações de ferrato que são razoáveis para uso numa instalação de tratamento de água e água de rejeito.

As propriedades biocidas do ferrato foram também investigadas (Y. Tamamoto, Mizu Shori Gijutsu, Vol 24, p. 929 (1983)). Uma propriedade importante do ferrato no sentido da sua aplicação como agente de tratamento de água é a sua capacidade de atuar como biocida potente. O ferrato tem sido usado para desinfeção em tratamento de água de rios, assim como em processos de tratamento de esgotos municipais; com o seu uso, a remoção das bactérias coliformes depende do pH. Mostrou-se ser efetivo contra E. cali e sphcierotilzis (F. Kazama, J. Ferment Bioeng., Vol ‘57, p. 3 69 (1989)). O ferrato também tem sido usado para remover bactérias coliformes de esgotos e água de rios tratados (F. Kazama e K. Kato, I-Iamanashi Daigaku Kogakubu Kenkyu Hokoku, Vol 35, p. 117 (1984)).

Além disso, o ferrato pode ser usado para oxidar aniônia no efluente secundário de plantas de tratamento de água. O produto de oxidação principal é o nitrogênio, enquanto alguns nitritos estão também presentes nos produtos. Ambos estes produtos de oxidação são ambientalmente amistosos.

As propriedades acima do ferrato podem ser exploradas em plantas de tratamento de água municipais ou industriais. Pode ser instalado um dispositivo de produção de ferrato na proximidade da instalação de tratamento de água. O rejeito das linhas de esgoto municipais ou as linhas de efluentes industriais é misturado com ferrato produzido recentemente no local. O dispositivo de produção de ferrato pode produzir tanto ou tão pouco ferrato quanto seja necessário para reagir com todo o rejeito presente no efluente.

Uma vez que o ferrato é um desinfetante eficiente, tem potencial de uso em lugar da cloração da água potável. À medida que a poluição aumenta, existe a necessidade de um agente de purificação de água que possa ser usado com segurança pelo indivíduo em “pequenas” quantidades de água potável, assim como ao nível de água de rejeito municipal/ industrial. Esses agentes de purificação devem ser capazes idealmente de desinfetar e remover materiais particulados suspensos, metais pesados (incluindo radioisótopos) e alguns orgânicos através da floculação, a fim de destruir, pelo menos, parcialmente contaminan-tes orgânicos dissolvidos através da oxidação e, como etapa final, remover-se a ele próprio da solução. Um reagente de purificação em etapa única que satisfaça a estes critérios é o FeC>42~, ferrato. Este íon é capaz de competir com sucesso com a técnica corrente de floculação em duas etapas, cloração / sulfato férrico, evitando, desse modo, a produção de orgânicos halogena-dos tóxicos ou carcinogênicos.

Uma vez que o ferrato tem propriedades oxidantes-coagulantes de finalidades múltiplas, é muito atraente para o tratamento de rejeitos produzidos por empresas químicas e farmacêuticas. Estas empresas despendem bilhões de dólares por ano com custos de limpeza da água contaminada usada ou produzida nos seus processos. Quase todo o rejeito produzido por estas empresas pode ser oxidado a subprodutos relativamente não prejudiciais pèlo ferrato, deixando a água que pode ser liberada para os sistemas de esgotos municipais e ser tratada sem qualquer cuidado especial. Assim, qualquer empresa que produza água de rejeito misturada com impurezas orgânicas, inorgânicas ou biológicas pode instalar um dispositivo de produção de ferrato no final da sua linha de efluente.

Os sistemas de esgoto municipais sofrem de uma carga especial. São sobrecarregados de qualquer rejeito imaginável, cuja maioria seja orgânica ou biológica. Uma vez os objetos grandes estejam filtrados, as instalações de esgoto devem lidar com o rejeito solúvel que fica para trás. Normalmente, as instalações de água de rejeito filtram a água de rejeito através de carvão ativado ou outros filtros que tenham afinidade para os compostos orgânicos ou tratem biologicamente a água de rejeito. Estes processos são lentos e custosos. A resposta lenta destas instalações ao fluxo de entrada de água de rejeito resulta frequentemente em sobrefluxos de esgotos durante as tempestades. Nas comunidades costeiras, isto resulta em que o esgoto não tratado e bruto se espalhe no oceano ou lago próximo, causando danos ao ambiente. Se bem que possam ser facilmente usados oxidantes para remover rapidamente o rejeito indesejável, os oxidantes disponíveis correntemente no mercado ou são de custo proibitivo ou geram subprodutos que, algumas vezes, são mais inseguros do ponto de vista ambiental do que o rejeito em si.

Também existe uma necessidade vital de novos métodos de controle do H2S nos sistemas de esgotos sanitários e plantas de tratamento municipais e instalações de tratamento de rejeitos industriais. Um dos maiores problemas em andamento no tratamento de água de rejeito é a corrosão severa de estruturas de instalações a partir do contato com o gás sulfídrico, H2S, ou seus produtos de oxidação após contato com o ar. Igualmente importantes são os riscos para a saúde da exposição ao gás sulfídrico, mesmo durante períodos de tempo curtos; essa exposição é relatada ser a causa principal de morte entre os trabalhadores de esgotos sanitários. Outro problema principal com a liberação de gás H 2 S é o odor de incrustação que causa desconforto aos que a ele estão expostos.

É sabido que o ferrato é útil numa variedade de aplicações de tratamento de água de rejeito. As oxidações de ferrato e a sua aplicação ao tratamento de água de rejeito têm sido estudadas com vistas a usar ferratos em várias aplicações industriais, em particular com um certo número de substratos orgânicos e inorgânicos (d. D. Carr, P. B. Kelter, A. Tabatabai, D. Spichal, d. Erickson e C. W. McLaughlin, Proceedings of the Conference o 11 Water Chlorination and Chemical Environmental Impact Health Effects, p. 12S5-8S (1985)). A aplicabilidade do ferrato em tratamento de rejeitos envolve não apenas as suas capacidades oxidativas, mas também outras propriedades de múltiplos usos, tais como a formação de flocos, propriedades desinfetante s e faculdades geralmente soluciona ntes. A filtração direta de águas subterrâneas usando o ferrato foi examinada ao nível de planta piloto (T. Waite, Environ. Sei. Technol. , Vol 17, p. 123 (1983)). O controle da bioincrustação foi investigado (R. L. Bartzatt e D. Nagel, Arch. Env. Heatth, 1991, Vol. 46 (5), p. 313-14 (1991)). Verificou-se que as propriedades de coagulação do ferrato são úteis para a remoção de turbidez (S. d. De Luca, C. N. Idle, A. C. Chao. Wat. Sei. Tech. 33(3), 119-130 (1996)). Estudos mostraram que, quando condensadores de modelo foram dosados com soluções IO 5M de ferrato duas vezes por dia, durante 5 minutos, foi inibido o crescimento de biofilme (T. Waite, M. Gilbert e C. Hare, Water Tech / Qual., p 495-497 (1976)).

Tem sido relatada a destruição oxidativa do ferrato de nitrosaminas, que são carcinogênicos potentes, em águas de rejeito (D. Williams e d. Riley, Inorg. Chim. Acta, Vol S, p. 177 (1974)).

Verificou-se que doses relativamente baixas de ferrato reduzem profundamente o BOD (demanda biológica de oxigênio) e TOO (carbono orgânico total) em efluentes secundários domésticos (F. K azam a e K. Kato, Kogabkubu Kenkyu Kokou, Vol 35, p. 117-22 (1984)). O ferrato pode ser empregado no tratamento de efluentes de moinhos e lama de esgoto de fontes municipais. Verificou-se que o tratamento a 12 5-1000 mg de KaFeCú / níveis de dose L diminui significativamente o CO D μ n , devido ã oxidação parcial dos orgânicos de elevado peso molecular. As diminuições no espectro UV após tratamento com o ferrato têm sido interpretadas como remoção de ácidos fúlvico e húmico dentro do coagulato de ferro (III) produzido, quando o ferrato foi reduzido (F. Kazama e K. Kato. Kogabkubu Kenkyu Kokou, Vol 34, p. 100-4 (1084)).

Os poliamino carboxilatos tais como die tilenotriaminapen taace tato (DTPA), etileno- diaminotetracetato (EDTA) e nitriloacetato (NTA) são ligantes sintéticos que formam complexos estáveis com a maioria dos metais e são usados numa variedade de aplicações industriais, tais como revelação fotográfica, produção de papel e tingimento têxtil. O ácido etilenodiaminodis-succínico (EDDS) forma quelatos hexadentados com metais de transição e é usado em produtos de consumo, por exemplo, pó detergente. EDTA é um constituinte de formulações para descon-taminação química do sistema primário de transporte de calor de reatores de energia nuclear. A presença de metais pesados, junto com poliaminocarboxilatos. tem sido relatada em muitos sítios do departamento de Energia dos Estados Unidos (DOE). Estes poliaminocarboxilatos são ou fracamente biodegradáveis (por exemplo, EDTA), associados com outros temas regulatórios de segurança (por exemplo, NTA), ou pouco efetivos (por exemplo, citrato). O ferrato pode ser aplicado para degradar poliaminocarboxilatos e poliaminocarboxilatos de metal em produtos simples.

