BRPI0621282A2 - métodos para a produção de nanopartìculas de óxido metálico, e nanopartìculas e preparações produzidas deste modo - Google Patents

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Abstract

MéTODOS PARA A PRODUçãO DE NANOPARTìCULAS DE óXIDO METáLICO, E NANOPARTìCULAS E PREPARAçõES PRODUZIDAS DESTE MODO. A invenção fornece um método para a formação de partículas de óxido metálico de tamanho pequeno, compreendendo as etapas de: a) preparar uma solução aquosa de partida compreendendo pelo menos um de ion metálico e complexos deste, em uma concentração de pelo menos 0,1 % p/p do componente metálico; b) preparar uma solução de modificação aquosa tendo uma temperatura maior do que 50<198>C; c) contatar a solução de modifi- cação aquosa com a solução aquosa de partida em um modo contínuo em uma câmara de mistura para formar um sistema modificado; d) remover o sistema modificado da câmara de mistura em um modo de fluxo constante; em que o método é caracterizado em que: i) o tempo de permanência na câmara de mistura é menos do que cerca de 5 minutos; e ii) existem partículas formadas ou agregados destas, em que a maioria das partículas formadas estão entre cerca de 2 nm e cerca de 500 nm em tamanho.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "MÉTODOS PARA A PRODUÇÃO DE NANOPARTÍCULAS DE ÓXIDO METÁLICO, E NANOPARTÍCULAS E PREPARAÇÕES PRODUZIDAS DESTE MODO".
A presente invenção refere-se a um método para produzir partí- cuias de oxido metálico de tamanho pequeno e mais particularmente, a um método para produzir partículas de oxido metálico de tamanho de partícula desejado, distribuição de tamanho de partícula e hábito em uma maneira industrial e economicamente útil. Na presente invenção, o termo oxido metá- lico significa e inclui óxidos metálicos da fórmula MetalxOy (por exemplo, SnO, SnO2, Al2O3, SiO2, ZnO, CoO, Co3O4, Cu2O, CuO, Ni2O3, NiO, MgO, Y2O3, VO, VO2, V2O3, V2O5, MnO MnO2, CdO, ZrO2, PdO, PdO2, MoO3, Mo- O2, Cr2O3, CrO3, e RuO2), hidróxi-óxidos metálicos da fórmula Metalp(OH)qOr , (por exemplo, Sn(OH)2, Sn(OH)4, AI(OH)3, Si(OH)4, Zn(OH)2, Co(OH)2, Co(OH)3, CuOH, Cu(OH)2, Ni(OH)3, Ni(OH)2, Mg(OH)2, Y(OH)3, V(OH)2, V(OH)4, V(OH)3, Mn(OH)2 Mn(OH)4, Cd(OH)2, Zr(OH)4, Pd(OH)2, Pd(OH)4, Mo(OH)4, Cr(OH)3, e Ru(OH)4) ácido metálico, várias formas de hidratação destes e composições em que estes são componentes principais, em que x, y, p, q, r são todos números inteiros.
Óxido metálicos são usados em uma faixa ampla de aplicações, tais como para abrasivos, catalisadores, cosméticos, dispositivos eletrônicos, magnéticos, pigmentos & revestimentos, e cerâmicas estruturais, etc.
Abrasivos - As nanopartículas exibem efetividade superior em aplicações abrasivas e de polimento críticas quando propriamente dispersas. O tamanho e distribuição de partícula ultra-fina de produtos propriamente dispersos é virtualmente inigualável por quaisquer outros abrasivos comerci- almente disponíveis. O resultado é uma redução significante no tamanho de defeitos superficiais quando comparado a materiais abrasivos convencio- nais. As nanopartículas de óxido metálico são principalmente usadas como abrasivos gerais, polimento de disco de memória rígido, planarização quími- co-mecânica (CMP) de semicondutores, polimento com pastilha de silício, polimento óptico, polimento de fibra óptica, e polimento de jóias. Os princi- pais produtos usados são óxido de alumínio, óxido de ferro, óxido de esta- nho, e oxido de cromo.
Catalisadores - As nanopartículas de oxido metálico possuem capacidades catalíticas realçadas devido a seus átomos de superfície alta- mente estressados que são muito reativos. Assim, eles são principalmente usados como catalisadores gerais (por exemplo, dióxido de titânio, óxido de zinco, e paládio), catalisadores de oxidação redução (por exemplo, óxido de ferro), catalisadores de síntese de hidrogênio (por exemplo, óxido de ferro dióxido de titânio), suportes de catalisador tais como substratos para metais valiosos (por exemplo, óxido de alumínio, e dióxido de titânio), catalisadores para controle de emissão, catalisadores para refinamento de petróleo, e ca- talisadores de tratamento de resíduos.
Cosméticos - As nanopartículas de óxido metálico facilitam a criação de produtos cosméticos superiores. Elas fornecem atenuação UV elevada sem o uso de produtos químicos, fornecem transparência à luz visí- vel quando desejado, e podem ser igualmente dispersas em uma faixa am- pla de veículos cosméticos para fornecer produtos cosméticos de não empe- lotamento. As nanopartículas de óxido metálico são principalmente usadas como protetores solares, cremes hidratantes com FPS (fator de proteção solar), bases com FPS, batom com FPS, bálsamo para os lábios com FPS, produtos de cuidado dos pés, e ungüentos. Os principais produtos para apli- cações cosméticas são pó de óxido de zinco, dispersões de ZnO, FE45B (óxido de ferro marrom), dispersões de T1O2, pigmento de óxido metálico preto, pigmento de óxido metálico vermelho, pigmento de óxido metálico amarelo, e pigmento de óxido metálico azul.
Dispositivos eletrônicos - As nanopartículas de óxido metálico podem fornecer propriedades elétricas e de condução novas e únicas para o uso em tecnologias existentes e futuras. As nanopartículas de óxido metálico são principalmente usadas como varistores (por exemplo, óxido de zinco), condutores transparentes (óxido de estanho índio), cerâmicas dielétricas superiores, pastas condutivas, capacitores (dióxido de titânio), substâncias fosforescentes para monitores CRT (por exemplo, óxido de zinco), monitores de painel eletroluminescente (por exemplo, óxido de zinco), substâncias ce- râmicas para circuitos eletrônicos (por exemplo, óxido de alumínio), propul- sor de bolsa de ar automotivo (por exemplo, óxido de ferro), substâncias fos- forescentes dentro de tubos fluorescentes (por exemplo, óxido de zinco), e refletores para lâmpadas incandescentes (por exemplo, dióxido de titânio).
Magnéticos - As nanopartículas de óxido metálico podem forne- cer propriedades magnéticas novas e únicas para o uso em tecnologias exis- tentes e futuras. As nanopartículas de óxido metálico são principalmente u- sadas como ferrofluidos e fluidos magnetorreológicos (MR).
Pigmentos & Revestimentos - As nanopartículas de óxido metá- lico facilitam a criação de pigmentos e revestimentos superiores. Elas forne- cem atenuação UV elevada, transparência à luz visível quando desejado, e podem ser igualmente dispersas em uma faixa ampla de materiais. As nano- partículas também podem fornecer cores mais vividas que resistirão à dete- rioração e desvanecimento com o passar do tempo. As nanopartículas de óxido metálico são principalmente usadas como pigmentos & revestimentos gerais, revestimentos de absorção de microondas, revestimentos de absor- ção de radar, revestimentos claros de proteção UV, antifungicida para tintas, revestimentos em pó, e pigmentos automotivos (desnebulizado em mica pa- ra aspecto metálico).
