BRPI0816724B1

BRPI0816724B1 - processo para aumento do valor de ph de corpos de água ácidos

Info

Publication number: BRPI0816724B1
Application number: BRPI0816724A
Authority: BR
Inventors: Pust Christopher; Scholz Günter; Honig Helma; König Wolfgang
Original assignee: Rheinkalk Gmbh
Priority date: 2007-09-13
Filing date: 2008-09-15
Publication date: 2018-12-04
Also published as: CA2717088A1; DK2188220T3; US20100282688A1; US20150197436A9; EP2188220B1; RS52269B; PT2188220E; US20140291255A1; US8617402B2; EA201000330A1; BRPI0816724A2; EP2188220A1; CN101821205B; WO2009037232A1; ATE548332T1; PL2188220T3; ES2382096T3; CN101821205A

Description

(54) Título: PROCESSO PARA AUMENTO DO VALOR DE PH DE CORPOS DE ÁGUA ÁCIDOS (73) Titular: RHEINKALK GMBH. Endereço: Am Kalkstein 1, 42489 Wulfrath, ALEMANHA(DE) (72) Inventor: CHRISTOPHER PUST; GÜNTER SCHOLZ; HELMA HONIG; WOLFGANG KÕNIG.

Prazo de Validade: 10 (dez) anos contados a partir de 04/12/2018, observadas as condições legais

Expedida em: 04/12/2018

Assinado digitalmente por:

Liane Elizabeth Caldeira Lage

Diretora de Patentes, Programas de Computador e Topografias de Circuitos Integrados

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para PROCESSO PARA AUMENTO DO VALOR DE PH DE CORPOS DE ÁGUA ÁCIDOS.

A presente invenção refere-se a um processo para aumento do valor de pH de corpos de água ácidos por introdução de agentes de neutralização. Particularmente, a invenção refere-se a um processo para aumento do valor de pH de lagos remanescentes de explorações à superfície, com um volume de água de mais de 500.000 m³.

Regiões, nas quais foi realizada mineração a céu aberto, frequentemente, décadas depois do término das atividades de mineração, ainda sofrem com as consequências da mesma. Depois da suspensão do rebaixamento geral da água subterrânea, a água subterrânea novamente formada permeia os escombros deixados pela mineração. Particularmente devido à degradação de pirita na mineração a céu aberto, esses escombros frequentemente estão enriquecidos com um alto potencial de ácido. Isso leva à acidificação dos lagos de explorações à superfície, que, em consequência, frequentemente apresentam valores de pH de menos de 3. Também, lagos remanescentes de mineração já inundados, originalmente neutros ou já neutralizados, podem acidificar-se, quando recebem correntes de escombros ácidos.

Por inundação com água de superfície, a acidificação pode, em princípio, ser combatida, uma vez que a mesma apresenta um determinado potencial de neutralização. Mas, a altos níveis de acidez ou na inundação de lagos de explorações à superfície, já parcialmente enchidos com água subterrânea ácida, o pequeno potencial de neutralização de água de superfície não é suficiente. Em consequência, os lagos permanecem em seu estado ácido.

É conhecido neutralizar água ácida pontualmente, por exemplo, em um ponto de escoamento de lago, por adição de calcário. A adição de calcário é realizada, nesse caso, normalmente, em instalações de purificação de água de mina (GWR). Mas o lago, em si, também permanece em seu estado acidificado e, consequentemente, não é aproveitável, nem economicamente, nem turisticamente.

Além disso, são conhecidos os chamados processos de inlake, tais como estão descritos, por exemplo, no documento DE 199 612 43. Nesse processo, cinzas de usinas elétricas, que se originam da combustão de linhita, são ressupensas, para neutralizar a capacidade de acidez existente no lago. Mas, esse processo só é útil quando existem cinzas velhas no corpo de água. Além disso, a atividade e permeabilidade das cinzas usadas são comparativamente pequenas.

O documento DE 103 04 009 descreve um processo para controle da qualidade de água de corpos de água ácidos a céu aberto, no qual, sob uso da técnica do processo de inlake, de injetor e misto, bem como de agentes de neutralização de grãos finos e uma técnica de distribuição elaborada, é obtida uma alta eficiência dos agentes de neutralização. Mas, apenas com uma boa mistura do agente de neutralização e uma boa distribuição no lago, os rendimentos na conversão de material não podem ser otimizados.

Os documentos DE 41 24 073 A1 e WO 02/016272 também descrevem processos para tratamento de corpos de água ácidos. O uso dos processos ali descritos a grandes quantidades de água, tais como se apresentam frequentemente em lagos remanescentes de explorações à superfície, no entanto, requer um esforço técnico ou econômico desproporcionalmente alto.