Certos compostos estão listados na EPA Contaminant Candidate List (CCL). Estes incluem diazion, dissulfoton, fonofos, terbufos, cianazina, prometon, 1,2-difenilhidrazina, nitrobenzeno, acetoclor, 2 ,4,6—triclorofenol e 2,4-diclorofenol. Estes compostos podem ser oxidizados pelo ferrato. O éter metil tert-butílico, aditivo da gasolina, (MTBE) é um contaminante da água subterrânea. O U.S. Geological Survey National Water Quality Assessment Program identificou-o em 27Tb dos poços urbanos testados. Uma pesquisa mais recente indicou que entre 5 e 10% de todos os poços de água potável. de comunidade nos Estados Unidos têm detectado contaminação por MTBE. Ela persiste nos aquíferos contaminados por petróleo. O MTBE na água subterrânea pode ser oxidado a compostos relativamente não prejudiciais usando ferrato. O tricloroeteno (TCE), solvente não inflamável usado em grandes quantidades na indústria, é o contaminante orgânico mais comum de água subterrânea e é classificado como “provável carcinógeno humano ’’ O TOE é reduzido seqüencialmente a isômeros de dicloroeteno (DCE), cloroeteno (CE) e eteno. O uso de ferrato no solucionamento de água subterrânea contaminada é atrativo devido à facilidade da implementação de campo e o custo relativamente baixo.

Os derivados do fenol altamente clorados, tais como pentaclorofenol (PCP), têm sido listados como poluentes prioritários pela United States Environmental Protection Agency. PCP é usado principalmente como preservante da madeira e biocida geral. O PCP é um carcinógeno suspeito e os seus produtos de pirólise e de reação de combustão são consideravelmente mais tóxicos do que o PCP em si. O ferrato pode ser utilizado na degradação do PCP. O ferrato pode também ser aplicado a correntes de efluentes da indústria. Um dos produtos comuns de uma indústria da agricultura, o herbicida trifluaralina, é um inibidor de divisão nuclear e celular, pré-emergente. É altamente tóxico para as pessoas. O ferrato pode ser aplicado a correntes de efluentes da indústria agroquímica contendo compostos tais como trifluralina.

Os corantes presentes nas ãguas de rejeito originadas da indústria têxtil são de particular preocupação ambiental, visto que eles dão cor indesejável ás águas. São também geralmente compostos prejudiciais e podem originar subprodutos tóxicos através da hidrólise, oxidação ou outras reações químicas que têm lugar na fase de rejeitos. A descoloração e degradação de diferentes classes de corantes da indústria têxtil podem ser conseguidas usando ferrato.

Na produção farmacêutica e de química fina, as transformações orgânicas são realizadas rotineiramente usando agente oxidante baseado em compostos de metal de transição. Um dos maiores problemas na metodologia sintética é a oxidação seletiva. Por exemplo, a oxidação dos álcoois realizada como Cr(VI) ou Mn(VII) carece de especificidade e seletividade. O ferrato é seletivo e específico nestas reações. As propriedades não tóxicas do subproduto de Re(III) tornam o ferrato um oxidante ambientalmente seguro. O ferrato pode ser utilizado em síntese orgânica, reduzindo, desse modo, o impacto ambiental dos processos de oxidação e também reduz o seu custo (‘"química verde”). A tiouréia e os seus derivados sãc» conbecidos inibidores de corrosão e são usados como agentes químicos complexantes para a limpeza de escamas desenvolvidas no equipamento industrial, como caldeiras e reatores nucleares. Em razão da toxicidade da tiouréia para organismos aquáticos, exige-se o tratamento de rejeitos de limpeza química de caldeiras (BCCWs) antes da sua liberação. O ferrato pode remover facilmente a tiouréia e seus derivados dos BCCWs.

As refinarias de petróleo e plantas de processamento de coque geram compostos que contêm enxofre e cianeto. Estes contaminantes são tóxicos e ambientalmente significativos devido ao seu odor ofensivo. Além disso, a sua presença pode não ser aceitável no ambiente devido á sua demanda de oxigênio elevada. O ferrato pode ser aplicado aos efluentes da indústria do petróleo para eliminar o odor relacionado a compostos que contêm enxofre e cianeto.

Os suprimentos cie água potável são algumas vezes contaminados por odores que resultam da presença de manganês (II)- O manganês (II) causa problemas estéticos tais como água colorida, turbidez, manchas e gosto de incrustação. O manganês (II) pode também acelerar o crescimento biológico, o que exacerba mais os problemas de odor. O Mn(II) é removido por oxidação de Mn(II) com um ferrato em fases sólidas de óxido e hidróxido fracamente solúveis, MnOOH(s) e MnOa(s), respectivamente . A descontaminação de agentes de guerra química é necessária no campo de batalha, assim como em plantas piloto e locais de produção, armazenagem e destruição de agentes químicos. O ferrato pode oxidar os agentes de guerra química tais como VX [O-etil-S- (2 -diisopropilamino) etilmetilfosfono- tio ato], GD (pinacolil metilfosfonofluoridato), GB (2-propilmetilfosfonofluoridato), gás de mostarda (2,2’-diclorodietil sulfeto) e HD [bis(2- cloroetil) sulfeto]. O ferrato tem muitas aplicações tais como descontaminação “acelerada” sobre o campo de batalha, em que a velocidade e facilidade de aplicação do descontaminante é básica.

Durante a recuperação do gás natural e óleo cru de operações de produção no mar e em terra, são geradas águas produzidas, contendo misturas complexas de materiais orgânicos e inorgânicos. Aproximadamente 12 bilhões de barris de água produzida são gerados nos EUA anualmente. Este grande volume causa os maiores problemas ambientais. A toxicidade da água a carga orgânica caracterizam geralmente o impacto da água produzida no ambiente. O tratamento com ferrato consegue reduzir a carga orgânica e a toxicidade aguda da água produzida no campo de óleo.

Os suprimentos de água que contêm compostos arsénicos são uma preocupação sanitária mundial. Dezenas de milhares de pessoas já exibem sintomas de envenenamento por arsénio. Um máximo de dez microgramas/1 de arsénio em água é o valor limiar recomendado pela World Health Organization e a Comunidade Européia. Os procedimentos correntes de remoção não são adequados para satisfação dos critérios de arsénio no ambiente em suprimentos de água. As etapas envolvendo oxidação, adsorção e precipitação podem ser realizadas pelo ferrato na remoção do arsénio da água.

Nos anos recentes, tem havido preocupação crescente quanto à presença de matéria orgânica natural (NOM) nos suprimentos de água da superfície potável e subterrânea. Uma razão para a preocupação relaciona-se com a formação de subprodutos de desinfecção (DPBs) a partir do tratamento de água por métodos de cloração. A oxidação do NOM por cloração produz hidrocarbonetos clorados, muitos dos quais são carcinógenos conhecidos o u suspeitos. O ferrato tem excelente potencial para servir de tratamento de remédio ambientalmente amistoso para redução de níveis de DPB na água potável. Este processo não formaria orgânicos clorados tóxico s e pode também mineralizar N O M em dióxido de carbono, eliminando potencialmente a produção global de DPB. A solução de ferrato pode ser usada para desenvolver um método de proteção dos moldes de ferro e aço da corrosão. Este procedimento é baseado na formação de óxido férrico a partir do declínio do filme fino de ferrato sobre o metal. Neste procedimento, uma mistura de ferrato de metal alcalino e solução alcalina contendo um agente redutor é posta em contato com superfícies metálicas.

Piá vária s desvantagens em usar sais metálicos tais como alúmen, cloreto férrico e sulfato ferroso na remoção de sólidos a partir de uma solução. Primeiro, a ligação de água aos íons metálicos cria uma lama gelatinosa com um elevado teor de água que aumenta os custos de retirada de água. Segundo, a água torna-se mais acídica após a adição de sais, causando um decréscimo na propriedade coagulante do sal. Em terceiro lugar, a formação de complexos metal-fosfato faz que os níveis de fosfato na solução decresçam e, como resultado, o fosfato se torne menos disponível para as bactérias. Isto perturba a função biológica do sistema. Os polímeros orgânicos sintéticos são usados como coagulantes e floculantes comuns para substi- tuir sais de metal. Para atingir este fim, exige-se uma grande quantidade de polímero, o que torna o processo dispendioso. Há também várias desvantagens em usar um polímero sintético. Os polímeros sintéticos liberam materiais tóxicos para a água devido á solubilidade dos polímeros. Além disso, a solubilidade é também grandemente influenciada por fatores ambientais tais como temperatura e pH. Os polímeros são muitos sensíveis á qualidade da água e também têm pequeno efeito sobre BOD. Pode ser vantajosa uma combinação de polímeros e ferrato. Esta combinação pode exigir menor quantidade de coagulante e, assim, ser efetiva do ponto de vista de custos. Os complexos de polímero-ferrato podem ser formados para eliminar a toxicidade a partir da solubilidade dos polímeros. Os complexos de polímero-ferrato podem também ter propriedades de finalidades múltiplas e podem ser menos sensíveis no sentido da qualidade de água.