Cerâmicas estruturais - As nanopartículas de óxido metálico po- dem ser usadas na produção de peças cerâmicas. O tamanho ultra-fino das partículas permite formação semi-acabada de peças cerâmicas por intermé- dio de deformação super plástica, que pode reduzir os custos de produção reduzindo-se a necessidade para usinagem de pós formação cara. Os óxi- dos metálicos são principalmente usados como cerâmicas translucentes pa- ra envelopes de tubo em arco, reforços para compósitos de matriz de metal, membranas porosas para filtração de gás, e peças resistentes ao desgaste de forma final.
Muitos pós de óxidos nano-metálicos importantes ainda não fo- ram comercializados. Os processos relatados usados para obter óxidos na- no-metálicos são muito caros, têm rendimentos baixos e, o mais importan- temente, aumento de escala de produção pode ser difícil. A seguir estão vários métodos descritos na técnica anterior para sintetizar nanopartículas de oxido metálico.
Síntese de Fase Gasosa - Vários métodos existem para a sínte- se de nano-partículas na fase gasosa. Estes incluem processamento de condensação de gás, condensação de vapor químico, processamento de plasma por microondas e síntese de chama por combustão. Nestes métodos os materiais de partida são vaporizados usando fontes de energia tais como caçarolas refratárias aquecidas em Joule, dispositivos de evaporação de feixe de elétrons, fontes de crepitação, reatores de parede quente, etc. Gru- pos de nano-tamanho depois são condensados do vapor na proximidade da fonte por nucleação homogênea. Os grupos são subseqüentemente coleta- dos usando um filtro mecânico ou um "cold finger". Estes métodos produ- zem quantidades pequenas de material não aglomerado, com algumas de- zenas de grama/hora mencionadas como um avanço significante na taxa de produção.
Atrito Mecânico ou Moagem por Esferas - Este método é um mé- todo que pode ser usado para produzir materiais nano-cristalinos pela de- composição estrutural de materiais de grão mais grosso como um resultado de deformação plástica severa. A qualidade do produto final é uma função da energia, tempo e temperatura de moagem. Para obter tamanhos de grão de alguns nanômetros em diâmetro requer tempos de processamento relati- vamente longos ou várias horas para porções pequenas. Uma outra desvan- tagem principal deste método é que o material moído é propenso à contami- nação severa a partir dos meios de moagem.
Síntese com base em Precipitação Sol-Gel - Partículas ou géis são formados por reações de hidrólise-condensação, que envolvem primeiro a hidrólise de um precursor, seguido por polimerização destes precursores hidrolisados em partículas. Controlando-se as reações de hidrólise- condensação, partículas com distribuições de tamanho muito uniformes po- dem ser precipitadas. As desvantagens de métodos sol-gel são que os pre- cursores podem ser caros, controle cuidadoso das reações de hidrólise- condensação é necessário, e as reações podem ser lentas. Métodos com base em Microemulsão - Métodos de microemul- são criam partículas de tamanho em nanômetro limitando-se reações inor- gânicas a domínios aquosos de tamanho em nanômetro que existem dentro de um óleo. Estes domínios, chamados microemulsões água-em-óleo ou inversas, podem ser criados usando certas combinações de tensoati- vo/água/óleo. Partículas de tamanho em nanômetro podem ser fabricadas preparando-se duas microemulsões inversas diferentes que são misturadas entre si, fazendo com que elas reajam entre si e deste modo formem partícu- las. A desvantagem deste método é que ele produz volumes de reação pe- quenos, deste modo resultando em volumes de produção baixos, rendimen- tos baixos, e um processo caro.
Estrutura de Tensoativo/Espuma - Neste processo (como apre- sentado na Pat. U.S. N2 5.338.834 e Pat. U.S. N2 5.093.289) um arranjo or- denado de moléculas de tensoativo é usado para fornecer um "padrão" para a formação do material inorgânico. As moléculas de tensoativo formam uma estrutura e material inorgânico de depósito sobre ou em torno das estruturas de tensoativo. O tensoativo depois é removido (comumente por extinção ou dissolução) para deixar uma rede porosa que imita a estrutura de tensoativo original. Visto que o diâmetro das micelas de tensoativo pode ser extrema- mente pequeno, os tamanhos de poro que podem ser criados usando o mé- todo também são extremamente pequenos, que leva a áreas de superfície muito altas no produto final.
Precipitação - É possível, em alguns casos especiais, produzir materiais nano-cristalinos por precipitação ou co-precipitação se condições de reação e condições de pós tratamento são cuidadosamente controladas. Reações de precipitação estão entre os tipos mais comuns e eficientes de reações químicas usadas para produzir materiais inorgânicos em escalas industriais. Em uma reação de precipitação, tipicamente, duas soluções ho- mogêneas são misturadas e uma substância insolúvel (um sólido) é subse- qüentemente formada. Convencionalmente, uma solução é injetada em um tanque da solução de modificação de modo a induzir a precipitação. Entre- tanto, o controle deste método é complicado e portanto propriedades, tais como distribuição uniforme do tamanho de partícula e um tamanho de partí- cula específico na nano-escala, são difíceis para obter.
O objetivo principal da presente invenção é fornecer um proces- so industrial e econômico para produzir partículas de oxido metálico de na- no-escala de propriedades desejadas, por exemplo, distribuição uniforme de tamanho de partícula, um tamanho de partícula específico que pode ser mu- dado de acordo com demandas do cliente, e nano-partículas de uma hábito e estrutura de cristal necessários.
Um outro objetivo da presente invenção é usar precipitação para a produção de partículas de óxido metálico de nano-escala, visto que este método é caracterizado pelas propriedades mais desejáveis, a partir do pon- to de vista industrial, de ser um processo simples e barato. Entretanto, um outro objetivo da presente invenção é fazer mudanças ao processo tradicio- nal de produzir partículas de óxido metálico de nano-escala, que permitirão o controle do sistema e deste modo obtêm as demandas estritas do mercado.
Ainda um outro objetivo da presente invenção é fornecer um processo industrial e econômico para a produção de partículas de óxido me- tálico de nano-escala caracterizado por um nível de hidratação baixo.
Com este estado da técnica em mente, agora é fornecido, de acordo com a presente invenção, um método para a formação de partículas de óxido metálico de tamanho pequeno, compreendendo as etapas de:
a) preparar uma solução aquosa de partida compreendendo pelo menos um de íon metálico e complexos deste, em uma concentração de pe- lo menos 0,1 % p/p de tal metal,
b) preparar uma solução de modificação aquosa em uma tempe- ratura maior do que 50°C;
c) ajustar as condições contatando-se a solução de modificação com a solução aquosa de partida em um modo contínuo em uma câmara de mistura para formar um sistema modificado;
d) remover o sistema modificado da câmara de mistura em um modo de fluxo constante, e
método este que é caracterizado em que: i. o tempo de permanência na câmara de mistura é menor do que cerca de 5 minutos, e
ii. existem partículas formadas ou agregados destas,
em que a maioria das partículas formadas estão entre cerca de 2 nm e cerca de 500 nm em tamanho.
O termo metal, como usado no presente relatório descritivo, refe- re-se a um metal selecionado do grupo consistindo em estanho, alumínio, silício, zinco, cobalto, cobre, níquel, magnésio, ítrio, vanádio, manganês, cádmio, zircônio, paládio, molibdênio, cromo rutênio e uma combinação des- tes.