Também do documento DE 10 2006 001 920 A1 é conhecido um processo para aperfeiçoamento da qualidade de água de corpos de água ácidos. Nesse processo, em um primeiro estágio de tratamento, a um valor de pH baixo, é usada uma matéria-prima que contém cálcio ou cálcio/magnésio, e em um segundo estágio, a um valor de pH mais alto, lixívia de soda cáustica. Nesse processo, são necessários, no total, altos custos de carga de produtos.

A presente invenção tinha por base a tarefa de por à disposição um processo para aumento do valor de pH de corpos de água com um valor de pH de menos de 4,5, no qual são usados agentes de neutralização, cuja capacidade de basificação é aproveitada de modo ótimo. Desse modo, os custos do tratamento de corpos de água são minimizados. Essa tarefa é solucionada de acordo com a invenção por um processo para amento do valor de pH de um corpo de água com um valor de pH de abaixo de 4,5 por introdução de agentes de neutralização, no qual a aumento do valor de pH dás-se em pelo menos dois estágios, que a valores de pH de abaixo de 4,5, é introduzido um agente de neutralização com uma condutibilidade final de, no máximo, 100 gS/cm e, depois de atingido um valor de pH de pelo menos 4,5, um segundo agente de neutralização, com uma condutibilidade de acima de 100 gS/cm no corpo de água, sendo que a condutibilidade final dos agentes de neutralização é determinada como condutibilidade de uma suspensão ou solução de neutralização aquosa no equilíbrio de solução, a 25°C, com um teor de agente de neutralização de 0,015% em peso.

O processo de acordo com a invenção distingue-se pelo fato de que os agentes de neutralização usados são selecionados e introduzidos na dependência do respectivo estado efetivo do valor de pH do corpo de água ácido a ser tratado. Particularmente, a valores de pH de abaixo de 4,5, são usados agente de neutralização com uma condutibilidade final de, no máximo, 100 gS/cm, de preferência, de, no máximo, 70 gS/cm, de modo particuiarmente preferido, de, no máximo, 40 gS/cm e, particularmente, de, no máximo, 20 gS/cm, enquanto a valores de pH de pelo menos 4,5, são usados agentes de neutralização com uma condutibilidade final de acima de 100 gS/cm, de preferência, de acima de 200 gS/cm, de modo particularmente preferido, de acima de 300 gS/cm e, particularmente, de acima de 500 gS/cm.

Pelo termo agente de neutralização, de acordo com a invenção é entendido um composto químico, que apresenta uma determinada concentração de base e está em condições de aumentar o valor de pH de um corpo de água ácido.

Pelo termo condutibilidade final do agente de neutralização, de acordo com a invenção é entendida a condutibilidade de uma suspensão ou solução de agente de neutralização aquosa, a 25°C, com um teor de agente de neutralização de 0,015% em peso, que se encontra no equilíbrio de solu4 ção.

Introduzindo-se um composto químico na água, então, na dependência de fatores, tais como entalpia da solução, tamanho das partículas, temperatura etc., uma parte definida do composto entra em solução. Com isso, aumenta a condutibilidade da solução. Depois de um determinado tempo, ajusta-se um equilíbrio de solução. Esse equilíbrio está caracterizado pelo fato de que por unidade de tempo entra em solução o mesmo número de partículas que é eliminado da solução. Quando o equilíbrio de solução se ajusta, não ocorre mais nenhuma aumento adicional da condutibilidade da solução examinada. De acordo com a invenção, a condutibilidade final é atingida quando a condutibilidade se modifica em não mais do que 10 gS/cm por minuto. A condutibilidade obtida no estado de equilíbrio representa, portanto, a condutibilidade final de acordo com a invenção da solução observada, às condições selecionadas.

Para definição da condutibilidade final de acordo com a invenção, foram selecionadas as seguintes condições. Parte-se de suspensões de agente de neutralização, com uma concentração de massa de 1g de sólido em 100 ml de volume de amostra. Dessas suspensões, 1,5 ml são adicionadas a água deionizada (100 ml) e espera-se até ser ajustado o equilíbrio da solução. As suspensões obtidas, nesse caso, apresentam um teor de agente de neutralização de 0,015% em peso de agente de neutralização. Para aceleração do ajuste de equilíbrio, os componentes de solução podem ser agitados. O equilíbrio da solução está caracterizado pelo fato de que a condutibilidade medida se modifica em não mais do que 10 gS/cm em um minuto. A condutibilidade medida nesse momento, sob as condições indicadas acima, representa a condutibilidade final do agente de neutralização, tal como deve ser entendida de acordo com a invenção.

Surpreendentemente, foi descoberto que, a baixos valores de pH, agentes de neutralização com condutibilidades baixas alcançam efeitos nitidamente mais altos do que a valores de pH altos. Particuiarmente, foi descoberto que agentes de neutralização com uma condutibilidade final de, no máximo, 100 gS/cm, a valores de abaixo de 4,5, apresentam uma efici5 ência nitidamente mais alta do que a valores de pH mais altos. Esse fato é aproveitado pelo processo de acordo com a invenção pelo fato de que o mesmo consiste em pelo menos dois estágios, sendo que o primeiro estágio, a valores de pH baixos, são usados agentes de neutralização com condutibilidades finais comparativamente pequenas. Esse procedimento é vantajoso devido ao fato de que agentes de neutralização com condutibilidades finais baixas normalmente são mais baratos do que agentes de neutralização com condutibilidades finais mais altas. Só a valores de pH de pelo menos 4,5, nos quais a reatividade dos agentes com baixas condutibilidades finais diminui, são usados agentes de neutralização mais caros, com condutibilidades finais mais altas.

