BRPI0617618A2 - péletes para encapsulamento de selênio - Google Patents
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Abstract
<B>PELETES PARA ENCAPSULAMENTO DE SELêNIO.<D> Péletes encapsulando selênio, ou um composto de selênio, compreendem uma cavidade oca preenchida com selênio e envolvida por uma matriz que é capaz de formar um eutético com ao menos um dos constituintes de um conjunto de matérias primas fundidas para a fabricação de vidro.
Description
PÉLETES PARA ENCAPSULAMENTO DE SELENIO
Esta invenção se refere a materiais pelotizadoscompreendendo selênio. Mais precisamente, ela se refere opélete s que encapsulam selênio e/ou ao menos um compostode selênio. Em particular, a invenção também se refere opélete s encapsulando selênio que podem ser incorporadas aum conjunto de mistura de componentes apropriados paraprocessos de fabricação de vidro por fusão.
De acordo com um primeiro aspecto, a invenção fornecepéletes encapsulando selênio e/ou ao menos um composto deselênio, como definido na reivindicação 1.
De acordo com um segundo aspecto, a invenção forneceum processo para a fabricação de péletes, de acordo com areivindicação 7.
De acordo com um terceiro aspecto, os Péletes deacordo com a reivindicação 1 são utilizadas como umamatéria prima de selênio, para incorporação a um conjuntode vidro fundido, de acordo com a reivindicação 11.
De acordo com um quarto aspecto, a invenção fornece ummétodo para a redução da perda de selênio por queima em umprocesso de fabricação de vidro compreendendo selênio, deacordo com a reivindicação 12.
De acordo com um quinto aspecto, a invenção fornece umvidro do tipo cal-soda compreendendo selênio, de acordo coma reivindicação 13.
Reivindicações dependentes definem concepçõespreferidas adicionais da invenção.
A presente invenção pode fornecer uma ou mais dasvantagens seguintes:
método mecânico simples para a preparação dospéletes;
• simplicidade na incorporação do Se, como qualqueroutro componente de vidro tradicional;
• nenhum requerimento de um distribuidor especial e/ou particularmente caro ou equipamento de dosagem para a
incorporação do componente de Se em um conjunto de matériasprimas;
• acesso a fórmulas para o novo vidro de alto Se.
Péletes são pequenos pedaços de material de qualquer
formato, tendo ao menos cerca de 1 cm em sua maiordimensão. Mais freqüentemente, elas têm ao menos 0,5 cm emsua maior dimensão. Geralmente elas não excedem 20 cm emsua maior dimensão. Preferencialmente, péletes têm umformato de paralelepípedo, cúbico ou cilíndrico. Péletes, de acordo com a invenção são compostas de duas partes: umacavidade oca cheia com um cerne de selênio e/ou ao menos umcomposto de selênio, e uma matriz envolvendo a cavidade ocapreenchida que esconde e isola o cerne do pélete do meioambiente. A matriz, de acordo com a invenção, é um tablete comprimido que não se funde abaixo de 1300 °C, sob pressãoatmosférica normal. A matriz deve ser isenta de qualquercomposto que possa dar origem a compostos gasosos quandoaquecida desde a temperatura atmosférica até 2000 °C. Elatambém deve ser capaz de lentamente formar um produto eutético com ao menos um dos constituintes de um conjuntode matérias primas fundidas comumente utilizadas em umprocesso de fabricação de vidro, quando mergulhada noconjunto de matérias primas fundidas de vidro. O produtoeutético tem uma temperatura de fusão de 400 a 1800 °C, sob pressão normal.O cerne de selênio, e/ou ao menos um composto de Se, éselecionado de sais inorgânicos ou orgânicos de selêniometálico, assim como de outros compostos orgânicoscompreendendo selênio em suas moléculas. Em particular, ocomposto de selênio pode ser selecionado dentre osselenitos e os selenatos. Por exemplo, ele pode ser umselenito de um metal alcalino, como um selenito de sódio(Na2SeO3) .
