BRPI1014383B1 - solventes líquidos iônicos do tipo per-halogeneto para metais e compostos de metais - Google Patents

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Abstract

SOLVENTES LÍQUIDOS IÔNICOS DO TIPO PER-HALOGENETO PARA METAIS E COMPOSTOS DE METAIS A presente invenção se refere a um processo para dissolver metais em líquidos iônicos que contêm perhalogeneto. O processo da invenção pode ser aplicado para a remoção de metais pesados ou tóxicosde correntes de hidrocarbonetos.

Description

SOLVENTES LÍQUIDOS IÔNICOS DO TIPO PER-HALOGENETO PARA METAIS E COMPOSTOS DE METAIS
[0001] A presente invenção se refere a um processo para dissolver metais em líquidos iônicos. Mais especificamente, a invenção se refere a um processo para dissolver metais em líquidos iônicos que compreende ânions de per-halogeneto. O processo da invenção pode ser aplicado para a remoção de metais pesados e tóxicos de correntes de hidrocarbonetos. Além disso, são reveladas aqui composições compreendendo metais dissolvidos em líquidos iônicos.
[0002] O termo "liquido iônico" como usado no presente documento refere-se a um liquido que é capaz de ser produzido fundindo um sal, e quando assim produzido consiste somente de ions. Um liquido iônico pode ser formado de uma substância homogênea compreendendo uma espécie de cátion e uma espécie de ânion, ou pode ser composto de mais do que uma espécie de cátion e/ou mais do que uma espécie de ânion. Assim, um liquido iônico pode ser composto de mais do que uma espécie de cátion e uma espécie de ânion. Um liquido iônico pode ainda ser composto de umaespécie de cátion, e uma ou mais espécies de ânions. Ainda mais, um liquido iônico pode ser composto de mais do que uma espécie de cátion e mais do que uma espécie de ânion.
[0003] O termo "liquido iônico" inclui os compostos que têm tanto altos pontos de fusão como os compostos que têm baixos pontos de fusão, por exemplo, em ou abaixo da temperatura ambiente. Assim, muitos líquidos iônicos têm pontos de fusão abaixo de 200oC, particularmente abaixo de l00oC, em torno da temperatura ambiente (15 a 30oC), ou ainda abaixo de 0oC. Os líquidos iônicos que têm pontos de fusão abaixo de cerca de 30oC são comumente referidos como "líquidos iônicos em temperatura ambiente" e são frequentemente derivados de sais orgânicos tendo cátions heterocíclicos contendo nitrogênio, tais como cátions baseados em imidazólio e em piridínio. Nos líquidos iônicos em temperatura ambiente, as estruturas do cátion e do ânion previnem a formação de uma estrutura cristalina ordenada e, portanto, o sal é liquido em temperatura ambiente.
[0004] Os líquidos iônicos são mais amplamente conhecidos como solventes devido às propriedades favoráveis incluindo pressão de vapor insignificante, estabilidade de temperatura, baixa quantidade de inflamável e possibilidade de reutilização. Devido ao amplo número de combinações ânion/cátion que estão disponíveis é possível um ajuste fino das propriedades físicas do liquido iônico (por exemplo, ponto de fusão, densidade, viscosidade e miscibilidade com água ou solventes orgânicos) para adequar os requisitos de uma aplicação particular.
[0005] Em WO 98/06106, é divulgado um processo para a dissolução oxidativa de combustíveis nucleares e materiais de recobrimento de combustíveis nucleares em líquidos iônicos baseados em nitrato. Os líquidos iônicos divulgados compreendem ânions de nitrato, e, opcionalmente, ânions de sulfato ou de tetrafluoroborato, e um ácido de Bronsted ou de Franklin (tal como ácido nítrico, ácido sulfúrico, ou cátions de nitrônio) que é necessário para aumentar a potência de oxidação do solvente. Os líquidos iônicos divulgados são todos solúveis em água.