Portanto, de acordo com a invenção é aproveitado o fato de que, até ser atingido um valor de pH de 4,5, são usados agentes de neutralização baratos, que a esses valores de pH apresentam uma eficiência surpreendentemente alta. Por outro iado, só a valores de pH mais altos, passam a ser usados agentes de neutralização mais caros, com uma atividade mais alta. No total, o processo de acordo com a invenção mostra-se eficaz e, não obstante, eficiente em custos.

No tratamento de corpos de água ácidos, com um alto volume de água, tal como, por exemplo, um volume de água de mais de 500.000 m³, o processo de acordo com a invenção é particularmente economicamente eficiente, uma vez que, nesse caso, são usadas grandes quantidades de agentes de neutralização.

O valor de pH do corpo de água a ser tratado pode ser elevado para diversos valores com o processo de acordo com a invenção. Mas, de preferência, o valor de pH é levado para um valor de pelo menos 5, particularmente, de pelo menos 6.

O processo de acordo com a invenção pode ser realizado por adição do agentes de neutralização ao corpo de água como um todo (processo de inlake) ou também pontualmente, por exemplo, no ponto de escoamento do lago. Mas é particularmente apropriada a realização como processo de inlake, uma vez que, dessa maneira, a eficácia e eficiência de cus6 tos do processo de acordo com a invenção são particularmente bem aproveitadas.

Os agentes de neutralização podem ser introduzidos das mais diversas maneiras no corpo de água. São obtidos resultados excepcionais quando o agente de neutralização é incorporado no corpo de água na forma de uma suspensão, de preferência, de uma suspensão aquosa.

Foram realizadas séries de testes práticos, nas quais foi examinada a eficiência dos agentes de neutralização usados em suspensões de diversas concentrações, sob variação do valor de pH. Nesse caso, constatou-se, surpreendentemente, que a valores de pH de mais de 4,5, a eficiência dos agentes de neutralização diminui, quando a suspensão contém mais de 2 por cento em peso de agentes de neutralização. Essa redução da eficiência está associada a um aumento da quantidade de produto usado e, por conseguinte, a custos crescentes.

Por essa razão, é particularmente preferido de acordo com a invenção quando a aumento do valor de pH se dá de tal modo que o agente de neutralização, a valores de pH abaixo de 4,5, é incorporado na forma de uma suspensão, com uma concentração de 2 a 15% em peso, de preferência, de 5 a 10% em peso, de agente de neutralização, e, a valores de pH de pelo menos 4,5, na forma de uma suspensão, com uma concentração de 0,05 a 3% em peso, de preferência, de 0,1 a 1% em peso, de agente de neutralização. Nessa modalidade, o potencial de neutralização existente no agente de neutralização usado, na dependência do estado efetivo do valor de pH do corpo de água a ser tratado, é aproveitado de modo ótimo. Isso leva a um aumento adicional da eficiência do processo de acordo com a invenção.

A um valor de pH de abaixo de 4,5, de acordo com a invenção podem ser usados os mais diversos materiais como agentes de neutralização, desde que esses materiais sejam básicos e apresentem uma condutibilidade final de, no máximo, 100 gS/cm. De preferência, são usados de acordo com a invenção materiais de origem calcária, mais precisamente, particularmente, carbonato de cálcio, calcário, lodo de carbonato de cálcio, carbocal, dolomita semicalcinada, granulado dolomítico e/ou farinha mineral dolo7 mítica. Esses materiais são preferidos de acordo com a invenção, uma vez que são particularmente baratos.

A um valor de pH de pelo menos 4,5, de acordo com a invenção, também os mais diversos materiais podem ser usados como agentes de neutralização, desde que sejam básicos e apresentem uma condutibilidade final de pelo menos 100 gS/cm. De preferência, de acordo com a invenção, são usados materiais de origem calcária, mais precisamente, particularmente, calcário calcinada, granulado dolomítico, calcário calcinada dolomítica e/ou hidrato de calcário dolomítica. Esses materiais são preferidos a valores de pH de pelo menos 4,5, pelo fato de que apresentam uma alta atividade.