A matriz pode compreender quaisquer compostosinorgânicos ou orgânicos, possivelmente misturados, capazesde encapsular de forma eficiente o cerne de selênio e/ou ocomposto de selênio. Por maneira eficiente, nós pretendemosnos referir a capacidade de mascarar, por um tempo nãoinferior a 5 a 15 minutos, a presença de selênio e seuscompostos de componentes de conjuntos fundidos quentes devidro, tais como SiO2, CaO, Na2O, K2O, Al2O3 e similares. Deacordo com a invenção, a matriz pode compreender ao menosum dos seguintes compostos: SiO2, Na2O, K2O, Li2O, B2O3, CaO,MgO, BaO, ZnO, Al2O3, Fe2O3, Se, TiO2, CoO, MnO, Cr2O3, CeO2,ZrO2, NiO, SnO2, Cu2O, V2O5 e SO3. Estes compostos podemestar presentes na matriz nesta forma, ou misturados oucombinados com outros, de maneira a formar componentesespeciais tais como areia, cimento de qualquer tipo,dolomita. . . e similares. Dois ou mais deles também podemestar misturados conjuntamente.
De acordo com uma concepção da invenção, a matriz égeralmente capaz de formar um eutético com uma mais dasespécies fundidas CaO, MgO, Na2O, SiO2 ou Al2O3 presentes emum conjunto de matéria prima de vidro.
Conforme mencionado acima, um segundo aspecto dainvenção é o fornecimento de ura processo para a fabricaçãode Péletes, de acordo com a reivindicação 7. Em talprocesso:
• parte da quantidade total do material da matriz émisturada a seco
• a mistura é despejada em um molde tendo umacavidade aberta
• uma haste tendo uma seção transversal ligeiramentemenor do que aquela da abertura da cavidade é, então,inserida na cavidade e deixada repousar sobre a mistura domaterial da matriz
• a haste é, então, pressionada com a ajuda de umaprensa, de forma a solidificar o material da matriz noformato de uma metade inferior de um pélete
• a haste é removida e o selênio e/ou o composto deselênio é depositado na área superior central do meiopélete
• uma segunda, e última, parte da quantidade demistura de material da matriz é despejada sobre o selênioe/ou o composto de selênio
• a haste é novamente colocada no local dentro dacavidade do molde e pressionada
• o pélete acabada é removida do molde.
Uma concepção do processo, de acordo com a invenção,consiste em usar duas hastes diferentes, uma primeira hastecom uma seção plana de extremidade, para prensar a primeirametade inferior do pélete , e uma segunda com um pequenoorifício localizado no centro da seção de sua extremidade,de forma a manter o selênio, e/ou o composto de selênio, nocentro do pélete durante a operação de prensagem.De acordo com uma outra interessante concepção, umapequena proporção de um agente ligante pode ser adicionadaao selênio, e/ou ao composto de selênio, antes que ele sejaprensado dentro da matriz. Isto tem a vantagem de manter oselênio, e/ou o composto de selênio, dentro dos péletesacabadas, a uma distância das superfícies externas. 0agente ligante pode ser escolhido dentre qualquercomposição pegajosa, preferencialmente orgânica, de forma apermitir seu escape da mistura, na forma de vapor d'água e
CO2, devido à ação do calor. A própria água, em pequenasquantidades, também pode ser usada como um agente ligante.Geralmente, o agente ligante pode estar presente emquantidades tão baixas como 0,05% do peso do selênio, e/oudo composto de selênio, e não excede uns poucos pontos
percentuais em relação àquele peso. Na maioria das vezes émantido abaixo de 10%, em relação àquele peso.
A invenção também se refere ao uso de péletes, deacordo com a invenção, para incorporação a um conjunto devidro fundida de forma a reduzir a perda de selênio por
queima no gás de exaustão. Ela se refere a um método para aredução da perda de selênio por queima, em um processo defabricação de vidro compreendendo selênio através daincorporação de ao menos parte de uma matéria prima deselênio dentro de péletes, de acordo com a invenção.
Um último aspecto da invenção ê o fornecimento de umvidro compreendendo selênio, que tenha sido fabricado pelométodo detalhado acima. Em uma concepção preferida o vidroé um vidro do tipo cal-soda. Em uma outra concepçãopreferida, o vidro do tipo cal-soda compreendendo Se é um
vidro plano obtido através da flutuação de uma tira devidro derretido na superfície superior de um banho deestanho metálico fundido. 0 vidro também pode ser,alternativamente, qualquer outro tipo de vidro incluindo,de forma não limitante: vidro fundido, vidro extrudado oucilindro soprado.
Preferencialmente, o vidro de flutuação do tipo cal-soda é um vidro plano.
Agora a invenção será ilustrada abaixo, através deexemplos, objetivando uma melhor descrição da invenção, semque de forma alguma se tente limitar seu escopo.