O termo oxido metálico, como usado no presente relatório des- critivo, preferivelmente refere-se a um óxido metálico selecionado do grupo consistindo em óxidos metálicos da fórmula MetaIxOy, hidróxi-óxidos metáli- cos da fórmula MetaIp(OH)qOr ácido metálico, várias formas de hidratação destes e composições em que estes são componentes principais, em que x, y, p, q, r são todos números inteiros.
Em formas de realização preferidas da presente invenção os ditos óxidos metálicos da fórmula MetaIxOy são selecionados do grupo con- sistindo em SnO, SnO2, AI2O3, SiO2, ZnO1 CoO, Co3O4, Cu2O, CuO, Ni2O3, NiO, MgO, Y2O3, VO, VO2, V2O3, V2O5, MnO MnO2, CdO, ZrO2, PdO, PdO2, MoO3, MoO2, Cr2O3, CrO3, e RuO2.
Em formas de realização preferidas da presente invenção o dito hidróxi-óxido metálico da fórmula MetaIp(OH)qOr é Sn(OH)2, Sn(OH)4, AI(OH)3, Si(OH)4, Zn(OH)2, Co(OH)2, Co(OH)3, CuOH, Cu(OH)2, Ni(OH)3, Ni(OH)2, Mg(OH)2, Y(OH)3, V(OH)2, V(OH)4, V(OH)3, Mn(OH)2 Mn(OH)4, Cd(OH)2, Zr(OH)4, Pd(OH)2, Pd(OH)4, Mo(OH)4, Cr(OH)3, e Ru(OH)4.
Em um segundo aspecto da presente invenção, é fornecido ma- terial bruto para produzir outras partículas de óxido metálico por métodos convencionais tais como transformação térmica das partículas obtidas, calci- nação ou amadurecimento.
Em formas de realização preferidas da presente invenção as ditas condições de ajuste são conduzidas por pelo menos uma das etapas de: aquecer a dita solução aquosa de partida por pelo menos 10°C, elevar o pH da dita solução aquosa de partida por pelo menos 0,2 unidades e diluir a solução aquosa de partida em pelo menos 20 % ou combinações destas, ao passo que o dito sistema modificado é mantido nas ditas condições de ajuste durante pelo menos 0,5 minutos.
Em formas de realização preferidas da presente invenção a dita solução é mantida nas ditas condições modificadas durante pelo menos 0,5 minutos.
Preferivelmente a dita modificação de condições é realizada du- rante um período de até 2 horas.
Em formas de realização preferidas da presente invenção, o dito processo produz pelo menos 50 quilogramas de partículas por hora.
Preferivelmente a dita modificação de condições é realizada em uma pressão de até 100 atmosferas.
Em formas de realização preferidas da presente invenção o dito método é caracterizado ainda em que a maioria das partículas formadas têm um grau de cristalinidade de mais do que 50 %.
Preferivelmente o dito método é caracterizado ainda em que a razão de tamanho entre as partículas menores e maiores da média 50 % (em peso) das partículas formadas é menos do que cerca de 10, em formas de realização especialmente preferidas ela é menos do que cerca de 5.
O termo média 50 % em peso como usado no presente relatório descritivo refere-se aos 50 % em peso das partículas que incluem 25 % em peso das partículas que são maiores do que o tamanho médio das partículas e 25 % das partículas que são menores do que o tamanho médio das partí- culas. Os ditos 25 % maiores e os ditos 25 % menores das partículas são aqueles que são mais próximos em tamanho ao tamanho médio em um dia- grama estatístico padrão representando a distribuição de tamanho das partí- culas formadas.
Preferivelmente o dito método é caracterizado ainda em que a maioria das partículas formadas são de uma configuração exceto alongada.
Em formas de realização preferidas da presente invenção o dito método é caracterizado ainda em que a maioria das partículas formadas têm uma configuração em que a razão entre uma dimensão e qualquer outra di- mensão é menos do que cerca de 3.
Em outras formas de realização preferidas da presente invenção a maioria das partículas formadas são de uma configuração alongada.
Preferivelmente a maioria das partículas formadas têm uma área de superfície de pelo menos 30 m2/gr.
Preferivelmente a maioria das partículas formadas têm uma área de superfície de pelo menos 100 m2/gr.
Em formas de realização especialmente preferidas da presente invenção o dito método compreende ainda a etapa de calcinação, isto é, a- quecer as ditas partículas formadas a uma temperatura em uma faixa entre cerca de 90°C e cerca de 900°C para formar partículas desidratadas.
Nas ditas formas de realização preferidas, o dito método preferi- velmente compreende ainda a etapa de remover parte da água nas ditas partículas que estão em uma forma de suspensão depois da dita etapa de modificação e antes, simultaneamente com ou depois da dita desidratação.
Nas ditas formas de realização preferidas a dita desidratação é preferivelmente conduzida sob pressão super-atmosférica.
Nas ditas formas de realização preferidas a temperatura das di- tas partículas que estão em uma forma de suspensão, é preferivelmente ele- vada até a dita temperatura de desidratação durante um período de até 4 horas.
Nas ditas formas de realização especialmente preferidas a maio- ria das partículas desidratadas são preferivelmente de uma configuração exceto alongada.
Nas ditas formas de realização especialmente preferidas a maio- ria das partículas desidratadas preferivelmente têm uma área de superfície de pelo menos 30 m2/g.
Em formas de realização preferidas da presente invenção a dita preparação de uma solução aquosa de partida envolve a dissolução de um composto metálico, adição de uma base à solução de sal metálico e acidula- ção de uma solução de sal metálico.
Nas ditas formas de realização preferidas o dito composto metá- lico é preferivelmente selecionado do grupo consistindo em sais de metal, óxidos metálicos, hidróxidos metálicos, minerais metálicos e combinações destes. Na presente invenção o termo complexos metálicos inclui sais de metal, complexos metálicos e hidróxidos metálicos
Preferivelmente o dito composto metálico é selecionado do gru- po consistindo em óxidos metálicos, hidróxidos metálicos, minerais contendo os ditos metais e misturas destes e o dito composto é dissolvido em uma solução ácida compreendendo um ácido selecionado do grupo consistindo em ácido sulfúrico, ácido nítrico, ácido clorídrico, ácido fosfórico, seus sais ácidos e combinações destes.
Em formas de realização preferidas da presente invenção a dita solução aquosa de partida preparada compreende um ânion selecionado do grupo consistindo em sulfato, cloreto, nitrato, fosfato, um ácido orgânico e misturas destes.
Em formas de realização preferidas da presente invenção a dita modificação compreende pelo menos duas etapas de aquecimento.
Na dita etapa de modificação preferida pelo menos uma etapa de aquecimento é preferivelmente conduzida contatando-se com uma cor- rente aquecedora selecionada de um grupo consistindo em soluções aquo- sas quentes, gases quentes e vapor.
Em formas de realização preferidas o dito método preferivelmen- te compreende ainda triturar as partículas formadas.
Em formas de realização preferidas o dito método preferivelmen- te compreende ainda peneirar as partículas formadas.
A presente invenção também é dirigida a partículas de óxido me- tálico a qualquer hora formadas de acordo com os métodos e produtos defi- nidos acima de sua conversão.
A presente invenção é dirigida ainda a uma preparação compre- endendo as ditas partículas.
Em formas de realização preferidas da dita preparação as ditas partículas são preferivelmente dispersas em um líquido, sustentadas em um composto sólido ou aglomeradas a partículas maiores.