Além da condutibilidade final, também a afinidade de solução dos agentes de neutralização usados desempenha um papel importante. É particularmente vantajoso quando, a valores de pH baixos, são usados agentes de neutralização com uma afinidade de solução baixa. Esses agentes de neutralização, normalmente, são mais baratos do que aqueles com uma afinidade de solução alta. Por conseguinte, essa modalidade é particularmente eficiente em custos. A valores de pH mais altos, por outro lado, é vantajoso usar agentes de neutralização com afinidades de solução mais altas. A velocidade de dissolução de compostos básicos, normalmente diminui a valor de pH crescente. Por conseguinte, no uso de agentes de neutralização, que originariamente apresentam uma afinidade de solução pequena, a valores de pH mais altos, existe o risco de os mesmos afundarem para o fundo do corpo de água, sem que tenham reagido completamente e, desse modo, são removidos do processo de neutralização.

Testes práticos mostraram que o processo de acordo com a invenção é particularmente eficiente, quando, a um valor de pH do corpo de água de abaixo de 4,5, são usados agentes de neutralização que apresentam uma afinidade de solução, medida como consumo de ácido sulfúrico em uma titulação estacionária de valor de pH, de 0,5 g de agente de neutralização em 100 ml de água deionizada, a 20°C, por meio de 0,5 mol/l de ácido sulfúrico, a um valor de pH de 6 e uma duração de 30 minutos, de menos de 6,5 ml, de preferência, de menos de 5 ml, e, particularmente, de menos de 2 ml.

Titulações estacionárias de valor de pH é um método padrão para determinação da cinética de neutralização de substâncias básicas. A substância, cuja afinidade de solução deve ser determinada, é carregada à temperatura ambiente como suspensão, sob agitação. A essa suspensão é adicionada, então, por gotejamento, um ácido, em uma velocidade tal que o valor de pH se ajusta de modo estacionário para um valor de pH fixado previamente. Depois de intervalos, em cada caso, iguais, compostos com uma afinidade de solução mais alta apresentam um consumo de ácido mais alto do que aquelas com uma afinidade de solução menor. Isso pode ser atribuído ao fato de que em compostos com uma afinidade de solução mais alta por unidade de tempo, uma quantidade maior de base entra em solução e fica à disposição para neutralização do ácido adicionado por gotejamento.

A afinidade de solução, tal como deve ser entendida no sentido do processo de acordo com a invenção, refere-se ao consumo em ml de 0,5 mol/l de ácido sulfúrico, que podem ser introduzidos em uma suspensão de 0,5 g de agente de neutralização em 100 ml de água deionizada, em um balão de vidro (largo), sem que o valor de pH da suspensão fique abaixo de 6, enquanto a suspensão é agitada a 20°C (± 2), com um agitador magnético e um agitador em forma de peixe, com cerca de 30 mm de comprimento e cerca de 7 mm de diâmetro, a um número de revoluções de 800 r.p.m.. De acordo com a modalidade preferida da invenção, citada acima, a valores de pH do corpo de água de menos de 4,5, são usados, de preferência, os agentes de neutralização cuja afinidade de solução medida como consumo de ácido sulfúrico, de acordo com o método descrito acima, perfaz menos de 6,5 ml, de preferência, menos de 5 ml, e, particularmente, menos de 2 ml.

No caso do pH da água ser de pelo menos 4,5, é utilizado de preferência um agente de neutralização cuja afinidade na solução é medida através do consumo de ácido sulfúrico de pelo menos 6,5 ml, de preferência superior a 8 ml, e em particular mais do que 10 ml, conforme o método descrito acima.

De acordo com outra modalidade preferida da invenção, a valores de pH do corpo de água de menos de 4,5, são usados materiais de origem calcária, com uma distribuição de tamanhos de grãos D50 de mais de 7,4 pm, de preferência, de mais de 9, e, particularmente, de mais de 11 pm, como agentes de neutralização. Materiais de origem calcária, com essa distribuição de tamanhos de grãos estão caracterizados pelo fato de que a metade das partículas contidas nos mesmos apresenta um diâmetro de menos de 7,4. Devido à superfície maior, materiais com um valor de D50 menor apresentam uma capacidade de reação mais alta e, por conseguinte,uma afinidade de solução mais alta, do que materiais da mesma espécie, que apresentam um valor de D50 mais alto.

Correspondentemente, materiais de origem calcária, com uma distribuição de tamanhos de grãos D50 de menos de 7,4 pm, de preferência, menos de 5 pm, e, particularmente, de menos de 3 pm são, de acordo com a invenção, agentes de neutralização particularmente apropriados, a valores de pH do corpo de água de pelo menos 4,5.

A seguir, a invenção é explicada mais detalhadamente por meio de três exemplos de modalidade.

A tabela 1 mostra as análises dos agentes de neutralização usados nos exemplos de modalidade.

Tabela 1

Carbona- to de cálcio

05 CO LO

1 0,50 |

1 0,85 |

1 0,047 |

Sii

0,21 |

^ί* ο θ'

I 0,06 |

n.b I

43,48 (calcula- dos)

n.b. |

99,99 1

, Φ o

ό-θ ;=

CO

00 7? “</5

CO

-8 o 8

LO

CO

05

co

τ—

Ο

ο -9 ο

LO

co

,® σ$ to

o

''T

co

O

CO

co.