Um dispositivo de produção de ferrato localizado numa instalação de água de rejeito será útil na ultrapassagem de todos os problemas acima descritos encarados por estas instalações. O dispositivo da presente invenção consegue produzir rapidamente ferrato a baixo custo. O ferrato pode ser injetado no fluxo de água de rejeito e misturado com ela, oxidando e removendo, dessa maneira, o rejeito indesejável. A oxidação pelo ferrato de compostos orgânicos e inorgânicos resulta em subprodutos ambientalmente seguros. Além disso, os subprodutos de sal contendo ferro podem ser facilmente filtrados e removidos da água de rejeito. Isto elimina a necessidade de passar repetidamente a água dos rejeitos através de filtros, carvão ativado ou reatores geológicos ou incubar a água de rejeitos em piscinas de bactérias anaeróbicas para digestão do rejeito orgânico. A geração de ferratos no local remove dois dos problemas associados ao seu uso hoje: custo e instabilidade. Como o ferrato é produzido no local e pode ser aplicado imediatamente após a sua produção, nenhuma ou pouca atenção deve ser prestada ao fato de que é instável. O ferrato é introduzido simplesmente na água de rejeito, antes que tenha a oportunidade de se decompor. Além disso, a aplicação de ferrato não exige nenhuma necessidade de purificação, cristalização ou armazenagem, o custo do seu uso é muito baixo. Além disso, o ferrato produzido pelo dispositivo da invenção exige menores quantidades do dispendioso estoque de alimentação. B — Tratamento de água. para Fins de recreação O ferrato gerado pelos métodos da presente invenção pode ser usado em aplicações em piscinas e spa. É bem sabido que as piscinas, os jacuzzis e spas se tornar a rn poluídos com rejeitos orgânicos. Os rejeitos entram na água a partir do corpo dos nadadores ou pelo vento ou insetos. Se deixada sem tratamento, a água torna-se túrhida e com incrustação. Os métodos usuais de tratamento incluem a adição de oxidantes tais como lixívia e agentes antibacterianos e antifúngicos. Estes tratamentos criam efeitos colaterais indesejáveis. Os oxidantes que são deixados na água têm um efeito adverso sobre a pele dos nadadores que usam a água. Além disso, os oxidantes criam subprodutos ambientalmente prejudiciais, tais como hidrocarbonetos clorados. O dispositivo da presente invenção pode ser adaptado a qualquer piscina ou jacuzzi de tal forma que o ferrato produzido pelo dispositivo seja misturado com a água numa câmara de mistura, pela qual todo o rejeito orgânico é oxidado em produtos inócuos, os sais de ferro são filtrados e a água limpa é re-introduzida na piscina. Isto representa um. método altamente efetivo e eficiente do ponto de vista de custos de limpeza da água da piscina, uma vez que o ferrato produzido pelos métodos da presente invenção é menos custoso a longo prazo do que comprar os numerosos produtos químicos oxidantes e antifúngicos necessáriso para o tratamento de uma piscina. O — XJso em plantas de processamento Muitas plantas de processamento geram correntes aquosas que compreendem biossólidos tais como proteínas, carboidratos, gorduras e óleos que devem ser tratados para remover os produto s biossólidos potencialmente valiosos, antes que a corrente possa ser descarregada a partir da planta. Estas correntes aquosas são, muitas vezes, derivadas de plantas de processamento de alimentos e têm teores sólidos de cerca de 0,0 1% a 5% numa base ponderai. Esta invenção proporciona um processo de clarificação dessas correntes, pelo qual os sólidos são floculados, e separação opcional dos mesmos dos biossólidos, que podem ser subsequentemente usados, por exemplo, em alimentos para animais.

Conforme aqui definido, flocular significa separar biossólidos suspensos, a partir de uma corrente que compreende biossólidos em que os biossólidos se tornam agregados e se separam para a parte superior ou inferior da corrente em que os biossólidos tinham estado previamente suspensos. A floculação produz um material floculado, que, se pretendido, pode ser fisicamente separado da corrente. Na presente invenção, é desejável maximizar o tamanho do material floculado, a fim de facilitar a remoção deste material a partir da corrente. O processo desta invenção envolve o tratamento de uma corrente aquosa que compreende biossólidos fazendo contatar a corrente com o ferrato. A corrente aquosa pode ser derivada de qualquer número de processos, que geram essas correntes, tais como a partir do processamento animal e vegetal, incluindo processamento para usos não alimentares.

No processo desta invenção, a corrente aquosa a ser tratada pode ser de qualquer planta que produza uma corrente aquosa que compreenda biossólidos, tais como plantas de processamento de alimentos. Por exemplo, matadouros e plantas de processamento de animais e outras plantas de processamento de alimen tos podem produzir corrente s aquo sas que compreendem proteínas, gorduras e óleo. Os matadouros e as plantas de processamento incluem aquelas para gado, suínos, frangos e frutos do mar. Outras plantas de processamento de alimentos incluem plantas para vegetais, grãos e alimentos lácteos, plantas de processamento de alimentos para processamento de soja, arroz cevada, queijo e soro; plantas para moagem por via úmida de amidos e grãos: assim como cervejarias, destilarias e adegas. Os biossólidos presentes em correntes aquosas a partir destes processos podem incluir açúcares, amidos e outros carboidratos, além de proteína, gorduras e óleos. Por exemplo, no processamento de soja, as proteínas são extraídas numa corrente aquosa a partir da qual elas são subsequentemente recuperadas. A presente invenção é especialmente útil para o tratamento de correntes a partir do processamento cie animais e, mais particularmente, a partir do processamento de frangos.

Se bem que esta inveção seja útil em operações convencionais de processamento de alimentos, que produzem suspensões aquosas de biossólidos, deve ser reconhecido que esta invenção é também útil no tratamento de suspensões aquosas de biossólidos derivados do processamento de materiais alimentícios (animais e vegetais), qu.e podem ter finalidades terminais não alimentícias. Por exemplo, quando separadas e recuperadas, as proteínas são úteis em certos cosméticos e outras formulações de cuidados da pele; o amido tem numerosos usos não alimentícios, incluindo usos no fabrico do papel. Ainda mais, esta invenção é útil para tratar em geral qualquer corrente aquosa que compreenda biossõlidos, que podem resultar de operações de processamento de não alimentos. Além disso, embora os biossõlidos, conforme acima descrito, estejam geralmente suspensos numa corrente substancialmente aquosa, a concentração de biossõlidos dissolvidos na corrente depende das propriedades da corrente ou dos biossõlidos, tais como, por exemplo, p H, salinidade ou outros parâmetros. O processo deata invenção envolve o tratamento de uma corrente aquosa que contém biossõlidos, por exemplo, proteínas, para reduzir os sólidos suspensos (medidos pela turbidez) e opcionalmente para separar os biossõlidos. Os biossõlidos podem ser recuperados para uso subsequente. Deve ser reconhecido que este processo consegue capturar tanto biossõlidos suspensos como materiais solúveis, tais como aqueles presentes no sangue e açúcares. O s biossõlidos Π o culados podem ser opcionalmente separados a partir da corrente tratada por processos de separação convencio- nais, tais como sedimentação, flotação, filtra-ção, centrifugação, decantação o u combinações desses processos. Os biossólidos separados podem ser subseqüentemente recuperados e usados em numerosas a pl icaçoes. Ta m b é m f o i verificado de modo surpreendente que os biossólidos recuperados a partir deste processo têm odor reduzido, quando secos, em relação àqueles recuperados a partir de um processo que use cloreto férrico como parte de um sistema de floculação. Os biossólidos floculados podem ser separados e recuperados por técnicas conloecidas, tais como aquelas mencionadas acima. B — Uso na limpeza radioativa O processo da presente invenção é baseado na precipitação de materiais radioativos, particularmente urânio, dissolvido em soluções aquosas. Os materiais radioativos dissolvidos podem ser a partir de uma corrente de fluxo natural ou uma planta de tratamento de água de operação de mineração de urânio. A água a partir da corrente é destinada a ser tratada por uma instalação convencional de tratamento de água de cidade para uso potável e doméstico. O ferrato foi proposto como agente de tratamento para a remoção de radionuclidos (transurânicos) a partir de água de rejeito. Até â data, o foco tem sido sobre a indústria nuclear, onde o ferrato é usado para remover o urânio e elementos transurânicos, a partir de água. contaminada.. Além disso, existe correntemente interesse no uso de ferra to para a remoção de plutônio e amerício a partir de efluentes de águas de rejeito. A Patente Americana 4.983.306, de Deininger, descreve um método de acabamento de elementos transurânicos a partir de água de rejeito radioativa usando FeO<+2~ que envolve o ajuste do pH de uma fonte de água que contém um elemento transurânico a uma faixa de 6,5-14,0. Supostamente, a remoção ocorre por co-precipitação dos transurânicos dentro da matriz de hidróxido férrico semelhante a outros metais pesados. Também são usadas pequenas quantidades de um produto químico em comparação com a tecnologia comum. Com base nas dosagens químicas, a geração de lama radioativa usando este método é reduzida em 3-20%, dependendo do teor de sólidos na alimentação de água de rejeito (Deininger e colaboradores, Waste Manage, ’90, vol. 1, p. 789-795 (1990)). F — Uso na limpeza de superfícies As soluções diluídas de ferrato podem ser usadas para pré-tratamento de oxidação de filmes que contenham óxido de cromo (III). resultantes da corrosão de superfícies de metal básico de sistemas de tubulações e similares, para tornar os filmes de corrosão mais suscetíveis a tratamentos de limpeza química convencionais. Existe necessidade de substituição de oxidantes laboratoriais correntemente usados, especialmente os derivados de cromato. O cromato e o cloro são motivo de preocupação ambiental e, nas oxidações do cromato, forma-se o Cr(III), que é um carcinógeno suspeito. Também, nas reações de per m anganato, gera-se Μ η O 2 - É conhecida a remoção de metais pesados. tais como Cu, Cd e Mn usando o ferrato. Tem-se mostrado que o ferrato remove suspensões coloidais e metais pesados através da floculação (T. Suzuli, Odaku Kenkyu, Vol II (5), p. 293-296 (1988)). O mecanismo de remoção de Mn envolve a formação oxidativa de Μ η O 2 insolúvel e subsequente captura destes metais no precipitado de Fe(OIT)s resultante do produto de redução do ferrato. O Cu e o Cd são removidos de maneira semelhante. Tem sido estudada a remoção de íons de metais pesados e ácido húmico por coagulação após o tratamento com ferrato de potássio. Os íons metálicos são geralmente capturados durante a sedimentação (F. Kazama e K. Kato, Kogyo Yosui, Vo 1. 357, p 8-13 (Chemical Abstract 1 10:6342 ly)(1988)).