[0006] Pitner, W.R, et al. descrevem um processo similar para dissolver óxido de urânio insolúvel (U02) em que o óxido de urânio é oxidado nas espécies solúveis U022+ em uma mistura de ácido nítrico e um liquido iônico compreendendo ânions de nitrato (Mathematics, Physics and Chemistry, 2003, 92, 209-226). A dissolução de metais elementares não é, no entanto, descrita.
[0007] Whitehead, J.A. et al. descrevem o uso de líquidos iônicos tendo ânions de hidrossulfato contendo sulfato de ferro (III) como um oxidante e tiouréia como um complexante, como soluções de lixivia para extrair ouro e prata de minérios minerais (Green Chem., 2004, 6, 313315) . O líquido iônico é usado como um solvente miscível em água, não volátil em que os componentes oxidantes e complexantes estão presentes como aditivos.
[0008] A dissolução de óxido de metal em solventes eutéticos profundos baseados em cloreto de colina foi descrita por Abbot, A.P. et al. (J. Chem. Eng. Data, 2006, 51, 1280-1282; e Inorg. Chem., 2005, 44, 6497-6499).
[0009] Billard, I., et al. descreveram a dissolução de óxidos de urânio e óxidos de lantanídeo em l-butil-3-metilimidazólio bistriflimida quando da adição de uma fonte de nitrato como um oxidante (Dalton Trans., 2007, 4214-4221), e Nockemann, P., et al. descreveram a dissolução de óxidos de metal em um líquido iônico de betaína bistriflimida na presença de água (J. Phys. Chem. B, 2006, 110, 20978-20992).
[00010] Ji, L. et al. descreveram uma abordagem para a captura de mercúrio elementar de gases de cano de chaminé de combustão de carvão pela oxidação de mercúrio por permanganato dissolvido em um liquido iônico revestido sobre um suporte de silica (Water, Air & Soil Pollution: Focus, 2008, 8, 349-358).
[00011] Além disso, a dissolução anódica eletroquímica direta de metais em líquidos iônicos foi descrita por Abbot, A.P., et al. (Phys, Chem. Che. Phys., 2006, 8, 4214-4221; e Trans. Inst. Metal Finishing, 2005, 83, 51-53); Chen, P.Y., et al. (Electrochimica Acta, 2007, 52, 1857-1864); Hussey, C.L., et al. (J. Electrochem. Soc., 1991, 138, 1886-1890); e por Aldous, L. et al. (New J. Chem., 2006, 30, 1576-1583).
[00012] US 5,607,619 revela um processo para lixiviação de ouro, prata e platina através do contato de uma solução aquosa de lixiviação contendo bromo e ions brometo com uma fonte de metal precioso para produzir um lixiviado aquoso.
[00013] WO 89/12604 revela o uso de sais de per-halogenetos de amônio para o controle de bioincrustação em sistemas de água de recirculação. Este documento revela que os ions amônio são de fórmula [R1R2NH2]+ em que R1 e R2 são hidrogênio ou porções orgânicas.
[00014] US 4,684,404 revela o uso de uma composição aquosa e/ou alcóolica que compreende uma fonte catiônica e uma fonte de halogênio para a dissolução de ouro metálico. Mais propriamente, uma composição especificamente adequada é dita como sendo uma solução aquosa de bromo elementar, NaCl e NaOH, apesar de ions NH4+ também serem considerados cátions adequados
[00015] De modo notável, nenhum destes relatos divulga a dissolução direta de metais elementares, ligas ou compostos de metais em líquidos iônicos na ausência de solventes e/ou agentes de oxidação adicionados.