ο

CM

ο

ζ-Γ Ό

o

05

Oco

LO

o

co

O

ο

Ο

ο

Tt -3.42

’Φ

05

.2 i

O

'(0 fc

O

“ O <M O O

o

N

h-

CO

05

'φ

C0

CM

ιο

C0

O

o

cm

05

LO

CO

05

ο

r^·

O

Ο T3 O

co

CO

cm

O

Ο

ο

Ο

ο

1 1 EÉ

O

o

(0 Ό

C -= CM

LO

CO

co

c 5? 2,

K

LO

CO

Ο

C0

CM

co

js tü <0 φ o

σ>

r*

O

CM

CO

ο

Ο

ο

_Ω

05

LL C ’J3

CM

o

O

Ο

ο

Ο

ο

C

05

1 Φ

(0

T3

ita ina

E θ

G0

CM

co

05

° F3

00

O

co

T“

CO

ΙΟ

τ—

CM

Γ--

co

o

O

CM

Ο

»“

Ο

co

’φ

05

Q E

co

CM

o’

o

O

ο

C0

co

05

ω

(0

h*

LO

co

N

LO

T~

co

O

L0

CO

ΙΟ

r^.

CM

05

c Ô

σ>

05.

o

LO

O

05

ο

•Α

o

05’

T“

CM

’Τ

ο

C

co

05

Φ <M ⁷³ O

O

o .2 4^ 4— C co c

co

CO

1^.

00

±= o o

co

N·

CM

r»

CM

~ to o

cm

o

-cf

00

CM

C0

ο

CM

cm’

0

I Ο Ό

’φ

co

r^·

O

co

cm

ο

ο’

ο

co

de (2)

o o⁵

•c to

φ-g^·

05

CO

IO

ω to -§

cm

co

ιο

co

_l O O

o

CM

h-

Φ Ό Cz

o 5?

o

φ'« w

LO

co

05

φ ã -§

CO

co

CM

»-

Τ”

—1 ü o

r^.

o

O

ο

CM

Φ V° o

ü

o .2 ÉS xis E

0

^u o O

o

00

io

l·^

co

C0

CM

00

O

05

“18 O

LO

Ύ“

co.

CO

05

CM

Ο

ο

05

Too

co

o

O

ο

Ο

ο

*

05

p i

-« E

05

CM

CO

o O T-

o

05

00

CM

ο

CO

00

05

,® o o

co

r*

CO

Γ'-

··

Ο

ο

05

CM.

σ>

Ο Ό O

LO

co

T“

o

O

ο

Ο

ο

co

05

'CO

o o

nS «

o

GO

O

co

LO

C0

00

CO

co

S φ o

cm’

CO

CM

ο

Ο

-Ω_

co

CM

05’

X Ό ’C

r^·

o

co

o

O

ο

C

cm

CM

05

o co

o D)

CM o

co o

n o CM Φ

co ο CM

ο CM C

ο (Μ

cm o

oma |

o

2

ώ

ω

LL

<

2 C0

ο

o

0

ω

A Tabela 2 mostra a distribuição de tamanhos de grãos dos a-

Tamanho de grãos em μιτι	D10%	D50%	D90%	D97%	D100%	Sv MS/cm3
Leite de calcário 1 (20%)	0,9	2,6	6,7	9,9	21,0	3,1
Leite de calcário 2 (45%)	0,9	2,8	8,5	14,6	51,0	2,9
Hidrato de calcário de calcário	1,1	6,7	56,6	82,5	123,0	1,9
Calcário dolomítico 1e de leite dolomítio (30%)	1,8	7,6	34,5	102,1	203,0	1,3
Hidrato de calcário dolomítico 1	1,5	7,4	27,5	51,5	103,0	1,6
Hidrato de calcário dolomítico 2 moído	1,2	8,5	72,2	98,9	147,0	1,7
Cinzas	2,5	20,3	97,7	135,1	206,0	0,9
Dolomita semicalcinada	47,5	174,2	314,3	379,9	515,0	0,1
Farinha mineral dolomítica	2,7	16,2	102,1	163,9	246,0	0,9
Calcário dolomítica 2	2,1	17,4	60,6	80,5	103,0	1,1
Carbonato de cálcio	0,8	2,6	7,6	14,1	30,0	3,1
Farinha mineral de calcário	1,5	8,9	28,4	47,8	103,0	1,5

Tabela 2

Na figura 1 é mostrada a distribuição da soma Q3% na depen5 dência do tamanho das partículas.

Exemplo 1: Determinação da condutibilidade de leite de calcário e hidrato de calcário

1. Finalidade e área de aplicação

O método serve para determinação da condutibilidade de com10 postos básicos, tais como leite de calcário e hidrato de calcário. Ele serve, particularmente, para a determinação da condutibilidade final, bem como da reatividade (velocidade de dissolução) de produtos de leite de calcário, bem como de hidratos de calcário.