Adicionalmente, as superfícies metálicas, tais como aquelas usadas em dispositivos médicos ou na indústria dos semi-condutores. carecem de limpeza ou desinfecção. Os métodos correntes de limpeza de superfícies metálicas exigem a sua exposição a desinfetantes, tais como lixívia, que são altamente corrosivos. Consequentemente, as partes metálicas corroem-se e rotineiramente claudicam devido a fadiga e precisam de ser substituídas. Além do alto custo de substituição das peças metálicas corroídas, a falha dos instrumentos cria desconforto e aborrecimento para os usuários e responsabilidades para os fabricantes.

O ferrato produzido pelos métodos da presente invenção pode ser usado para limpar as superfícies dessas partes metálicas. O ferrato não é corrosivo e não danifica a integridade da peça metálica. Conforme acima mencionado, a atividade biocida do ferrato é comparável à da lixívia. Portanto, o ferrato proporciona um meio eficiente, efetivo e econômico, pelo qual estas superfícies metálicas podem ser limpas. G — Usos médicos Nas técnicas médicas, existe grande necessidade de desinfetar e limpar instrumentos e superfícies. O dispositivo de geração de ferrato da presente invenção pode ser usado num cenário hospitalar com. essa finalidade.

Em certas outras modalidades, o ferrato gerado pelos métodos da presente invenção pode ser usado para tratar um ferimento, conforme descrito na Patente Americana 6.187.347. VI — Algumas modalidades da invenção Algumas modalidades da invenção referem-se ao seguinte: Um método de síntese contínua do ferrato, compreendendo: a) misturar u m a solução aquosa que compreende um sal de ferro e um agente oxidante numa câmara de mistura; b) sujDrir, pelo menos, uma parte da solução aquosa para uma câmara de reação; c) gerar continuamente ferrato na câmara de reação; d) fornecer, pelo menos, uma parte do ferrato para um local de uso que seja próximo da câmara de reação; e e) adicionar mais solução aquosa ã câmara de mistura. O método acima, em que a solução aquosa adicional na etapa e) é adicionada numa quantidade de modo a substituir substancialmente a parte da solução aquosa fornecida ã câmara de reação. O método acima, compreendendo ainda adicionar uma base â solução aquosa. O método acima, em que a base compreende um íon selecionado do grupo que consiste numa base de nitrogênio, o íon hidróxido, o íon óxido e o íon carbonato ou uma combinação dos mesmos. O método acima, em que o sal de ferro é selecionado do grupo que consiste em nitrato férrico, nitrato ferroso, cloreto férrico, cloreto ferroso, brometo férrico, brometo ferroso, sulfato férrico, sulfato ferroso, fosfato férrico. fosfato ferroso, hidróxido férrico, hidróxido ferroso, óxido féxrico, óxido ferroso, carbonato ácido férrico, carbonato ácido ferroso, carbonato férrico e carbonato ferroso ou uma combinação dos mesmos. O método acima, em que o agente oxidante compreende, pelo menos, um dos seguintes: um íon hipohaleto, um íon h ale to, um íon halato, um íon perhalato, ozônio, oxônio, halogénio, um peróxido, um perácido, um sal de perãcido e ácido de Caro ou uma combinação dos mesmos. O método acima, em que o agente oxidante compreende um íon hipohaleto selecionado do grupo que consiste no íon hipoclorito, o íon hipobromito e o íon bipoiodito. O método acima, em que o agente oxidante compreende um íon haleto selecionado do grupo que consiste no íon clorito, íon bromito e íon iodito. O método acima, em que- o agente oxidante compreende um íon halato selecionado do grupo que consiste no íon clorato, íon bromato e íon iodato. O método acima, em que o agente oxidante compreende um íon perhalato selecionado do grupo que consiste no íon perclorato, íon perbromato e íon periodato. O método aeima, compreendendo adicionalmente etapas de repetição de (b) a (d).

Um método de tratamento, no local de uso, de uma mistura aquosa com, pelo menos, uma impureza, que compreende a) gerar continuamente ferrato numa câmara de reação localizada próximo do local de uso; b) contatar o ferrato com a mistura aquosa no local de u so, pelo que, pelo menos, uma parte da impureza é oxidada. O método acima, em que a impureza é selecionada do grupo que consiste numa impureza biológica, um impureza orgânica, uma impureza inorgânica, uma impureza que contém enxofre, uma impureza metálica e uma impureza radioativa ou uma combinação das mesmas. O método acima, em que a etapa de gerar continuamente ferrato compreende as etapas de: a) misturar uma solução aquosa que compreende um sal de ferro e um agente oxidante numa câmara de mistura; b) suprir, pelo menos, uma parte da solução aquosa para uma câmara de reação; c) gerar continuamente ferrato na câmara de reação; d) fornecer, pelo menos, uma parte do ferrato para um local de uso que seja próximo da câmara de reação; e e) adicionar mais solução aquosa à câmara de mistura. O método acima, em que a solução aquosa adicional na etapa e) é adicionada numa quantidade de modo a substancialmente substituir a parte da solução aquosa fornecida à câmara de reação. O método acima, compreendendo ainda adicionar uma base à solução aquosa. O método acima, em que a base compreende um íon selecionado do grupo que consiste no íon hidróxido, o íon óxido e o íon carbonato ou uma combinação dos mesmos. O método acima, em que o sal de ferro é selecionado do grupo que consiste em nitrato férrico, nitrato ferroso, cloreto férrico, cloreto ferroso, brometo férrico, brometo ferroso, sulfato férrico, sulfato ferroso, fosfato férrico, fosfato ferroso, hidróxido férrico, hidróxido ferroso, óxido férrico, óxido ferroso, carbonato ácido férrico, carbonato ácido ferroso, carbonato férrico e carbonato ferroso ou uma combinação dos mesmos. O método acima, em que o agente oxidante compreende um componente selecionado do grupo que consiste num íon hipohaleto, num íon haleto, num íon halato, num íon perhalato, ozônio, oxônio, halogênio, num peróxido, num perácido, num sal de perãcido e ácido de Caro ou numa combinação dos mesmos. O método acima, em que o agente oxidante compreende um íon hipohaleto selecionado do grupo que consiste no íon hipoclorito, o íon hipobromito e o íon hipoiodito. O método acima, em que o agente oxidante compreende um íon haleto selecionado do grupo que consiste no íon clorito, íon bromito e íon iodito. O método acima, em que o agente i oxidante compreende um íon halato selecionado do grupo que consiste no íon clorato, íon bromato e íon iodato. O método acima, em. que o agente oxidante compreende um íon perhalato selecionado do grupo que consiste no íon perclorato, íon perbromato e íon periodato. O método acima, em que a etapa de con tato compreende a adição do ferrato a uma corrente da mistura aquosa. O método acima, em que a etapa de contato compreende contatar o ferrato numa piscina da mistura aquosa. O método acima, em que a etapa de contato compreende contatar uma corrente da mistura aquosa num contentor estacionário que contém o ferrato. O método acima, compreendendo adicionalmente etapas de repetição de (b) a (d).