Exemplo IR: (em descacordo com a invenção)
Um primeiro exemplo de referência de fusão envolveu umconjunto de matérias primas não compreendendo quaisquerpéletes. Os seguintes componentes sólidos foram misturados,na quantidade indicada, em uma forma sólida pulverulenta:
Tabela 1
<table>table see original document page 7</column></row><table>
Àqueles componentes foi adicionada água na formalíquida, a 4% do peso total do conjunto, para facilitar amistura dos diferentes componentes sólidos. Após misturar aseco o conjunto de sólidos, eles foram despejados em umcadinho ZAC (de alumina-zircônia), este sendo inserido por2 horas em um forno preenchido com uma atmosfera gasosaredutora consistindo em uma mistura de 95% de nitrogênio e5% de hidrogênio, que tinha sido pré-aquecida a 1400 °C. Obanho fundido, que tornou-se um vidro derretido, foifundido em uma placa fria, e o vidro sólido resultante foiquebrado em pequenos pedaços. Os pedaços foram, então,novamente inseridos em um cadinho e colocados em um forno a14 00 °C. A temperatura foi, então, aumentada até 14 5 0 0C auma taxa de cerca de 5 °C/min. 0 vidro derretido foisubseqüentemente fundido, quebrado e novamente inserido noforno a 1450 °C. A duração total da permanência àquelatemperatura foi de cerca de 2 horas. A temperatura foisubseqüentemente aumentada até 1500 °C, na mesma taxa de 5°C/min. O vidro derretido subseqüentemente mantido àquelatemperatura para refino durante cerca de uma hora, seguidode um retorno a 1450 0C para condicionamento térmico,durante cerca de 1,5 horas.
Ao final do período de condicionamento térmico, ovidro derretido foi fundido em pequenos moldes de aço de 4cm χ 4 cm, que foram colocados em um forno de recozimento a600 °C, por 2,5 horas. 0 aquecimento elétrico do forno derecozimento foi subseqüentemente desligado e a temperaturafoi deixada baixar até a temperatura ambiente, durante anoite.
No dia seguinte, amostras de vidro foram retiradas dosmoldes e suas faces foram polidas mecanicamente. As suascomposições químicas foram subseqüentemente analisadas portécnica de fluorescência de raios X, e o rendimento doselênio remanescente foi calculado através da comparaçãocom a quantidade inicialmente adicionada no conjunto demistura.
O cálculo do rendimento de Se produziu um resultado de14%.
Exemplo 2R: (em descacordo com a invenção)
Em um segundo exemplo de referência (2R: péletesmisturadas), a composição "A" descrita na patente EP 0618177 Al foi usada para a prensagem de um pélete que foiinserida no meio das matérias primas sólidas, no mesmocadinho do exemplo IR.
O conjunto de matérias primas e o pélete apresentarama seguinte composição:
Tabela 2
<table>table see original document page 9</column></row><table><table>table see original document page 10</column></row><table>
Foi executado o mesmo procedimento de fusão, refino erecozimento do vidro do exemplo IR. O rendimento de Semedido, para este exemplo, foi de 12%.
Exemplos 3-5: (de acordo com a invenção)
O mesmo procedimento que foi usado no exemplo 2R foiexecutado com péletes modificadas, de três naturezasdiferentes. Cerca de metade do conjunto de materiais foicuidadosamente prensada, de forma a apresentar uma cavidadeoca no meio da mistura comprimida. Esta última cavidade foisubseqüentemente preenchida com 0,059 g de Na2SeO3 (péletesde Se encapsuladas) e recoberta com a metade remanescentedo conjunto de materiais. 0 pélete inteira, compreendendo ocomposto de selênio em seu centro, foi subseqüentementeprensada.
Tabela 3
<table>table see original document page 10</column></row><table><table>table see original document page 11</column></row><table>
Rendimentos de selênio foram calculados e indicados norodapé da tabela. Como pode ser visto, através doencapsulamento do composto de selênio dentro dos péletes, orendimento pode ser aumentado em até 100%, em comparação àsreferências.
Claims (15)
1. Péletes de ao menos 0,5 cm em sua maior dimensão,encapsulando selênio e/ou ao menos um composto de Se,caracterizados pelo fato de que são feitos de:a. uma cavidade oca localizada dentro do corpo de cadopélete e preenchida com um cerne de selênio, e/ou ao menosum composto de Se;b. uma matriz envolvendo a cavidade oca preenchida,que esconde e isola o cerne do pélete do ambiente,a matriz sendo uma tablete comprimido que não se fundeabaixo de 1300 °C, sob pressão normal, isenta de quaisquercompostos que poderiam dar origem a compostos gasososquando aquecida desde a temperatura atmosférica até 2000°C, e que é capaz de lentamente formar um produto eutéticocom ao menos um dos constituintes de um conjunto dematérias primas fundidas comumente utilizadas em umprocesso de fabricação de vidro, quando mergulhada noconjunto de matérias primas fundidas de vidro, o produtoeutético tendo uma temperatura de fusão de 400 a 1800 0C,sob pressão normal.