Em um outro aspecto da presente invenção é fornecido um pro- cesso para a produção de uma preparação como definido acima compreen- dendo as etapas selecionadas do grupo consistindo em dispersão das ditas partículas, adição de um suporte, tratamento térmico, mistura, secagem por pulverização com evaporação de água, pulverização térmica e combinações destes.
Em formas de realização especialmente preferidas da presente invenção as ditas partículas e preparações são usadas na fabricação de tin- ta.
Em formas de realização especialmente preferidas da presente invenção o sistema modificado permanece na dita câmara de mistura por menos do que 5 segundos e em uma forma de realização mais preferida o sistema modificado permanece na dita câmara de mistura por menos do que 0,5 segundos.
Em formas de realização preferidas da presente invenção, a mis- tura na câmara de mistura é realizada usando a taxa de fluxo da solução de entrada, usando-se um modo mecânico de mistura ou um outro modo de mistura.
Em formas de realização preferidas da presente invenção o sis- tema modificado sai da câmara de mistura em um modo de fluxo constante. Em uma forma de realização mais preferida o fluxo constante continua por mais do que 0,1 segundos e em uma forma de realização mais preferida o fluxo constante continua por mais do que 5 segundos.
Em formas de realização preferidas da presente invenção a so- lução que sai do fluxo constante entra em um vaso. Em uma forma de reali- zação mais preferida da presente invenção a solução no vaso é misturada.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO
A presente invenção agora será descrita em detalhe abaixo. A solução de sal metálico aquosa de partida usada na presente invenção, é preferivelmente uma solução de sal metálico aquosa compreen- dendo íons metálicos ou seus complexos em uma concentração de pelo me- nos 0,1 % p/p de metal.
De acordo com uma forma de realização preferida, a concentra- ção p/p de metal na solução de partida (ou a solução de sal metálico) é pelo menos 2 %, mais preferivelmente pelo menos 5 %, o mais preferivelmente pelo menos 10 %. Não existe nenhum limite superior à concentração da so- lução de partida. Ainda, de acordo com uma forma de realização preferida, a concentração está abaixo do nível de saturação. De acordo com uma outra forma de realização preferida viscosidade elevada não é desejado. De acor- do com ainda uma outra forma de realização preferida, razão de OH/metal na solução é menor do que 2. De acordo com uma forma de realização pre- ferida, a temperatura da solução de partida preparada é menor do que 70°C.
Qualquer fonte de metal é adequada para preparar a solução de partida da presente invenção, incluindo minérios contendo metal, frações de tais minérios, produtos de seu processamento, sais de metal ou soluções contendo metal tais como solução aquosa que saem de minérios contendo metal.
De acordo com uma forma de realização preferida o tempo de preparação da solução de partida é mais curto do que 20 horas, preferivel- mente mais curto do que 10 horas, o mais preferivelmente mais curto do que 2 horas. Em casos em que uma solução mais antiga existe (por exemplo, uma solução reciclada) e deve ser misturada com uma solução fresca para formar a solução de partida, a solução mais antiga é primeiro tratada com ácido, como descrito em seguida.
A solução de sal metálico recentemente preparada pode conter qualquer ânion, incluindo ânions de cloreto, sulfato, nitrato fosfato, carboxila- to, ácido orgânico, e várias misturas destes. De acordo com uma forma de realização preferida, a solução recentemente preparada compreende sulfato metálico. De acordo com uma outra forma de realização preferida, o sal é de um ácido orgânico.
Uma solução de sal recentemente preparada para o uso no pro- cesso da presente invenção pode ser uma solução que foi produzida (em condições naturais, tais como soluções que saem das minas com minérios contendo metal) ou uma solução que foi preparada por métodos artificiais incluindo oxidações químicas ou biológicas. Uma tal solução pode ser prepa- rada por vários métodos ou suas combinações, incluindo dissolução de sais metálicos, dissolução de sais duplos, dissolução de minérios contendo oxido metálico em uma solução ácida, dissolução de sucata em soluções de oxi- dação, tais como soluções de sal metálico, ácido nítrico, etc., e lixiviação de minerais contendo metal.
A Preparação da solução aquosa é conduzida em uma única etapa, de acordo com uma forma de realização preferida. De acordo com uma forma de realização alternativa, a preparação compreende duas ou mais etapas. De acordo com uma outra forma de realização, uma solução concentrada de sal metálico é preparada, por exemplo, por dissolução de um sal em água ou em uma solução aquosa. Enquanto momentânea e/ou Ιο- calmente, durante a dissolução, o pH e concentração necessários da solu- ção de partida são atingidos, tipicamente o pH da solução concentrada for- mada depois da homogeneização pelo menos parcial, é mais baixo do que desejado para a solução de partida. De acordo com uma forma de realização preferida, tal alcance momentâneo das condições desejadas não é conside- rado a preparação da solução de partida. O pH da solução concentrada de- pois é levado ao nível desejado por quaisquer meios adequados, tais como remoção de um ácido, adição e/ou aumento da concentração de um com- posto básico, ou uma combinação destes. A formação da solução de partida neste caso é considerada o ajuste do pH à faixa selecionada, de acordo com uma forma de realização preferida, e o pH da solução de partida é o único obtido depois da homogeneização pelo menos parcial, de acordo com uma outra forma de realização preferida. De acordo com ainda uma outra forma de realização preferida, uma solução concentrada é preparada e o pH é a- justado a um nível que é um pouco mais baixo do que desejado. A solução de partida depois é preparada por diluição da solução, que aumenta o pH ao nível desejado. Aqui novamente, o pH da solução de partida é o único obtido depois da homogeneização pelo menos parcial, de acordo com uma forma de realização preferida. O mesmo é verdade para outros métodos de prepa- ração de estágio múltiplo da solução de partida, como por exemplo, no caso de formar uma solução de um sal metálico.
De acordo com uma forma de realização preferida, a solução de partida é recentemente preparada. De acordo com uma outra forma de reali- zação preferida, a solução não compreende íons e/ou complexos prepara- dos em tempos diferentes, como no caso de misturar uma solução reciclada com uma unidade recentemente preparada.
Em um pH mais baixo do que o pKa do metal, concentração alta (por exemplo, acima de 10 % de metal) e temperaturas baixas (por exemplo, mais baixas do que 40°C), uma solução mantém seu vigor durante um tem- po mais longo, e pode servir como uma solução de estoque em ainda uma outra forma de realização preferida da presente invenção.
O termo pKa do metal como usado na presente invenção refere- se ao valor logarítmico da constante de hidrólise do metal, Ka, em relação à equação seguinte:
Mx + H2O (MOH)*"1 + H+;
enquanto
Ka = [(MOH)x-1] * [H+]/[Mx] * [H2O];
em que, M refere-se ao metal e X ou X-1 ao valor.
Em outras condições, a solução não é considerada fresca depois de alguns horas ou alguns dias.
De acordo com uma forma de realização preferida, o vigor da solução é recuperado por tratamento com ácido. Tal solução menos fresca é acidulada a um pH mais baixo do que o valor de (pKa-1,5) e preferivelmente a um pH mais baixo do que (pKa-2) e é preferivelmente misturada, agitada ou mexida durante pelo menos 5 min, antes de aumentar o pH de volta ao valor inicial para reformar uma solução fresca. Tal solução fresca reformada é misturada com outra solução fresca de acordo com uma forma de realiza- ção preferida.