[00016] Mercúrio elementar forma amálgamas com ouro, zinco e muitos metais e reage com oxigênio em ar quando aquecido para formar óxido de mercúrio, que então pode ser decomposto por outro aquecimento em temperaturas mais altas. O mercúrio não reage com a maior parte dos ácidos, tal como ácido sulfúrico diluído, embora ácidos de oxidação tais como ácido sulfúrico concentrado e ácido nítrico ou aqua regia dissolvam o mesmo para dar sulfato e nitrato e cloreto. O mercúrio reage com sulfeto de hidrogênio atmosférico e mesmo com flocos de enxofre sólidos. Esta reação de mercúrio com enxofre elementar é utilizada em kits de derramamento de mercúrio que contêm pó de enxofre para absorver vapores de mercúrio (os kits de derramamento também usam carvão ativado e zinco em pó para absorver e mercúrio amalgamado).
[00017] A reatividade de mercúrio elementar para bromo e cloro é bem conhecida, como uma reação química básica (por exemplo, ver Cotton and Wilkinson, Comprehensive Inorganic Chemistry, 4a edição, p. 592), e reconhecida como um mecanismo para a formação de espécies de mercúrio inorgânico na atmosfera (ver, por exemplo, Z. Wang et al. , Atmospheric Environment, 2004, 38, 3675-3688 e S.E. Lindberg, et al. , Environ. Sei. Technol., 2002, 36, 1245-1256). Esta reatividade de mercúrio com halogênios é utilizada em tecnologias de esfregação de gás de cano de chaminé para remover vapor de mercúrio por reação em alta temperatura tanto com bromo ou cloro formando espécies de mercúrio inorgânico que são prontamente extraídas em meios aquosos (por exemplo, S-H, Lui, et al. , Environ. Sci. Technol., 2007, 41, 1405-1412).
[00018] Bromo é usado para lixivia de ouro de minérios (usados tanto diretamente, ou produzidos in situ a partir de sais de bromo e gás de cloro), no entanto esta abordagem é substituída por processos de lixivia de cianeto mais baratos economicamente.
[00019] Quando trabalha-se com bromo ou cloro sob pressões e temperaturas ambientes ou próximas da ambiente, existem dificuldades e riscos significativos que estão associados à possibilidade de corrosão e toxicidade tanto de vapores de bromo como de cloro bem como a incompatibilidade dos halogênios com muitos metais. Sabe-se que o bromo oxida muitos metais em seus sais de bromo correspondentes, com bromo anidro sendo menos reativo para muitos metais do que bromo hidratado. Bromo seco reage vigorosamente com alumínio, titânio, mercúrio bem como terras alcalinas e metais alcalinos formando os sais de brometo de metal.
[00020] Os sais de per-halogeneto orgânicos (também conhecidos como sais de tri-halogeneto) têm uma variedade de aplicações conhecidas, incluindo o uso como agentes esterilizantes; para alvejamento de têxteis; para remoção de verrugas; e como agentes anti-sujeira. Além disso, sais de per-halogeneto orgânicos podem ser usados como agentes de bromação altamente eficazes na preparação de compostos orgânicos bromados, incluindo os que têm propriedades antiinflamatórias, antivirais, antibacterianas, antifúngicas e retardadores de chama.
[00021] O uso de soluções de sais de perbrometo inorgânico aquosas como agentes de lixivia de ouro, prata, platina e paládio são descritos em US 5.620.585.
[00022] Muitos liquidos iônicos incorporando ânions de per-halogeneto são relatador (ver Bagno, A., et al., Org. Biomol. Chem., 2005, 3, 1624-1630, por exemplo). As aplicações destes líquidos iônicos incluem o uso de meios de bromação para compostos orgânicos (Bao, W., et al., Green Chem., 2006, 8, 1028-1033; Bao. W., et al., J. Chem. Res. , 2005, 617-619; Chiappe, C., et al., Chem. Commun., 2004, 2536-2537; Salazar, J. et al., Synlett, 2004, 13181320; Chiappe, C, et al., Eur. J. Org. Chem., 2002, 2831 -2837), como fluidos de alto indice refrativo (Seddon, K. R., et al., New J. Chem., 2006, 30, 317-326), e como componentes em células fotovoltaicas (Gorlov, M., et al., Dalton Trans., 2008, 2655-2666).