2. Péletes, de acordo com a reivindicação 1,caracterizados pelo fato de que o cerne de selênio, e/ou aomenos um composto de Se, é selecionado dentre selêniometálico e sais inorgânicos ou orgânicos, assim como outroscompostos orgânicos compreendendo selênio em sua molécula.
3. Péletes, de acordo com a reivindicação 2,caracterizados pelo fato de que o composto de selênio éselecionado dentre selenitos e selenatos.
4. Péletes, de acordo com qualquer uma dasreivindicações de 1, 2 ou 3, caracterizados pelo fato deque a matriz compreende ao menos um dos seguintescompostos: SiO2, Na2O, K2O, Li2O, B2O3, CaO, MgO, BaO, ZnO,Al2O3, Fe2O3, Se, TiO2, CoO, MnO, Cr2O3, CeO2, ZrO2, NiO,SnO2, Cu2O, V2O5 e SO3.
5. Péletes, de acordo com a reivindicação 4,caracterizados pelo fato de que a matriz compreende aomenos areia, cimento, dolomita ou qualquer combinação dedois ou mais destes compostos.
6. Péletes, de acordo com qualquer uma dasreivindicações de 1, 2, 3, 4 ou 5, caracterizados pelo fatode que a matriz é capaz de formar um eutético com um oumais dentre CaO, MgO e SiO2 fundidos, presentes em umconjunto de matéria prima de vidro.
7. Processo para a fabricação de Péletes de qualqueruma das reivindicações de 1, 2, 3, 4, 5 ou 6 caracterizadopelo fato de que:• parte da quantidade total do material da matriz émisturada a seco• a mistura é despejada em um molde suportando umacavidade aberta• uma haste tendo uma seção transversal ligeiramentemenor do que aquela da abertura da cavidade é, então,inserida na cavidade e deixada repousar sobre a mistura domaterial da matriz• a haste é, então, pressionada com a ajuda de umaprensa, de forma a solidificar o material da matriz noformato de uma metade inferior de um pélete• a haste é removida e o selênio, e/ou o composto deselênio, é depositado na área superior central do meiopélete• uma segunda e última parte da quantidade da misturado material da matriz é despejada sobre o selênio e/ou ocomposto de selênio• a haste é novamente colocada no interior dacavidade do molde e pressionada• o pélete acabada é removida do molde.
8. Processo para a fabricação de Péletes, de acordocom a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que duashastes diferentes são utilizadas, uma primeira haste comuma seção plana de extremidade para prensar a primeirametade inferior do pélete, e uma segunda com um pequenoorifício localizado no centro da seção de sua extremidade,de forma a manter o selênio, e/ou o composto de selênio, nocentro do pélete durante a operação de prensagem.
9. Processo para a fabricação de Péletes, de acordocom a reivindicação 7 ou 8, caracterizado pelo fato de queuma pequena proporção de um agente ligante é adicionada aoselênio e/ou ao composto de selênio.
10. Processo para a fabricação de Péletes, de acordocom a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que oagente ligante é selecionado dentre ao menos um de umacomposição orgânica pegajosa e água.
11. Uso de Péletes de qualquer uma das reivindicaçõesde 1, 2, 3, 4, 5 ou 6 caracterizado pelo fato de ser paraincorporação em um conjunto de vidro fundida, de forma areduzir a perda de selênio por queima no gás de exaustão.
12. Método para a redução da perda de selênio porqueima em um processo de fabricação de vidro compreendendoselênio caracterizado pelo fato de ser através daincorporação de ao menos parte da matéria prima de selêniodentro de Péletes conforme qualquer uma das reivindicaçõesde 1, 2, 3, 4, 5 ou 6.
13. Vidro do tipo cal-soda compreendendo selêniocaracterizado pelo fato de que foi fabricado pelo método dareivindicação 12.
14. Vidro do tipo cal-soda compreendendo selênio, deacordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato deque ele é um vidro plano obtido através da flutuação de umatira de vidro derretido na superfície superior de um banhode estanho metálico fundido.
15. Vidro plano compreendendo selênio caracterizadopelo fato de que ele é o vidro plano da reivindicação 14.
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