Um dispositivo para sintetizar continuamente ferrato para suprimento a um local de . uso, compreendendo: a) uma primeira câmara de retenção; b) uma segunda câmara de retenção; c) uma câmara de mistura, ligada de modo controlável à primeira câmara de retenção e ã segunda câmara de retenção, â qual é adicionado um conteúdo da primeira câmara de retenção e um conteúdo da segunda câmara de retenção para formar uma primeira mistura;, d) uma câmara de reação ligada de modo controlável â câmara de mistura, estando a câmara de reação adaptada para receber a primeira mistura e manter a primeira mistura durante um período de tempo; e) uma mistura de ferrato na câmara de reação; e f) uma abertura de saída na câmara de reação., através da qual a mistura de ferrato fica adaptada para ser transportada para o local de uso, em que o local de uso é próximo da câmara de reação. O dispositivo acima, em que a câmara de mistura compreende ainda um agitador mecânico. O dispositivo acima, em que a câmara de mistura compreende um tubo configurado de modo a formar a mistura, â medida que ela passa através do tubo. O dispositivo acima, em que a câmara de mistura compreende ainda um dispositivo de controle de temperatura. O disxDOsitivo acima, que compreende ainda uma bomba a jusante da primeira e da segunda câmaras de retenção e a montante da câmara de mistura. O dispositivo acima, que compreende ainda uma bomba a jusante a partir da câmara de mistura e a montante da câmara de reação. O dispositivo acima, em que a câmara de reação compreende um tubo localizado entre 1 a câmara de mistura e a abertura de saída.

Um sistema para gerar continuamente ferrato, compreendendo: a) uma primeira câmara de retenção que contém um sal de ferro; b) uma segunda câmara de retenção que contém um agente oxidante; c) uma câmara de mistura, ligada de modo controlável ã primeira câmara de retenção e à segunda câmara de retenção, â qual é adicionado de modo controlável o sal de ferro e o agente oxidante para formar uma mistura; d) uma câmara de reação, ligada de modo controlável à câmara de mistura, na qual a mistura é mantida durante um certo período de tempo e na qual o ferrato é sintetizado e e) uma abertura de saída na câmara de reação, através da qual o ferrato fica adaptado para ser transportado para o local de uso. C> sistema acima, compreendendo ainda a adição de uma base à mistura. O sistema acima, em que a base compreende um íon selecionado do grupo que consiste no íon hidróxido, no íon óxido e no íon carbonato ou uma combinação dos mesmos. O sistema acima, em que o sal de ferro é selecionado do grupo que consiste em nitrato férrico, nitrato ferroso, cloreto férrico, cloreto ferroso, brometo férrico, brometo ferroso, sulfato férrico, sulfato ferroso, fosfato férrico, fosfato ferroso, bidróxido férrico, hidróxido ferroso, óxido férrico, óxido ferroso, carbonato ácido férrico, carbonato ácido ferroso, carbonato férrico e carbonato ferroso ou uma combinação dos mesmos. O sistema acima, em que o agente oxidante compreende um componente selecionado do grupo que consiste num íon hipohaleto, num íon haleto, num íon halato, num íon perhalato, ozônio, oxônio, halogênio, num peróxido, num perácido, num sal de perácido e ácido de Caro ou numa combinação dos mesmos. O sistema acima, em que o agente oxidante compreende um íon hipohaleto selecionado do grupo que consiste no íon hipoclorito, no íon hipobromito e no íon lripoiodito. O sistema acima, em que o agente oxidante compreende um íon haleto selecionado do grupo que consiste no íon clorito, íon bromito e íon iodito. O sistema acima, em que o agente oxidante compreende um íon bala to selecionado do g r u p o que consiste no íon clorato, íon bromato e íon iodato. O sistema acima, em que o agente oxidante compreende um íon perhalato selecionado do grupo que consiste no íon perclorato, íon perbromato e íon periodato. O sistema acima, em que a câmara de mistura compreende ainda um agitador • mecânico. O sistema acima, em que a câmara de mistura compreende um tubo configurado de modo a formar a mistura, à medida que ela passa através do tubo. O sistema acima, em que a câmara de mistura compreende ainda um dispositivo de controle de temperatura. O sistema acima, que compreende ainda uma bomba a jusante da primeira e da segunda câmaras de retenção e a montante da câmara de mistu ra. O sistema acima, que compreende ainda uma bomba a jusante da câmara de mistura e a montante da câmara de reação. O sistema acima, em que a câmara de reação compreende um tubo localizado entre a câmara de mistura e a abertura de saída.

Um método de purificação de água potável, que compreende contatar ferrato gerado pelo método da Reivindicação 1 com a água potável, em que o contato é num loeal próximo ao local cie geração.

Um método de purificação de água de rejeito, que compreende contatar o ferrato gerado pelos métodos acima com a água de rejeito, em que o contato é num local próximo do local de geração.

Um método de purificação de esgoto, que compreende contatar o ferrato gerado pelos métodos acima com o esgoto, em que o contato é num local próximo do local de geração.

Um método de limpeza de instrumentos cirúrgicos, que compreende contatar o ferrato gerado pelos métodos acima com os instrumen- tos cirúrgicos, em que o contato é num local próximo do local de geração.

Um método de remoção de materiais radioativos de uma solução aquosa, que compreende contatar o ferrato gerado pelos métodos acima com a solução aquosa, em que o contato é num local próximo do local de geração.

Um método de limpeza de uma superfície metálica ou polimérica, que compreende contatar o ferrato gerado pelos métodos acima com a superfície metálica ou polimérica, em que o contato é num local próximo do local de geração.

Um método de revestimento de uma superfície metálica ou polimérica, que compreende contatar o ferrato gerado pelos métodos acima com a superfície metálica ou polimérica. em que o contato é num local próximo do local de geração.

Um método de síntese contínua do ferrato, compreendendo: a) prover uma mistura de um sal de ferro e um agente oxidante; b) suprir continuamente, pelo menos, uma parte da mistura a uma câmara de aquecimento; c) expor a mistura a elevadas temperaturas na câmara de aquecimento, gerando, desse modo, o ferrato; d) remover, pelo menos, uma parte do ferrato gerado na etapa b) da câmara de aquecimento; e) adicionar mais solução aquosa à câmara de aquecimento. O método acima, em que a mistura adicional é adicionada ã câmara de aquecimento numa quantidade de modo a substancialmente substituir a parte do ferrato removido da câmara de aquecimento. O método acima, compreendendo ainda adicionar uma base à mistura. O método acima, em que a base compreende um íon selecionado do grupo que consiste numa base de nitrogênio, o íon hidróxido, o íon óxido e o íon carbonato ou uma combinação dos mesmos. O método acima, em que o sal de ferro é selecionado do grupo que consiste em nitrato férrico, nitrato ferroso, cloreto férrico, cloreto ferroso, brometo férrico, brometo ferroso, sulfato férrico, sulfato ferroso, fosfato férrico, fosfato ferroso, hidróxido férrico, hidróxido ferroso, óxido férrico, óxido ferroso, carbonato ácido férrico, carbonato ácido ferroso, carbonato férrico e carbonato ferroso ou uma combinação dos mesmos. O método acima, em que o agente oxidante compreende, pelo menos, um componente selecionado do grupo que consiste num íon hipohaleto, num íon haleto, num íon halato, num íon perhalato, ozônio, oxônio, halogênio, num peróxido, num perácido, num sal de perácido e ácido de Caro ou numa combinação dos mesmos. O método acima, em que o agente oxidante compreende um íon hipohaleto selecionado do grupo que consiste no íon bipoclorito, o íon hipobromito e o íon hipoiodito. O método acima, em que o agente oxidante compreende um íon haleto selecionado do grupo que consiste no íon clorito, íon bromito e íon iodito. O método acima, em que o agente oxidante compreende um íon halato selecionado do grupo que consiste no íon clorato, íon bromato e íon iodato. O método acima, em que o agente oxidante compreende um íon perhalato selecionado do grupo que consiste no íon perclorato, íon perbromato e íon periodato. O método acima, em que a mistura exposta a elevada temperatura é um sólido.

Um dispositivo para síntese contínua do ferrato, que compreende: a) uma câmara de retenção; b) um movimentador, ligado de modo controlável ã câmara de retenção, de tal forma que, pelo menos, uma parte do conteúdo da câmara de retenção é transferida para o movimentador; c) uma câmara de aquecimento, através da qual, pelo menos, uma parte do movimentador se desloca; d) uma abertura de saída, na câmara de aquecimento, através da qual o conteúdo do movimentador está adaptado para ser transportado para o local de uso, em que o local de uso está próximo da câmara de aquecimento. O dispositivo acima, em que o movimentador compreende uma correia transportadora. O dispositivo acima, que compreende ainda um misturador entre a câmara de retenção e o movimentador. O dispositivo acima, em que a câmara de aquecimento compreende ainda um dispositivo de controle de temperatura. O dispositivo acima, que compreende ainda uma câmara de armazenagem, após a abertura de saída na câmara de aquecimento.