Na etapa seguinte do processo, a solução metálica é preferivel- mente retida em uma temperatura mais baixa do que 70°C durante um tem- po de retenção que não excede 14 dias. Durante o tempo de retenção, a hidrólise ocorre. De acordo com uma forma de realização preferida, o tempo de retenção é o tempo necessário para produzir pelo menos 0,1 milimol de H+ (prótons) em solução por um milimol de metal. De acordo com ainda uma outra forma de realização preferida, em casos em que uma base ou um composto básico é adicionado à solução durante o tempo de retenção, o tempo de retenção é o tempo que teria sido necessário para formar estas quantidades de prótons sem nenhuma adição de base.
De acordo com uma forma de realização preferida, a solução de partida é retida durante um tempo de retenção que diminui com o pH aumen- tando da solução preparada. Assim, por exemplo, em um pH mais baixo do que pKa<d0 metai), o tempo de retenção é preferivelmente de 20 min a poucos dias. Em um pH dentre os valores de (pKa + 1) a (pKa + 4) o tempo de re- tenção é preferivelmente menor do que 1 dia. Em casos de variar o pH du- rante o tempo de retenção, o último é afetado pelo pH máximo atingido. Tipi- camente, o tempo de retenção diminui com o aumento da temperatura da solução.
A etapa (c) necessária de modo a obter o modo acima de preci- pitação, é modificar ou ajustar as condições da solução de modo a obter pe- Io menos um de um aumento em pH e/ou temperatura e/ou diluição da solu- ção.
A modificação das condições é preferivelmente feita em um du- ração de tempo curta e as condições modificadas são mantidas durante um tempo curto. A duração das condições modificadas é menos do que 24 ho- ras, de acordo com uma forma de realização exemplar, preferivelmente me- nos do que 4 horas, mais preferivelmente menos do que 2 horas, e o mais preferivelmente menos do que 10 minutos. Em outras formas de realização preferidas da presente invenção, a modificação de condições é conduzida dentro de 2 horas, preferivelmente dentro de 10 minutos, e mais preferivel- mente dentro de 1 minuto. O aumento do pH no estágio de modificação pode ser obtido por qualquer método conhecido, tal como remoção de um ácido, ou adição de ou aumento da concentração de um composto básico. A remoção de ácido po- de ser conduzida por métodos conhecidos, tais como extração ou destilação.
Qualquer composto básico pode ser adicionado. De acordo com uma forma de realização preferida, um composto básico é um composto que é mais bá- sico do que o sulfato metálico, como medido comparando-se o pH de suas soluções equimolares. Assim, tal composto básico, é preferivelmente pelo menos um de uma base inorgânica ou orgânica ou precursor de uma base, por exemplo, um oxido, hidróxido, carbonato, bicarbonato, amônia, uréia, etc. Tais métodos que aumentam o pH também são adequados para o uso na etapa (a) de preparar a solução de partida. De acordo com uma forma de realização preferida, o pH básico é evitado através da maioria do processo, de modo que o aumento do pH na etapa (c) é conduzido de modo que du- rante a maioria da duração desta etapa, o pH é ácido, ou levemente ácido.
De acordo com uma outra forma de realização preferida o pH na etapa (a) é diminuído pela adição de um ácido. De acordo com uma forma de realização preferida o ánion do ácido é o mesmo ânion presente no sal metálico mas outros ânions também podem ser usados.
De acordo com uma outra forma de realização preferida, a solu- ção é diluída na etapa (c). De acordo com uma forma de realização preferi- da, a diluição é em pelo menos 20 %, mais preferivelmente pelo menos 100 %, e o mais preferivelmente pelo menos 200 %.
De acordo com uma outra forma de realização preferida, a tem- peratura da solução é aumentada. De acordo com ainda uma outra forma de realização preferida, a temperatura é aumentada em pelo menos 10°C, mais preferivelmente em pelo menos 30°C, ainda mais preferivelmente pelo me- nos 50°C, e o mais preferivelmente em pelo menos 80°C. O aumento da temperatura pode ser efetuado por qualquer método conhecido, tal como contato com uma superfície quente, líquido quente, vapores quentes, irradia- ção infravermelha, microondas ou qualquer combinação destes.
De acordo com uma outra forma de realização preferida duas ou todas as três das modificações são conduzidas seqüencial ou simultanea- mente. Assim, de acordo com uma forma de realização preferida, o compos- to básico é adicionado à solução do sal metálico (a solução de partida), na dita solução de modificação aquosa, que também dilui o sal metálico. De acordo com uma outra forma de realização preferida, a solução do sal metá- lico é contatada com uma solução de modificação compreendendo água e/ou uma solução aquosa, que é de uma temperatura maior do que a solu- ção da solução de sal metálico em pelo menos 50°C de acordo com uma primeira forma de realização preferida, e preferivelmente em pelo menos 100°C. De acordo com uma forma de realização alternativa, a temperatura da dita solução de diluição está entre cerca de 100°C e 250°C, e entre 150°C e 250°C de acordo com uma outra forma de realização preferida. De acordo com ainda uma outra forma de realização preferida, a dita solução de modificação compreende um reagente que interage com íons metálicos, seus complexos e/ou com partículas destes.
De acordo com ainda uma outra forma de realização preferida, a solução de sal metálico depois de um tempo de retenção é combinada na etapa (c) com a dita solução de modificação aquosa, compreendendo um soluto que é mais básico do que o sal metálico, e que a solução de modifica- ção está em uma temperatura maior do que a solução do sal metálico. De acordo com uma forma de realização preferida, a solução de sal metálico e a dita solução de modificação são misturadas, por exemplo, mecanicamente, em equipamento adequado que leva em consideração mistura vigorosa de modo a obter rapidamente um sistema homogêneo. Em casos onde a tem- peratura de pelo menos uma destas soluções está acima do ponto de ebuli- ção, o equipamento de mistura é preferivelmente selecionado de modo que ele resiste à pressão super-atmosférica. De acordo com uma forma de reali- zação preferida, a mistura é conduzida contatando-se a solução de sal metá- lico de fluxo com solução de modificação aquosa de fluxo, por exemplo, em um modo de fluxo constante. Preferivelmente, a corrente mista é mantida na temperatura formada ou em uma outra temperatura obtida por esfriamento ou aquecimento durante uma duração curta, menos do que 1 dia de acordo com uma forma de realização exemplar, preferivelmente entre 1 e 60 minu- tos, mais preferivelmente entre 0,5 e 15 minutos.
A temperatura do sistema modificado é determinada pelas tem- peraturas da solução de partida e da solução de modificação quente, por sua capacidade térmica e por suas quantidades relativas. De acordo com uma forma de realização preferida, a temperatura do sistema modificado é manti- da com mudanças mínimas, por exemplo, sem nenhuma mudança maior do que 20°C. De acordo com uma forma de realização preferida o sistema mo- dificado é retido nesta temperatura durante uma duração entre 1 e 30 minu- tos, mais preferivelmente entre 3 e 15 minutos.
Uma solução de modificação aquosa de uma temperatura maior do que 80°C e a solução de partida são contadas em um modo contínuo em uma câmara de mistura para formar um sistema modificado. A câmara de mistura é construída em um modo para garantir mistura rápida e eficiente das soluções. O sistema modificado é removido da câmara de mistura em um modo de fluxo constante. Durante o fluxo constante a precipitação é con- cluída, ou em uma outra forma de realização preferida a solução não é exau- rida durante o tempo de fluxo constante e a precipitação continua em um outro vaso.
A mistura na câmara de mistura é preferivelmente realizada u- sando a taxa de fluxo da solução de entrada, ou usando-se meios de mistura mecânicos ou um outro modo de mistura.