[00023] Além disso, líquidos iônicos compreendendo ânions de per-halogeneto têm viscosidades mais baixas do que os líquidos iônicos de halogeneto correspondentes, e são hidrofóbicos, formando trifases estáveis com água.
[00024] A presente invenção é baseada na descoberta de que os líquidos iônicos compreendendo ânions de per-halogeneto podem dissolver metais e compostos de metais sem a necessidade de solventes e/ou agentes de oxidação adicionais.
[00025] Em um primeiro aspecto, a presente invenção provê um método para dissolver um metal compreendendo contatar o metal com um líquido iônico tendo a fórmula:
[Cat+][X]
em que: [Cat+] representa uma ou mais espécies catiônicas, e
[X] representa um ou mais ânions de per-halogeneto,
em que o líquido iônico é livre de solventes e/ou oxidantes adicionais.
[00026] O uso de líquidos iônicos compreendendo ânions de per-halogeneto provê um número de vantagens sobre os líquidos iônicos que foram usados anteriormente usados para a dissolução de metais e compostos de metais. Em particular, os líquidos iônicos compreendendo ânions de per-halogeneto são estáveis em ar e em umidade, em contraste com os líquidos iônicos de haloaluminato instáveis em ar e umidade.
[00027] Além disso, os líquidos iônicos compreendendo ânions per-halogeneto são geralmente hidrofóbicos, e, portanto, apropriados para extrair metais e compostos de metais de soluções aquosas. Isto está em contraste com os sistemas baseados em hidrogenossulfato para lixiviar minérios de ouro e de prata, sistemas baseados em nitrato para processamento de combustível nuclear e fluidos eutéticos profundos baseados em cloreto de colina descritos acima, em que os líquidos iônicos usados são miscíveis em água. Assim, a presente invenção provê um sistema de solvente não aquoso e imiscível em água para a dissolução de metais e compostos contendo metais.
[00028] De acordo com o método da presente invenção, [X] compreende de preferência um ou mais ânions de per-halogeneto selecionados de [I3]-, [BrI2]-, [Br2I]-, [C1I2]-, [Br3]-, [ClBr2]-, [BrC12]-, [IC12]-, ou [C13]-; mais preferivelmente [X-] compreende um ou mais ânions de per-halogeneto selecionados de [BrI2]-, [Br2I]-, [C1I2]-, [ClBr2]-, ou [BrC12]-; ainda mais preferivelmente [X-] compreende um ou mais ânions de per-halogeneto selecionados de [Br2I]-, [ClBr2]-, ou [BrC12]-; e mais preferivelmente [X-] é [ClBr2]-. Em outra modalidade, [X] compreende um ou mais ânions de per-halogeneto selecionados de [I3]-, [Br3]-, ou [C13]-, e é mais preferivelmente [Br3]-.
[00029] De acordo com a presente invenção, [Cat+] pode ser uma espécie catiônica selecionada de: amónio, azaanulênio, azatiazólio, benzimidazólio, benzofurânio, benzotriazólio, borólio, cinolinio, diazabiciclodecênio, diazabiciclononênio, diazabiciclo-undecênio, ditiazólio, furânio, guanidinio, imidazólio, indazólio, indolínio, indólio, morfolínio, oxaborólio, oxafosfólio, oxazínio, oxazólio, iso-oxazólio, oxatiazólio, pentazólio, fosfólio, fosfônio, ftalazínio, piperazínio, piperidínio, pirânio, pirazínio, pirazólio, piridazínio, piridínio, pirimidínio, pirrolidínio, pirrólio, quinazolínio, quinolínio, iso-quinolinio, quinoxalínio, selenozólio, sulfônio, tetrazólio, iso-tiadiazólio, tiazínio, tiazólio, tiofênio, tiurônio, triazadecênio, triazínio, triazólio, iso-tiazólio, e urônio.