2. Fundamentos do processo

A reatividade de leite de calcário e hidrato de calcário pode ser definida, convenientemente, pela velocidade de dissolução em água dos mesmos. A mesma é acessível por processos condutométricos. O teste de reatividade descrito a seguir baseia-se na alteração de ocorrência rápida da condutibilidade, após a adição de um leite de calcário ou de uma suspensão de hidrato de calcário, em consequência da aumento da concentração de íons, causada pela dissolução de hidróxido de cálcio. Como resultado, são obtidas as condutibilidades finais de acordo com a invenção de substâncias básicas, tais como leite de calcário e hidrato de calcário, bem como tempos, até os quais partes características do sólido entraram em solução.

3. Aparelhos

3.1 Condutômetro, com âmbito de medição ajustável fixamente (por exemplo, 0-2 mS/cm).

3.2 Célula de medição de condutibilidade, com elétrodos de Pt, nãorevestidos e não platinados.

O tratamento preliminar dos eletrodos deve ser realizado de acordo com as indicações do fabricante do aparelho.

3.3 Computador com software apropriado para detecção de dados.

3.4 Recipiente de medição de 150 ml, com envoltório termostático e com uma cobertura, que está dotada de aberturas para a célula de medição, o agitador de hélice, a alimentação de gás, a saída de gás e a alimentação de amostras.

3.5 Termostato.

3.6 Agitador de hélice ou agitador magnético apropriado.

3.7 Pipeta (1,5 ml) com dispositivo de dosagem.

4. Reagentes

4.1 Solução de cloreto de potássio, c(KCI) = 0,01 mol/l.

4.2 Solução de cloreto de potássio, co(KCI) = 3%.

4.3 Água, deionizada, isenta de CO₂.

4.4 Nitrogênio, N₂.

5. Processo de medição

5.1 Procedimento de medição

5.1.1 Preparação dos aparelhos

Como os eletros de platina, não-revestidos, que podem ser banhados livremente, modificam sua característica no uso repetido, no início de cada série de medição, a constante de célula do eletrodo deve ser determinada com solução de cloreto de potássio (4.1). O eletrodo deve ser posicionado de tal modo no recipiente de medição que as superfícies do eletrodo estão paralelas à direção de movimento da água.

Como a velocidade de dissolução de leites de calcário ou hidratos de calcário de rápida dissolução depende de diversos fatores, tais como tipo de agitação, velocidade do agitador, dimensões do recipiente e posição de célula de medição e local de adição, é conveniente definir a aparelhagem de medição através de dados de capacidade de tecnologia de medição (tempo de homogeneização).

5.1.2 Determinação do tempo de homogeneização

No recipiente de amostra são carregados 100 ml de água (4.3) e aquecidos para 25°C. O recipiente é banhado com nitrogênio durante a medição, para impedir uma absorção de CO₂ subsequente. Com o agitador em funcionamento, que deve funcionar com o número de rotações o mais alto possível, mas sem uma formação de trombos forte demais, e, depois do início da detecção de valores de medição, são adicionados 1,5 ml de solução de KCI (4.2) com a pipeta (3.) na água carregada.

5.1.3 Determinação da velocidade de dissolução

Inicialmente, em amostras de leite de calcário deve ser determinada a substância seca, uma vez que para a medição, a suspensão é ajustada com uma concentração de massa de 1 g de sólido em 100 ml de volume de amostra. Para preparação dessa suspensão, é retirado um volume equivalente a esse teor de sólido do leite calcário e completado para 100 ml. De hidratos de calcário também é preparada uma suspensão com uma con14 centração de massa de 1/100 ml. As amostras são deixadas em repouso por cerca de 30 minutos (umectação completa da superfície do hidrato). 1,5 da amostra são adicionados o mais rapidamente possível à água (4.3) (100 ml) aquecida para 25°C no recipiente de amostra.

5.2 Avaliação

5.2.1 Determinação do ponto de início t=0 e definição da condutibilidade finai

A alteração de condutibilidade medida é registrada na dependência do tempo. A curva obtida, nesse caso, precisa ser traçada até ser atingida a condutibilidade máxima. Para leite de calcário finamente disperso, altamente reativo, é suficiente, em geral, uma detecção de valor de medição por 2 minutos, sendo que a todo o 0,1 sé registrado um valor. O tempo de início (t=0) é fixado para o primeiro valor de medição, no qual a condutibilidade se modifica em mais de 20 gS/(cm-0,1 s).

A condutibilidade final ae_max θ atingida quando a condutibilidade não se modifica em mais de 10 gS/cm em 1 minuto. ae_max é calculado como valor médio dos valores de medição, a partir do momento de ser atingida a condutibilidade final sobre um intervalo de tempo de 1 min.

O tempo de homogeneização (condutibilidade final ae_max da solução de KCI (4.2) deve perfazer < 2,5 s.