Em uma forma de realização preferida, a temperatura na câmara de mistura e durante o fluxo constante é similar. Em uma outra forma de rea- lização preferida a temperatura da solução durante o fluxo constante é mais alta do que na câmara de mistura e em ainda uma outra forma de realização preferida a temperatura da solução durante o fluxo constante é mais baixa do que na câmara de mistura.
Em uma forma de realização preferida da presente invenção uma solução contendo um composto selecionado do grupo consistindo em um ácido e uma base é adicionada a pelo menos uma das soluções selecio- nadas do grupo consistindo na dita solução de partida, solução de modifica- ção e sistema modificado.
Em uma forma de realização preferida da presente invenção, o tempo de permanência em uma câmara de mistura é menos do que cerca de 5 minutos e mais preferido é um tempo de permanência de menos do que 1 minuto. Em uma forma de realização ainda mais preferida, o tempo de per- manência em uma câmara de mistura é menos do que cerca de 5 segundos e em uma forma de realização especialmente preferida o tempo de perma- nência é menos do que 0,5 segundos.
Em formas de realização preferidas da presente invenção a so- lução que sai do fluxo constante entra em um vaso. Em uma forma de reali- zação mais preferida da presente invenção a solução no vaso é misturada.
O grau de aquecimento, elevação de pH e diluição, quando con- duzido como um único meio para modificação ou em combinação, afeta a natureza química das partículas formadas. Por exemplo, tipicamente, quanto mais alta a temperatura, mais baixo é o grau de hidratação dos componen- tes de partícula. A forma e aspeto de cristal também são afetados.
De acordo com uma forma de realização preferida, o óxido de produto final é formado na etapa (c) do processo. De acordo com uma outra forma de realização preferida, o produto da etapa (c) é processado ainda e transformado no produto final desejado.
Tal processamento adicional compreende aquecimento e/ou re- moção parcial ou completa da água, de acordo com uma forma de realiza- ção preferida. Preferivelmente o aquecimento é até uma temperatura na fai- xa entre cerca de 90°C e 900°C. De acordo com uma outra forma de realiza- ção preferida, as partículas formadas são primeiro separadas da solução. As partículas separadas podem ser tratadas como tal ou depois de outro trata- mento, por exemplo, lavagem e/ou secagem. O aquecimento da solução é preferivelmente feito em uma pressão super-atmosférica e em equipamento adequado para tal pressão. De acordo com uma forma de realização preferi- da, uma pressão externa é aplicada. A natureza do aquecimento também é um fator de controle, de modo que o resultado do aquecimento gradual é em alguns casos diferente daquele do aquecimento rápido. De acordo com uma forma de realização preferida, a etapa (c) e o aquecimento adicional são conduzidos seqüencialmente, preferivelmente no mesmo vaso.
De acordo com uma forma de realização preferida o hábito de cristal das partículas transformadas é do hábito geral das partículas de ori- gem a partir das quais ele foi produzido. Por exemplo partículas semelhantes à haste podem ser transformadas a partículas alongadas.
Em uma outra forma de realização da presente invenção partícu- las de ácido metálico amorfas com razão de dimensão de partícula baixa podem ser transformadas a partículas com uma razão de dimensão alta.
Em uma outra forma de realização da presentejnvenção, aglo- merados com hábito semelhante à haste ou aglomerados de hábito esférico podem ser transformados em partículas com hábito semelhante à haste ou aglomerados com hábito esférico, respectivamente.
Como será entendido a presente invenção fornece condições para a produção de precipitados que são fáceis para transformar assim co- mo fornecer um produto de transformação com propriedades superiores.
De acordo com uma forma de realização preferida, pelo menos um dispersante está presente em pelo menos uma das etapas do método. Como usado aqui, o termo dispersante significa e inclui dispersantes, tenso- ativos, polímeros e agentes reológicos. Assim, um dispersante é introduzido em uma solução em que üm sal metálico é dissolvido ou deve ser dissolvido, ou é adicionado a um precursor da solução, tal como uma combinação natu- ral de minerais, de acordo com uma forma de realização preferida. De acor- do com uma outra forma de realização preferida, um dispersante é adiciona- do à solução durante o tempo de retenção ou depois dele. De acordo com uma forma de realização alternativa, um dispersante é adicionado à solução antes da etapa de ajuste ou depois de tal etapa. De acordo com ainda uma outra forma de realização preferida, um dispersante é adicionado antes de uma etapa de transformação, durante tal etapa ou depois dela. De acordo com uma outra forma de realização preferida, o processo compreende ainda uma etapa de mudar a concentração e/ou a natureza do dispersante durante o processo e/ou um outro dispersante é adicionado. De acordo com uma forma de realização preferida, dispersantes adequados são compostos tendo a capacidade para adsorver na superfície de nanopartículas e/ou núcleos. Dispersantes adequados incluem polímeros catiônicos, polímeros aniônicos, polímeros não iônicos, poli-íons tensoativos e suas misturas. No presente relatório descritivo o termo "dispersante" refere-se a moléculas capazes de estabilizar dispersões das partículas formadas, e/ou modificar o mecanismo de formação das nanopartículas, e/ou modificar a estrutura, propriedades e tamanho de quaisquer espécies formadas durante o processo de formação das nanopartículas.
De acordo com uma forma de realização preferida, o dito disper- sante é selecionado de um grupo consistindo em cloreto de polidialil dimetil amônio, carbóxi metil celulose de sódio, sais de ácido poli acrílico, políetileno glicol, e dispersantes comerciais tais como grau Solsperse®, graus Efka®, grau Disperbyk® ou Byk®, graus Daxad® e graus Tamol®.
De acordo com uma forma de realização preferida, o processo compreende ainda, durante ou depois de pelo menos uma das etapas do processo, uma etapa de tratamento com ultra-som da solução.
De acordo com uma forma de realização preferida, o processo compreende ainda um etapa de tratamento com microondas da solução du- rante ou depois de pelo menos uma das etapas do processo.
De acordo com uma forma de realização preferida, outro proces- samento compreende fundir parcialmente as partículas a partículas de ta- manho maior. De acordo com uma outra forma de realização preferida, a- gregados das partículas são mecanicamente tratados para cominuição.
O produto da presente invenção, como formado na etapa (c) ou depois de outra transformação, são preferivelmente partículas de tamanho pequeno de óxido metálico. O tamanho de partícula está na faixa entre 2 nm e 500 nm, de acordo com uma forma de realização preferida. De acordo com uma outra forma de realização preferida, a distribuição de tamanho das par- tículas de produto é reduzida de modo que a razão de tamanho entre a me- nor e maior partícula da média 50 % (em peso) das partículas formadas é menos do que cerca de 10, mais preferivelmente menos do que 5, o mais preferivelmente menos do que 3.
Partículas separadas são formadas de acordo com uma forma de realização preferida. De acordo com uma outra forma de realização, as partículas formadas são pelo menos parcialmente aglomeradas.
De acordo com uma forma de realização preferida, a maioria das partículas formadas têm um grau de cristalinidade de mais do que 50 % co- mo determinado por análise de raio X.
De acordo com uma forma de realização preferida, a forma das partículas formadas na etapa (c) ou depois de outra transformação, é alon- gada, tal como em agulhas, hastes ou balsas.
De acordo com uma outra forma de realização preferida, as par- tículas são esféricas ou aproximadamente esféricas, de modo que a maioria das partículas formadas têm uma configuração em que a razão entre uma dimensão e qualquer outra dimensão é menos do que cerca de 3.
De acordo com uma forma de realização preferida, a maioria das partículas formadas têm uma área de superfície de pelo menos 30 m2/g, mais preferivelmente pelo menos 100 m2/g. Partículas de área de superfície alta da presente invenção são adequadas para o uso na preparação de cata- lisador.