Um dispositivo de síntese contínua do ferrato, que compreende: a) uma câmara de mistura, que compreende dois elétrodos e uma solução de um sal de ferro, em que os elétrodos proporcionam corrente elétrica suficiente para converter a solução de um sal de ferro em solução de ferrato; b) uma câmara de reação, ligada de modo controlável â câmara de mistura, na qual a solução de ferrato é mantida durante um certo período de tempo; e c) uma abertura de saída na câmara de reação, através da qual a mistura está adaptada para ser transportada para o local de uso, em que o local de uso é próximo da câmara de reação. O dispositivo acima, em que a câmara de mistura compreende ainda um agitador mecânico. O dispositivo acima, em que a câmara de mistura compreende um tubo configurado de modo a formar a mistura, â medida que ela passa através do tubo. O dispositivo acima, em que a câmara de mistura compreende ainda um dispositivo de controle de temperatura. O dispositivo acima, que compreende ainda uma bomba a jusante da primeira e da segunda câmaras de retenção e a montante da câmara de mistura. O dispositivo acima, que compreende ainda uma bomba a jusante da câmara de mistura e a montante da câmara de reação. O dispositivo acima, em que a câmara de reação compreende um tubo localizado entre a câmara de mistura e a abertura de saída.

Um método de síntese contínua do ferrato, compreendendo: a) prover continuamente uma solução aquosa que compreende um sal de ferro a uma câmara de mistura, em que a câmara de mistura compreende, pelo menos, dois elétro-dos; b) prover corrente elétrica suficiente aos, pelo menos, dois elétrodos para converter, pelo menos, uma parte do sal de ferro a ferrato; c) fornecer, pelo menos, uma parte do ferrato a um local de uso que seja próximo da câmara de reação; e d) adicionar mais solução aquosa à câmara de mistura. O método acima, em que a solução aquosa adicional juntada na etapa (d) é em quantidade suficiente para substituir substancialmente a parte da solução aquosa fornecida ã câmara de reação. O método acima, compreendendo ainda adicionar uma base â solução aquosa. O método acima, compreendendo ainda adicionar um ácido à solução aquosa. O método acima, em que o sal de ferro é selecionado do grupo que consiste em nitrato férrico, nitrato ferroso, cloreto férrico, cloreto ferroso, brometo férrico, brometo ferroso, sulfato férrico, sulfato ferroso, fosfato férrico, fosfato ferroso, hidróxido férrico, hidróxido ferroso, óxido férrico, óxido ferroso, carbonate» ácido férrico, carbonato ácido ferroso, carbonato férrico e carbonato ferroso ou uma combinação dos mesmos.

Um método de síntese contínua do ferrato, compreendendo: a) misturar uma solução aquosa que compreende um sal de ferro e um agente oxidante numa uma câmara de mistura, para formar uma solução de ferrato; b) prover, pelo menos, uma parte da solução de ferrato a um local de uso que seja próximo da câmara de mistura. O método acima, compreendendo ainda adicionar uma base à solução aquosa. O método acima em que a base compreende um íon selelcionado do grupo que consiste numa base de nitrogênio, o íon hidróxido, o íon óxido e o íon carbonato ou uma combinação dos mesmos. O método acima, em que o sal de ferro é selecionado do grupo que consiste em nitrato férrico, nitrato ferroso, cloreto férrico, cloreto ferroso, brometo férrico, brometo ferroso, sulfato férrico, sulfato ferroso, fosfato férrico, fosfato ferroso, hidróxido férrico, hidróxido ferroso, óxido férrico, óxido ferroso, carbonato ácido férrico, carbonato ácido ferroso, carbonato férrico e carbonato ferroso ou uma combinação dos mesmos. O método acima, em que o agente oxidante compreende, pelo menos, um componente selecionado do grupo que consiste num íon hipohaleto, num. íon haleto, num íon halato, num íon perbalato, ozônio, oxônio, halogênio. num peróxido, num perácido, num sal de perácido e ácido de Caro ou numa combinação dos mesmos. O método acima, em que o agente oxidante compreende um íon hipohaleto selecionado do grupo que consiste no íon hipoclorito, o íon hipobromito e o íon hipoiodito. O método acima, em que o agente oxidante compreende um íon haleto selecionado do grupo que consiste no íon elorito, íon bromito e íon iodito. O método acima, em que o agente oxidante compreende um íon halato selecionado do grupo que consiste no íon clorato, íon bromato e íon iodato. O método acima, em que o agente oxidante compreende um íon perhalato selecionado do grupo que consiste no íon perclorato, íon perbromato e íon periodato.

Um método de tratamento, no local de uso, de uma mistura aquosa com, pelo menos, uma impureza, que compreende a) gerar continuamente ferrato numa câmara de reação localizada próximo do local de uso; t>) contatar o ferrato com a mistura aquosa no local de uso, pelo que, pelo menos, uma parte da impureza fica coagulada.

Exemplos Exemplo 1: Preparação de Ferrato (VI) O seguinte é um procedimento representativo da síntese do ferrato. Adicionar 75 ml de água destilada a recipiente de 250 ml. Adicinar 30 g de NaOH para formar uma solução ÍOM. Arrefecer a solução de soda cáustica num banho de gelo. Bombear Cl(g) (aproximadamente 6,5 g) para a solução, enquanto se mistura até saturar. Adicionar uma segunda batelada (70 g) de NaOH â solução de hipoclorito. Manter a solução arrefecida. Filtrar o resíduo.

Adicionar 25 g de Fe(N03)3*9H20), com agitação. Filtrar através de filtro médio. Analisar o rendimento de Fe6+ usando espetroscopia UV-Vis, observando a absorbância a cerca de 5 10 nm.

Exemplo 2: Síntese do ferrato O ferrato é sintetizado usando o procedimento do Exemplo 1, exceto quanto a que foram usados 16,35 g de cloro, em vez de 6,5g. Adiciona-se 40 g de solução de hipoclorito filtrada através de vidro grosseiro frito de um vaso de reação encamisado de 50 ml com uma barra de agitação de Teflon®. Circula-se água a temperatura controlada através da camisa para controlar e estabilizar a temperatura de reação. Adiciona-se 5 g de nitrato férrico nonahidrato (Fe(N03)3*9H20)) durante um período de alguns minutos para começar o experimento. Pode ser adicionada uma quantidade de NaOH à solução antes do início do experimento. A “absorbãncia esperada” refere-se ã absorbãncia teórica da solução, se todo o ferro na solução tivesse sido convertido em Fe(VI). A segunda batelada (25g) de NaOH é adicionada na produção de bipoclorito. A temperatura é ajustada a 3 00C. (1) começar adição de ferro (2,) completar a adição de ferro (3) começo de reação observado * Peso real: Para a análise espetrofotométrica, é tomada gravimetricamente uma alíquota da solução de reação e diluída com tampão de p11 IO. Este é o peso da alíquota. A diluição é a 1 OC>g. t Absorbância esperada: O peso da alíquota representa uma fração da quantidade total de ferro no experimento. Se todo este ferro estiver presente como ferrato, este é o valor da absorbância computado da solução. Em combinação com a absrobância observada, o resultado computado facilita a determinação da fração de ferro no estado +6. A segunda, batelada (25g) de NaOH é adicionada na produção de biipoclorito. A temperatura é ajustada a 3O°C (1) começar adição de ferro (2) completar a adição de ferro (3) começo de reação observado Exemplo 3 Preparação de ferrato (VI) O ferrato é sintetizado usando o procedimento do Exemplo 1, exceto quanto a que foram usados 17 g de cloro, em vez de 6,5g. Adiciona-se 40 g de solução de hipoclorito filtrada através de vidro grosseiro frito a um copo de vidro encamisado de Pyrex de 50 ml com uma barra, de agitação de Teflon®. O copo de vidro é colocado num prato grande de cristalização sobre uma placa de agitador magnético. O prato de cristalização tem uma mistura água/gelo para manter uma temperatura de 19-20°C. Adicionam-se cinco gramas de nitrato férrico nonabidratado durante um período de quatro minutos para começar o experimento. O sal de ferro distribui-se através da mistura, mas, não há atividade visualmente evidente durante alguns minutos. A temperatura da mistura de reação eleva-se ligeiramente. Cerca de IO minutos depois do início da adição de ferro, a mistura torna-se púrpura escuro. Simultaneamente, a temperatura de reação sobe a 31°C. Neste ponto, é acionado um cronômetro para a tomada de amostras para análise de ferrato (VI). O banho de água/gelo mantém uma temperatura constante de 19-200C.

Exemplo 4 Preparação de ferrato (VI) O ferrato é sintetizado usando o procedimento do Exemplo 1. 30 g de NaOH mais 75 g de água foram misturadas na câmara de reação, seguido da adição de 6,5 g de CI2. Adicionaram-se outras 70 g de NaOH. A fase desta solução é feita reagir com 25 gramas de nitrato férrico. *: Basepm significa pré-misturar a solução de ferro com alguma da NaOH numa alça antes de contatar a lixívia. t- Sol 1, 2, 3, 4, 5 e β significa pequena molécula de quelação que pode ser necessária para. estabilizar o ferro com relação ã perda por precipitação na forma de óxido de ferro insolúvel. Esta abordagem pode também tornar possível reduzir a quantidade de água na receita, isto ajuda por concentrar todas as espécies para melhorar a cinética. Isto pode também cortar formas de ferro que são hostis, quer ao ferrato (VI), quer à lixívia, quer a ambos. Φ: C vs B significa contínuo vs batelada.