5.2.2 Leitura dos tempos de dissolução e indicação dos resultados

Para medição das amostras de calcário, os tempos de dissolução são indicados em segundos, para os quais são atingidos 63, 80, 90 e 95% da condutibilidade máxima. As condutibilidades ae (x%) são calculadas de acordo com a seguinte equação ae(x%) = ae_max /100

Das curvas de condutibilidade-tempo são derivados os tempos de dissolução t (x%) correspondentes.

6. Anexo

Também podem ser usados outros dispositivos de medição diferentes dos descritos no parágrafo 3. Nesse caso, é preciso garantir que o tempo de homogeneização estabelecido no parágrafo 5.2.1 seja observado.

Para determinação do tempo de homogeneização, o volume de adição precisa ser escolhido de tal modo que a condutibilidade final atinja (900±50) gS/cm. Esse volume de adição precisa ser mantido para medição das amostras.

Exemplo 2: Determinação das condutibilidades finais dos agentes de neutralização examinados

Para determinaras condutibilidades finais dos agentes de neutralização examinados, procede-se tal como descrito sob o exemplo 1.

Os resultados são apresentados na figura 2 e na tabela 3. Mos10 trou-se que as condutibilidades das soluções de agente de neutralização examinadas inicialmente sobem fortemente e, depois, aproximam-se tangencialmente de um valor de condutibilidade final. Os agentes de neutralização farinha mineral de calcário, dolomita semicalcinada, farinha mineral de dolomita e carbonato de cálcio apresentam condutibilidades finais de abaixo de 100 gs/cm.

Tabela 3

KSM	n.d	n.d.	n.d.	n.d.	n.d.	32
Carbonato de cálcio	n.d	n.d	n.d.	n.d	n.d.	32
DMK2	9,0	27,9	74,0	172,2	1781,0
DMSM	n.d.	n.d.	n.d.	n.d.	>1800	o
Dolimita semicalcinada	n.d.	n.d	n.d.	n.d.	o o 00 7	54
Cinzas	7,2	50,4	160,1	352,8	1149,9	335
DMKH 2 moído	tn	17,5	121,4	00 ci o V	1198,2	356
DMKH 2b	0,5	71,2	191,9	330,5	1085,0	202
DMKH 2a	2,9	70,8	208,5	418,9	1189,4	234
DMKH 1	1,7	3,6	7,9	16,9	116,1	512
KM DMK 1 30%	2,9	9,4	19,3	32,1	392,8	540
KM 2 45%	3,0		34,6	59,7	285,1	787
KH	0,9	in	2,7	4,5	o co“ CO	939
KM 1 20%	0,8		LO	CD	7,8	928
Conversão após s	63%	80%	90%	95%	s0 O O	Valor de condutibilidade final [pS/cm]

Exemplo 3: Determinação da afinidade de solução dos agentes de neutralização através de titulação estacionária do valor de pH

No Exemplo 3 é determinada a cinética de neutralização dos diversos agentes de neutralização no âmbito ácido através de titulação estacionária do valor de pH, com ácido sulfúrico, a um valor de pH de 6. 0,5 g do respectivo agente de neutralização são carregados em 100 ml de água deionizada, em um balão de vidro (largo) de 250 ml, a 25°C, sob agitação com um agitador magnético e um agitador em forma de peixe, com cerca de 30 mm de comprimento e cerca de 7 mm de diâmetro, com uma velocidade de agitação de 800 revoluções por minuto, e 0,5 mol de ácido sulfúrico são adicionados, em gotas, a uma velocidade tal que o valor de pH se ajusta de modo estacionário para 6. A quantidade de ácido sulfúrico, que pode ser adicionada dentro de 30 minutos, sem que o valor de pH fique abaixo de 6, é verificada e fornece uma medida para a afinidade de solução dos agentes de neutralização examinados no meio ácido.

O consumo teórico de ácido sulfúrico para a reação fica em: H₂SO₄ + 2 Ca(OH)₂ -> CaSO₄ + 2 H₂O a 13,7 ml.

A Tabela 4 indica o consumo de ácido sulfúrico em ml, depois de 30 minutos, para os agentes de neutralização usados. Mostrou-se que os diversos produtos apresentam um consumo de ácido sulfúrico diferente. Agentes de neutralização com uma alta reatividade levam a um consumo de ácido sulfúrico, no total, mais alto, do que produtos com baixa reatividade.