O processo da presente invenção é capaz de formar oxido metá- lico altamente puro de um precursor de pureza relativamente baixa, tal como um minério de metal. De acordo com uma forma de realização preferida, a pureza em relação a outros metais misturados com estes é de pelo menos 95 %, mais preferivelmente pelo menos 99 %.
De acordo com uma outra forma de realização preferida, as par- tículas de oxido metálico são dopadas com íons ou átomos de outros metais de transição.
De acordo com uma forma de realização preferida, as partículas são obtidas em uma forma selecionada de um grupo consistindo em partícu- las dispersas em um líquido, partículas sustentadas em um composto sólido, partículas aglomeradas a partículas maiores, partículas parcialmente fundi- das, partículas revestidas, ou uma combinação destas. As partículas, sua preparação e/ou produtos de sua conversão são adequados para o uso em muitas aplicações industriais, tal como na produção de pigmentos, catalisadores, revestimentos, revestimento térmico, etc. As partículas são usadas nestas e outras aplicações como tal de acordo com uma forma de realização preferida, processadas ainda de acordo com uma outra forma de realização, ou formadas como parte de preparar o mate- rial para tal aplicação, de acordo com ainda uma outra forma de realização preferida.
Muitos dos processos descritos na literatura são adequados para o uso em laboratórios, e não são altamente práticos para o uso comercial. Eles começam com um precursor altamente puro, trabalham com uma solu- ção altamente diluída, e/ou estão em um volume e taxa baixos. O método da presente invenção é altamente adequado para produção em escala industrial economicamente atraente. De acordo com uma forma de realização preferi- da, o método é operado em uma taxa de produção de pelo menos 50 Kg/hora, mais preferivelmente pelo menos 500 Kg/hora.
De acordo com uma forma de realização preferida o pH da solu- ção cai durante o processo devido à hidrólise do sal metálico e deste modo a formação de um ácido, por exemplo, ácido sulfúrico, é obtida. Tal ácido é reutilizado de acordo com uma forma de realização preferida, por exemplo, para a formação da solução de sal metálico, por exemplo, em dissolução de um mineral contendo metal de acordo com uma outra forma de realização preferida. O ácido formado é parcial ou completamente neutralizado durante o processo, formando deste modo um sal do ácido. De acordo com uma forma de realização preferida, o sal é de uso industrial, por exemplo, como no caso onde a neutralização é feita com amônia para formar sais de amônio adequados para o uso como fertilizantes.
Estará evidente àqueles habilitados na técnica que a invenção não é limitada aos detalhes da descrição precedente e que a presente in- venção pode ser abrangida em outras formas específicas sem divergir dos atributos essenciais desta, e portanto é desejado que as presentes formas de realização e exemplos sejam considerados em todos os respeitos como ilustrativos e não restritivos, a referência sendo feita às reivindicações ane- xas, ao invés da descrição precedente, e todas as mudanças que entram dentro do significado e faixa de equivalência das reivindicações são portanto intencionadas a serem incluídas nesta.

Claims (57)

1. Método para a formação de partículas de oxido metálico de tamanho pequeno, compreendendo as etapas de: a) preparar uma solução aquosa de partida compreendendo pelo menos um de íon metálico e complexos deste, em uma concentração de pe- lo menos 0,1 % p/p do dito componente metálico; b) preparar uma solução de modificação aquosa tendo uma temperatura maior do que 50°C; c) contatar a solução de modificação aquosa com a solução a- quosa de partida em um modo contínuo em uma câmara de mistura para formar um sistema modificado; d) remover o sistema modificado da câmara de mistura em um modo de fluxo constante; em que o dito método é caracterizada em que: i) o tempo de permanência na câmara de mistura é menos do que cerca de 5 minutos; e ii) existem partículas formadas ou agregados destas, em que a maioria das partículas formadas estão entre cerca de 2 nm e cerca de 500 nm em tamanho.
2. Método de acordo com a reivindicação 1, em que as condi- ções no dito sistema são ajustadas por pelo menos uma das etapas de: a) aquecer a dita solução aquosa de partida por pelo menos -10°C, b) elevar o pH da dita solução aquosa de partida em pelo menos -0,2 unidades; e c) diluir a solução aquosa de partida em pelo menos 20 % ou uma combinação destas, em que o dito sistema modificado é mantido nas ditas condições de ajuste durante pelo menos 0,5 minutos.
3. Método de acordo com a reivindicação 2, em que o dito ajuste de condições é realizado durante um período de menos do que 2 horas.
4. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado ainda em que a maioria das partículas formadas têm um grau de cristalinidade de mais do que 50 %.
5. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado ainda em que a razão de tamanho entre a partícula menor e maior da média 50 % em peso das partículas formadas é menos do que cerca de 10
6. Método de acordo com a reivindicação 1 caracterizado ainda em que a razão de tamanho entre a partícula menor e maior da média 50 % em peso das partículas formadas é menos do que cerca de 5.
7. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado ainda em que a maioria das partículas formadas são de uma configuração exceto alongada.
8. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado ainda em que a maioria das partículas formadas têm uma área de superfície de pelo menos 30 m2/g.
9. Método de acordo com a reivindicação 2, compreendendo a- inda a etapa de calcinação para desidratar as ditas partículas formadas em uma temperatura em uma faixa entre cerca de 90°C e cerca de 900°C para formar partículas desidratadas.
10. Método de acordo com a reivindicação 9, em que a dita de- sidratação é conduzida sob pressão super-atmosférica.
11. Método de acordo com a reivindicação 9, em que a dita eta- pa de desidratação e a dita etapa de ajuste são conduzidas simultaneamen- te.
12. Método de acordo com a reivindicação 11, em que o ajuste envolve aquecimento até a temperatura da calcinação.
13. Método de acordo com a reivindicação 9, caracterizado ain- da em que a maioria das partículas desidratadas são de uma configuração exceto alongada.
14. Método de acordo com a reivindicação 9, caracterizado ain- da em que a maioria das partículas desidratadas têm uma área de superfície de pelo menos 30 m2/g.
15. Método de acordo com a reivindicação 1, em que o dito me- tal é selecionado do grupo consistindo em estanho, alumínio, silício, zinco, cobalto, cobre, níquel, magnésio, ítrio, vanádio, manganês, cádmio, zircônio, paládio, molibdênio, cromo rutênio e uma combinação destes.
16. Método de acordo com a reivindicação 1, em que o dito oxi- do metálico é selecionado do grupo consistindo em óxidos metálicos da fór- mula MetalxOy, hidróxi-óxidos metálicos da fórmula Metalp(OH)qOr, ácido me- tálico, vários formas de hidratação destes e composições em que estes são componentes principais, em que x, y, p, q, r são todos números inteiros.
17. Método de acordo com a reivindicação 1 em que os ditos óxidos metálicos da fórmula MetaIxOy são selecionados do grupo consistindo em SnO, SnO2, AI2O3, SiO2, ZnO, CoO, Co3O4, Cu2O, CuO, Ni2O3, NiO1 MgO, Y2O3, VO, VO2, V2O3, V2O5, MnO MnO2l CdO, ZrO2, PdO, PdO2, Mo- O3, MoO2, Cr2O3, CrO3, e RuO2.