Exemplo 5: Preparação de ferrato (VI) O ferrato é sintetizado usando o procedimento do Exemplo 1, exceto quanto a que foram usados 12,9 g de cloro, em vez de 6,5g e a segunda adição de hidróxido de sódio foi de 25g, em vez de ΎΟ g. O vaso de reação é um recipiente de 30ml em banho-maria de 300C. Começar com 15 g de solução de hipoclorito / hidróxido de sódio. Em dois minutos, adicionar uma quantidade proporcional de cristais de nitrato férrico nonahidratado (4,8 g). Começar bombeando lixívia para o recipiente a uma velocidade de 1,2 g/minuto. Simultaneamente, alimentar de modo contínuo cristais de ferro para o recipiente a uma velocidade de 0,24 g/minuto. Parar após 20 minutos, este momento no tempo torna-se o instante = O no quadro abaixo. Durante este período, a temperatura máxima foi de 4O°C, mas, foi mantida, na maior parte do tempo uma temperatura de 3O°C. Após serem interrompidas as adições, foram tomadas amostras para análise espetrofotométrica.

Exemplo 6: Preparação de ferrato(VI) pela. literatura O ferrato foi sintetizado usando u rn a receita dada por Audette e Quail, Inorganic Chemistry 11(8) 1904 (1972). (*)(base de 75 g de água) Exemplo *7: Procedimento para a síntese do fe rrato (VI) Tomar u m a garrafa para pequenas amostras e registrar o seu peso de tara até o 0,01 grama mais próximo. Dentro de uma caixa seca, pesar 30 g de hidróxido de sódio num recipiente de 300 ml, 70 g de hidróxido de sódio num recipiente de 150 ml e 5,0 g de nitrato férrico nonahidratado na garrafa de amostra. Tampar cada recipiente. Tirar os três recipientes da caixa seca. Pesar de novo e registrar os pesos da pequena garrafa de amostra até o 0,0 1 grama mais próximo. Adicionar 75 g de água desionizada ao recipiente maior. Tampar novamente o recipiente maior e colocá-lo no gelo.

Tirar a tampa do recipiente grande, pôr nele uma vareta de agitação revestida de Teflon, pesar e registrar o peso. Colocar o recipiente num prato de cristalização grande sobre uma placa de agitação, adicionar gelo ao prato de cristalização acima do nível da solução e iniciar a agitação. Pôr um termômetro de vidro na solução.

Limpar e secar a ponta de fornecimento de um sistema de fornecimento de cloro. Iniciar a adição de cloro na solução de hidróxido de sódio. Assegurar-se de que a solução de hidróxido de sódio não retorna para o tubo de fornecimento na direção do cilindro de cloro.

Vigiar a velocidade das bolhas e não ir muito depressa. Vigiar a temperatura e mantê-la abaixo dos 200C. Verificar periodicamente o peso do recipiente mais conteúdo e parar a adição de cloro, quando tiver sido adicionado cloro suficicente (20 g de cloro, neste exemplo). Registrar o peso do recipiente mais conteúdo. Pôr o recipiente de volta no banho de gelo com o termômetro. Começar a adicionar lentamente a segunda alíquota de NaOH. Vigiar estreitamente a temperatura: preferivelmente, fica em torno dos 25°C. Filtrar a mistura através do filtro de vidro fritado. Pôr quarenta gramas de filtrado num copo de vidro de 50 ml com uma vareta de agitação curta. Pôr o copo de vidro no prato de cristalização e adicionar água e gelo ou calor, conforme necessário, para estacionar a temperatura no ponto de ajuste. Pôr um termopar no vaso de reação.

Começar a adicionar cristais de nitrato férrico nonahidratado a partir do vidro de amostra pequeno e simultaneamente começar a registrar a temperatura do conteúdo do vaso de reação. Levará quatro ou cinco minutos a i adicionar os cristais férrico s. Uma vez a cor púrpura esteja fortemente visível, começar a tirar amostras para análise do ferrato (VI).

Exemplo 8: Preparação do ferrato (VI) > O ferrato é sintetizado usando o procedimento do Exemplo 1, exceto quanto a que foram usados 23,1 g de cloro, em vez de 6,5g. Foram adicionados 40 g de lixívia filtrada em vidro grosseiro frito em solução de hidróxido de sódio saturada a um copo de vidro de Pj^rex de 50 ml com uma vareta de agitação de Teflon®. O copo de vidro foi colocado num }:>rato grande de cristalização sobre uma placa de agitador magnético. O banho-maria manteve uma temperatura de 26-27°C. Adicionaram - se 5 g de nitrato férrico nonahidra tado durante um período de três minutos para começar o experimento"'. Durante esta etapa, a mistura espumou ligeiramente, fazendo que os cristais de nitrato férrico tendessem a flutuar sobre a e spuma sem se misturar nela. Aos seis minutos, a mistura era de cor púrpura escuro e foi iniciada a amostragem, tirando cerca de 0,3 g e diluindo a ÍOO g com solução tampão fria. Os seis minutos coincidiram com a temperatura de pico da mistura, 42°C. Durante os minutos seguintes, a espuma continuou a elevar-se.

Exemplo 9: Preparação de ferrato (VI) O ferrato é sintetizado usando o procedimento do Exemplo 1, exceto quanto a que foram usados 12 g de cloro, em vez de 6,5g. O vaso de reação é una copo de vidro encamisado mantido a 35°C. Começar com 20 g de hipoclorito / sódio. Adicionar gradualmente 1,6 g de cristais de nitrato férrico nonahidratado. Isto é um excesso estequiométrico de cinco vezes o hqaocloritc» sobre o férrico (III). A temperatura máxima atingida durante esta etapa foi de 300C.

Exemplo IO: Procedimento de reator de retorno Usa-se um. vaso de mistura encamisado ajustado para controlar a temperatura a 300C. Utiliza-se um vaso reator na forma de um tubo com um ajuste de temperatura controlada de 35°C. Usa-se uma bomba peristáltica de velocidade variável de cabeçote múltiplo > ajustada para fornecer solução de hipoclori t o para. a câmara de mistura a uma velocidade de aproximadamente 30mg/seg. Utiliza-se outro tubo sobre o cabeçote da bomba para transferir a mistura da câmara de mistura para o tubo reator.

Preparar um vidro de amostra com mais de IO g de nitrato férrico nonahidratado, registrar o seu peso. Preparar outro vidro de amostra com nitrato férrico nonahidratado para fornecer 3,42 g. Adicionar 17,1 gramas de solução de hipoclorito de sódio â câmara de mistura. Começar a mistura. Adicionar gradualmente 3,42 g de nitrato férrico nonahidratado. Iniciar a contagem de tempo do experimento e começar a fornecer solução de hipoclorito de sódio a partir da bomba peristáltica. Em intervalos de um minuto, adicionar 0,342 g de cristais (medidos visualmente) na câmara de mistura. Após 5 minutos de adição, começar transferindo a mistura de reação para a alça, posicionando a entrada do tubo de transferência da bomba peristáltica na superfície da mistura de reação. Após IO, 15 e 20 minutos de adição, registrar o peso do vidro de cristais. Após a adição de 20 minutos, interromper o fornecimento de solução de hipoclorito de sódio e parar de adicionar os cristais. Reposicionar a entrada para o tubo de transferência da bomba peristáltica para próximo do fundo do vaso de mistura e continuar a bombear dele para o reator de Loop. Quando a câmara de mistura estiver vazia, parar a bomba peristáltica. Aos 60 minutos, obter uma amostra do produto, a partir da extremidade de saída do reator de alça e medir a sua absorbância. Aos 80 minutos, obter uma amostra do produto a partir da extremidade de entrada do reator de alça e medir a sua absorbância.

Exemplo 11: Preparação de ferrato (VI) O ferrato é sintetizado usando o procedimento do Exemplo 1. Adicionam-se -40 g de lixívia em solução de Hidróxido de sódio saturado filtrada em vidro grosseito fritado a um. copo de vidro de Pyrex de 50 ml com uma vareta de agitação de Teflon®. O copo de vidro é colocado num prato de cristalização grande sobre uma placa de agitador magnético. O prato de cristalização tem uma mistura água/gelo para manter uma temperatura de 19-200C. Adicionar 5 g de nitrato férrico nonahidratado durante um período de quatro minutos para começar o experimento. O sal de ferro distribui-se através da mistura, mas, não há atividade visualmente evidente por alguns minutos. A temperatura da mistura de reação eleva-se lentamente. De modo relativamente súbito, a mistura torna-se púrpura escuro. isto aconteceu IO minutos após o início da adição de ferro; simultaneamente, a temperatura de reação subiu a 3 1C. Neste ponto, é acionado um cronômetro para a tiragem de amostras para a análise de ferrato (VI). O banho água/gelo manteve-se a uma temperatura constante de 19-200C.

Exemplo 12: Preparação de ferrato (VI) Adicionam- se 40 gramas de solução de lixívia filtrada em vidro grosseiro frito a vaso de reação encamisado de 50 ml com uma vareta de agitação de Teflon®. Circula-se água de temperatura controlada através da camisa para controlar e estacionar a temperatura de reação. Adiciona-se cinco gramas de nitrato férrico nonahidratado durante o período de alguns minutos para começar o experimento.