Tabela 4

	Produto	Valor inicial de pH	Consumo de H₂SO₄em ml, depois de 30 min
1	Leite de calcário 1 (20%)	12,6	13,7
2	Leite de calcário 2 (45%)	12,5	13,6
3	Hidrato de calcário	12,6	12,2
4	Calcário dolomítica 1 leite de calcário (30%)	12,6	14,0
5	Hidrato de calcário dolomítica 1	12,6	13,5
6	Hidrato de calcário dolomítica 2a	12,3	6,8

	Produto	Valor inicial de pH	Consumo de H₂SO₄em ml, depois de 30 min
7	Hidrato de calcário dolomítica 2b	12,3	6,5
8	Hidrato de calcário dolomítica 2 moído	12,3	9,1
9	Cinzas	12,3	4,5
10	NaOH 50%	13,0	12,7
11	Dolomita semicalcinada	11,0	2,1
12	Farinha mineral dolomítica	9,6	0,7
13	Calcário dolomítica	12,2	8,3
14	Carbonato de cálcio	9,9	7,6
15	Farinha mineral de calcário	9,8	4,3

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Processo para aumentar o valor de pH de um corpo de água com um valor de pH de menos de 4,5, por introdução de agentes de neutralização, caracterizado pelo fato de que o aumento do valor de pH dá-se em pelo menos dois estágios, de tal modo que a valores de pH de abaixo de 4,5, é introduzido no corpo de água um primeiro agente de neutralização, com uma condutibilidade final de, no máximo 100 pS/cm, e, depois de ser atingido um valor de pH de pelo menos 4,5, um segundo agente de neutralização, com uma condutibilidade final de acima de 100 pS/cm, sendo que a condutibilidade final dos agentes de neutralização é determinada como condutibilidade de uma suspensão ou solução de agente de neutralização aquoso no equilíbrio de solução, a 25°C, com um teor de agente de neutralização de 0,015% em peso.
2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o valor de pH de um corpo de água é aumentado com um volume de água de mais de 500 000 m³.
3. Processo de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o valor de pH do corpo de água é aumentado para um valor de pelo menos 5, de preferência, para pelo menos 6.
4. Processo de acordo com uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o processo é realizado como processo de inlake.
5. Processo de acordo com uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o agente de neutralização é introduzido no corpo de água na forma de uma suspensão.
6. Processo de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o agente de neutralização é introduzido no corpo de água a valores de pH de abaixo de 4,5, na forma de uma suspensão, com uma concentração de 2 a 15% em peso, e, a valores de pelo menos 4,5, na forma de uma suspensão, com ma concentração de 0,05 a 2% em peso.
7. Processo de acordo com uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que como agente de neutralização, com uma condutibilidade final de, no máximo 100pS, são usados materiais originários de calcá2 rio, de preferência, carbonato de cálcio, lodo de carbonato de cálcio, carbocal, dolomita semicalcinada, granulado dolomítico e/ou farinha mineral dolomítica.
8. Processo de acordo com uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que como agente de neutralização, com uma condutibilidade final de, no máximo 100pS, são usados materiais originários de calcário, de preferência, calcário calcinada, granulado dolomítico, calcário calcinada dolomítica e/ou hidrato de calcário dolomítico.
9. Processo de acordo com uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que a valores de pH do corpo de água de abaixo de 4,5, é usado um agente de neutralização com uma afinidade de solução, medida como consumo de ácido sulfúrico em uma titulação estacionária de valor de pH, de 0,5 g de agente de neutralização em 100 ml de água deionizada, a 20°C, por meio de 0,5 mol/l de ácido sulfúrico, a um valor de pH de 6 e uma duração de 30 minutos, de menos de 6,5 ml, de preferência, de menos de 5 ml, e, particularmente, de menos de 2 ml.
10. Processo de acordo com uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que a valores de pH do corpo de água de abaixo de 4,5, é usado um agente de neutralização com uma afinidade de solução, medida como consumo de ácido sulfúrico em uma titulação estacionária de valor de pH, de 0,5 g de agente de neutralização em 100 ml de água deionizada, a 20°C, por meio de 0,5 mol/l de ácido sulfúrico, a um valor de pH de 6 e uma duração de 30 minutos, de mais de 6,5 ml, de preferência, de mais de 8 ml, e, particularmente, de mais de 10 ml.
11. Processo de acordo com uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que a valores de pH do corpo de água de menos de 4,5 são usados materiais originários de calcário, com uma distribuição de tamanhos de grãos D50 de pelo menos 7,4, de preferência, de mais de 9 e, particularmente, de mais de 11.
12. Processo de acordo com uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que a valores de pH do corpo de água de menos de 4,5 são usados materiais originários de calcário, com uma distribuição de tamanhos de grãos D50 de menos de 7,4 pm, de preferência, de menos de 5 pm, e, particularmente, de menos de 3 pm.

1/2

-------1- Leite de cal 1

.......................... 2 - Leite de cal 2 ——————— 3 _ Hidrato de cal —^:- 4 - Cal dolomítica 1 leite de cal

-------5 - Hidrato de cal dolomítica 1

-------5 _ Hidrato de cal dolomítica 2 moído

.......................... 7 - Cinzas

- 8 - Dolomita semicalcinada

-------9 - Farinha mineral dolomítica

-10 - Cal dolomítica 2

- 11 - Carbonato de cálcio

..........................12 - Farinha mineral de cal