18. Método de acordo com a reivindicação 16 em que o dito hi- dróxi-óxido metálico da fórmula MetaIp(OH)qOr é Sn(OH)2, Sn(OH)4l AI(OH)3, Si(OH)4, Zn(OH)2, Co(OH)2, Co(OH)3, CuOH, Cu(OH)2, Ni(OH)3, Ni(OH)2, Mg(OH)2, Y(OH)3, V(OH)2, V(OH)4, V(OH)3, Mn(OH)2 Mn(OH)4, Cd(OH)2l Zr(OH)4l Pd(OH)2, Pd(OH)4, Mo(OH)4, Cr(OH)3, e Ru(OH)4.
19. Método de acordo com a reivindicação 1, em que a dita pre- paração da dita solução aquosa de partida envolve pelo menos uma das a- ções seguintes: a) dissolução de um composto metálico, b) adição de uma base; e c) acidulação de uma solução de sal metálico.
20. Método de acordo com a reivindicação 19, em que o dito composto metálico é selecionado do grupo consistindo em óxidos metálicos, hidróxidos metálicos, minerais contendo o mesmo composto metálico supra- citado e misturas destes e em que o dito composto é dissolvido em uma so- lução ácida compreendendo um ácido selecionado do grupo consistindo em ácido sulfúrico, ácido nítrico, ácido clorídrico, ácido fosfórico, um ácido orgâ- nico, seus sais ácidos e combinações destes.
21. Método de acordo com a reivindicação 1, em que a dita solu- ção aquosa de partida preparada compreende um ânion selecionado do gru- po consistindo em sulfato, cloreto, nitrato, fosfato, um ácido orgânico e mis- turas destes.
22. Método de acordo com a reivindicação 1, em que a maioria dos ânions na dita solução aquosa de partida preparada são ânions de sulfa- to.
23. Método de acordo com a reivindicação 1, em que a concen- tração de metal na solução preparada é maior do que cerca de 5 % em peso
24. Método de acordo com a reivindicação 19, em que a dita a- cidulação da dita solução de sal metálico é pré formada pela adição de um ácido selecionado do grupo consistindo em: o ácido do ânion presente no dito sal metálico, um outro ácido e combinações destes.
25. Método de acordo com a reivindicação 2, compreendendo pelo menos duas etapas de aquecimento.
26. Método de acordo com a reivindicação 1 compreendendo ainda pelo menos uma das etapas seguintes de a) triturar as ditas partículas formadas; e b) peneirar as ditas partículas formadas.
27. Método de acordo com a reivindicação 1, em que uma solu- ção contendo um composto selecionado do grupo consistindo em um ácido e uma base é adicionada a pelo menos uma das soluções selecionadas do grupo consistindo na dita solução de partida, na dita solução de modificação e no dito sistema modificado.
28. Método de acordo com a reivindicação 1, em que a dita solu- ção de partida é tratada por pelo menos uma das operações seguintes: a) ultra-som, e b) microondas.
29. Partículas de óxido metálico a qualquer hora formadas de acordo com o método da reivindicação 1 e produtos de sua conversão.
30. Partículas de óxido metálico de acordo com a reivindicação -29, caracterizadas em que a pureza das partículas de óxido metálico com referência a outros metais misturados com estas é de pelo menos 95 %.
31. Partículas de óxido metálico de acordo com a reivindicação -29, caracterizadas por terem uma forma selecionada do grupo consistindo em forma esférica, forma de haste forma de agulha e forma de balsa.
32. Partículas de oxido metálico de acordo com a reivindicação -29, caracterizadas em que as ditas partículas são dopadas com átomos de outros compostos.
33. Preparação compreendendo as ditas partículas de óxido me- tálico a qualquer hora preparadas de acordo com o método de acordo com a reivindicação 1.
34. Preparação de acordo com a reivindicação 33, em que as ditas partículas são dispersas em um líquido, sustentadas em um composto sólido, aglomeradas a partículas maiores, parcialmente fundidas, revestidas ou qualquer combinação destas.
35. Método para a produção de uma preparação de acordo com a reivindicação 33 compreendendo etapas selecionadas de um grupo con- sistindo em dispersão das ditas partículas, adição de um suporte, tratamento térmico, mistura, secagem por pulverização com evaporação de água, pulve- rização térmica e uma combinação destes.
36. Método compreendendo usando pelo menos uma das ditas partículas de acordo com a reivindicação 29 e as ditas preparações de acor- do com a reivindicação 33 como um pigmento.
37. Método compreendendo usar pelo menos uma das ditas par- tículas de acordo com a reivindicação 29 e as ditas preparações de acordo com a reivindicação 33 em um catalisador.
38. Método compreendendo usar pelo menos uma das ditas par- tículas de acordo com a reivindicação 29 e as ditas preparações de acordo com a reivindicação 33 em um revestimento.
39. Produção industrial de partículas de acordo com qualquer uma das reivindicações acima, em que as partículas são formadas em uma taxa de pelo menos 50 Kg/hora.
40. Método para a formação de um pigmento, compreendendo as etapas de acordo com a reivindicação 1.
41. Método para a formação de um catalisador, compreendendo as etapas de acordo com a reivindicação 1.
42. Método de acordo com a reivindicação 1, em que a solução contendo um composto selecionado do grupo consistindo em um ácido e uma base é adicionada a pelo menos uma das soluções selecionadas do grupo consistindo na dita solução de partida, solução de modificação e sis- tema modificado.
43. Método de acordo com a reivindicação 42, em que o dito composto básico é selecionado de um grupo consistindo em amônia, carbo- nato de amônio, bicarbonato de amônio e uréia.
44. Método de acordo com a reivindicação 42, em que a razão molar de OH/metal na solução do dito sistemajnodificado é menos do que 4.
45. Método de acordo com a reivindicação 1, em que a tempera- tura da solução de modificação está na faixa entre 100°C e 300°C.
46. Método de acordo com a reivindicação 1, em que o dito sis- tema modificado é retido em uma pressão de menos do que 100 atmosferas.
47. Método de acordo com a reivindicação 1, em que o sistema modificado é retido durante a duração entre 1 e 30 minutos.
48. Método de acordo com a reivindicação 47 em que durante a dita retenção a temperatura é mantida dentro de menos do que 20°C de mu- dança em qualquer direção da temperatura do sistema modificado.
49. Método de acordo com a reivindicação 1, onde o tempo de permanência na câmara de mistura é menos do que cerca de 5 segundos.
50. Método de acordo com a reivindicação 1, onde o tempo de permanência na câmara de mistura é menos do que cerca de 0,5 segundos.
51. Método de acordo com a reivindicação 1, em que o sistema modificado removido é mantido durante pelo menos 0,5 minutos.
52. Método de acordo com a reivindicação 1, em que o sistema modificado removido é introduzido em um cristalizador.
53. Método de acordo com a reivindicação 52, em que a tempe- ratura dentro do cristalizador é mantida na faixa de 100 a 300°C.
54. Método de acordo com a reivindicação 52, em que uma so- lução de sal metálico também é introduzida em um cristalizador.
55. Método de acordo com as reivindicações 1 e 52 em que um reagente selecionado de um grupo consistindo em um dispersante e com- posto básico está presente em pelo menos uma etapa de um grupo consis- tindo em preparar, manter, ajustar, cristalizar no dito cristalizador, fluir no dito modo de fluxo constante.
56. Método de acordo com a reivindicação 55, em que o dito dispersante é selecionado de um grupo consistindo em polímeros catiônicos, polímeros aniônicos, polímeros não iônicos, tensoativos, e misturas destes.
57. Método de acordo com a reivindicação 55, compreendendo ainda a etapa de mudar a quantidade do dito dispersante.
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