Exemplo 13: Preparação de ferrato (VI) O vaso cie reação é ura copo de vidro de 30 ml num banho-maria a 3O°C. Começar com 15 g de solução de hipoclorito / hidróxido de sódio. Durante dois minutos, adicionar uma quantidade estequiométrica de cristais de nitrato férrico nonahidratado (3 g). Começar bombeando lixívia para o vaso a uma velocidade de 1,2 gminuto1. Simultaneamente, alimentar de modo contínuo cristais de ferro para o vaso a uma velocidade de 0,24 gminuto1. Parar após 20 minutos, este momento no tempo torna-se instante —O no quadro abaixo. Durante este período, a temperatura máxima foi de 40°C, mas, foi mantida durante a maior parte do tempo perto de 300C. Após as adições serem paradas, tiraram-se amostras para análise espetrofo to métrica.

Conclusão Assim, os especialistas na técnica notarão que estes métodos, dispositivos e usos proporcionam uma maneira fácil e econômica de produzir ferrato ma estreita proximidade do local de uso.

Um especialista na técnica observará que estes métodos e dispositivos são e podem ser adaptados ã realização dos objetivos e obter as finalidades e vantagens mencionadas, assim como aquelas a eles inerentes. Os métodos, procedimentos e dispositivos aqui descritos são presentemente representativos das modalidades preferidas e são exemplificativos e não se pretende que sejam limitações do escopo da invenção. Ocorrerão aos especialistas na técnica mudanças neles e outros usos, os quais estão compreendidos no e spírito da invenção e são definidos pelo escopo das reivindicações.

Ficará evidente para um especialista na técnica que podem ser fe itas modificações e substituições variantes· na invenção aqui descrita sem sair do escopo e espírito da invenção.

Os especialistas na técnica reconhecerão que os aspectos e modalidades da invenção aqui descritos podem ser exercitados separados uns dos outros ou em conjunto uns com os outros. Portanto, as combinações de modalidades separadas estão dentro do escopo da invenção, conforme aqui reivindicada.

Todas as patentes e publicações mencionadas no Relatório Descritivo são indicativas dos níveis daqueles especializados na técnica a que a invenção diz respeito. A invenção aqui descrita pode ser ilustrativamente exercitada de modo adequado na ausência, de qualquer elemento ou elementos, limitação ou limitações que não estejam especificamente aqui descritos. Assim, por exemplo, em cada exemplo destes, qualquer dos termos “compreendendo”, “consistindo basicamente em” e “consistindo em” pode ser substituído por qualquer dos outros dois termos. Os termos e expressões que têm sido empregados são usados como termos de descrição e não de limitação e não existe intenção de que o uso desses termos e expressões indique a exclusão dos equivalentes das características mostradas e descritas ou partes das mesmas. Reconhece-se que são possíveis várias modificações dentro do escopo da invenção reivindicada. Assim, deve ficar entendido que, embora a presente invenção tenha sido especificamente descrita pelas modalidades e características opcionais preferidas, podem ser reclassificadas modificações e variações dos conceitos aqui descritos pelos especialistas na técnica e essas modificações e variações são consideradas como estando dentro do escopo desta invenção, conforme definida pelas reivindicações anexas.

Além disso, onde as características ou aspectos da invenção são descritos em termos de grupos de Markush, os especialistas na técnica reconhecerão que a invenção está também descrita em termos de qualquer membro individual ou subgrupo de membros do grupo Markush. Por exemplo, se X for descrito como sendo selecionado do grupo que consiste em br o m ο, cloro e iodo, a.s reivindicações para X sendo bromo e as reivindicações para X sendo br o m o e iodo ficam completamente descritas.

Outras modalidades estão dentro das Reivindicações seguintes. “Método de Tratamento, no Local de Uso, de Mistura Aquosa com, Pelo Menos, uma Impureza e Dispositivos de Síntese Contínua de Ferra to em Ambiente Aquoso”

Claims (9)

1 - Método de Tratamento, no Local de Uso, de Mistura Aquosa com, pelo menos, uma Impureza, caracterizado por que compreende: a) gerar continuamente ferrato: i) misturando uma solução aquosa que compreende um sal de ferro e um agente oxidante numa câmara de mistura ii) suprir, pelo menos, uma parte da solução aquosa para uma câmara de reação; iii) gerar continuamente ferrato na câmara de reação; iv) fornecer, pelo menos, uma parte do ferrato sem conversão para a fase sólida para um local de uso que seja próximo da câmara de reação, em que o ferrato é mantido por um período de tempo que é menor ou igual â meia vida do ferrato na solução aquosa; e v) adicionar mais solução aquosa à câmara de mistura; e b) contatar o ferrato com a solução aquosa no local de uso, pelo que, pelo menos, uma parte da impureza é oxidada.

2 - Método de Tratamento, no Local de Uso, de Mistura Aquosa com, pelo menos, uma Impureza, de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado por que pelo menos uma parte da impureza é oxidada.

3 - Método de Tratamento, no Local de Uso, de Mistura Aquosa com, pelo menos, uma Impureza, de acordo com a Reivindicação 1 ou 2, caracterizado por que compreende ainda adicionar uma base ã solução aquosa.

4 - Método de Tratamento, no Local de Uso, de Mistura Aquosa com, pelo menos, uma Impureza, de acordo com a Reivindicação 1 ou 2, caracterizado por que a mistura aquosa com pelo menos uma impureza é água potável, água de rejeito ou esgoto.

5 - Dispositivo de Síntese Contínua de Ferra-to em Ambiente Aquoso Para Aplicação do Método de Tratamento, no Local de Uso, de Mistura Aquosa com, pelo menos, uma Impureza, para suprimento a um local de uso, segundo reivindicado na Reivindicação 1, caracterizado por que compreende: a) uma primeira câmara de retenção (ΙΟΙ, 201, 301); b) uma segunda câmara de retenção (305); c) uma câmara de mistura (103) ligada de modo controlável ã primeira câmara de retenção (ΙΟΙ, 201, 30 1) e à segunda câmara de retenção (305), à qual é adicionado um conteúdo da primeira câmara de retenção (101, 201, 301) e um conteúdo da segunda câmara de retenção (305) para formar uma mistura; d) uma câmara de reação (105, 303) li- gada de modo controlável à câmara de mistura (103), estando a câmara de reação (105, 303) adaptada para receber a mistura e manter a mistura durante um período de tempo na câmara de reação (105, 303); e) uma abertura de saída (115) na câmara de reação (105, 303) através da qual a mistura de ferrato fica adaptada para ser transportada para o local de uso, em que o local de uso é próximo da câmara de reação (105, 303).

6 - Dispositivo de Síntese Contínua de Ferrato em Ambiente Aquoso, para suprimento a um local de uso, de acordo com a Reivindicação 5, caracterizado por que a câmara de mistura (103) compreende ainda um dispositivo de controle de temperatura.

7 - Dispositivo de Síntese Contínua de Ferrato em Ambiente Aquoso, Para Aplicação do Método de Tratamento, no Local de Uso, de Mistura Aquosa com, pelo menos, uma Impureza, para suprimento a um local de uso, segundo reivindicado na Reivindicação 1, caracte- rizado por que compreende: a) uma câmara de retenção (ΙΟΙ, 201, 301, 305); b) um movimentador ligado de modo controlável à câmara de retenção (101, 20 1, 301, 305), de tal forma que, pelo menos, uma parte do conteúdo da câmara de retenção (10 1, 20 1, 30 1, 305) é transferida para o movimentador; c) uma câmara de aquecimento (205), através da qual se desloca pelo menos, uma parte do movimentador; d) uma abertura de saída (115, 3 15) na câmara de aquecimento (205), através da qual o conteúdo do movimentador está adaptado para ser transportado para o local de uso, em que o local de uso está próximo da câmara de aquecimento (205).

8 - Dispositivo de Síntese Contínua de Ferra-to em Ambiente Aq uoso, de acordo com a Reivindicação 7, caracterizado por que a câmara de aquecimento (205) compreende ainda um dispositivo de controle de temperatura.

9 - Dispositivo de Síntese Contínua de Ferra-to em Ambiente Aquoso, Para Aplicação do Método de Tratamento, no Local de Uso, de Mistura Aquosa com, pelo menos, uma Impureza, para suprimento a um local de uso, segundo reivindicado na Reivindicação 1 , em câ- mara de mistura, (103), que compreende dois elétrodos (32 1) e uma solução de sal de ferro, em que os elétrodos (32 1) proporcionam corrente elétrica suficiente para converter a solução de sal de ferro em solução de ferrato, caracterizado por que compreende: a) uma câmara de reação (105, 303) ligada de modo controlável à câmara de mistura (103), adaptada para receber a solução de ferrato ; e b) uma abertura de saída (115, 3 15) na câmara de reação (105, 303), adaptada para transportar a mistura para o local de uso, em que o local de uso é próximo da câmara de reação (105, 303).