[00030] Em outra modalidade, [Cat+] é um cátion heterocíclico contendo nitrogênio quaternário selecionado dentre:
Figure img0001
em que: Ra, Rb, Rc, Rd, Re, Rf e Rg são, cada um, independentemente selecionados de hidrogênio, um grupo alquila C1 a C30 de cadeia reta ou ramificada, um grupo cicloalquila C3 a C8, ou um grupo arila C6 a C10, ou quaisquer dois de Rb, Rc, Rd, Re e Rf fixados a átomos de carbono adjacentes de uma cadeia metileno -(CH2)q- em que q é de 3 a 6; e em que ditos grupos alquila, cicloalquila ou arila ou dita cadeia metileno são não substituídos ou podem ser substituídos por um a três grupos selecionados de:
alcóxi C1 a C6, alcoxialcóxi C2 a C12, cicloalquila C3 a C8, arila C6 a C10, alcarila C7 a C10, -CN, -OH, -SH, -N02, -C02Rx, -C(O)Rx, -CS2Rx, -CS2Rx, -SC(S)Rx, -S(O)(C1 a C6) alquila, -S(O)O(C1 a C6) alquila, -OS (O) (C1 a C6) alquila, -S (C1 a C6) alquila, -S-S (C1 a C6) alquila, -NRXC (O) NRyRz, -NRXC (O) ORY, -OC (O) NRyRz, NRXC (O) NRyRz, -NRxC(0)0Ry, 0C (0) NRyRz, -NRxC(S)ORy, -OC(S)NRyRz, -NRxC(S)SRy, SC(S)NRyRz, -NR1C (S) NRyRz, -C(O)NRyRz, -C(S)NRyRz, -NRyRz, ou um grupo heterocíclico, em que Rx, Ry e Rz são independentemente selecionados de hidrogênio ou alquila C1 a C6.
[00031] Mais preferivelmente, Ra, Rb, Rc, Rd, Re, Rf e Rg são, cada um, independentemente selecionados de hidrogênio, grupo alquila Cl a C20 de cadeia reta ou ramificada, grupo cicloalquila C3 a C6, ou a grupo arila C6, em que ditos grupos alquila, cicloalquila ou arila são não substituídos ou podem ser substituídos por um a três grupos selecionados de: alcóxi C1 a C6, alcoxialcóxi C2 a C12, cicloalquila C3 a C8, arila C6 a C10, -CN, -OH, -SH, -N02, -C02(C1 a C6)alquila, -OC(O)(C1 a C6)alquila, arila C6 a C10 e alcarila C7 a C10.
[00032] Ra é preferivelmente selecionado dentre alquila C1 a C30, reta ou ramificada, mais preferivelmente alquila C2 a C20 reta ou ramificada, ainda mais preferivelmente, alquila C1 a C10 reta ou ramificada, e mais preferivelmente alquila C1 a C5 reta ou ramificada. Outros exemplos incluem em que Ra é selecionado dentre metila, etila, n-propila, n-butila, n-pentila, n-hexila, n-heptila, n-octila, n-nonila, n-decila, n-undecila, n-dodecila, n-tridecila, n-tetradecila, n-pentadecila, n-hexadecila, n-heptadecila e n-octadecila.
[00033] Nos cátions compreendendo um grupo Rg, Rg é de preferência selecionado dentre alquila C1 a C10 reta ou ramificada, mais preferivelmente, alquila C1 a C5 reta ou ramificada, e mais preferivelmente Rg é um grupo metila.
[00034] Nos cátions compreendendo tanto um grupo Ra e um grupo Rg, Ra e Rg são, cada um, preferivelmente independentemente selecionados de alquila C1 a C30, reta ou ramificada, e um de Ra e Rg também pode ser hidrogênio. Mais preferivelmente, um de Ra e Rg pode ser selecionado dentre alquila C1 a C10 reta ou ramificada, ainda mais preferivelmente, alquila C1 a C5 reta ou ramificada, e mais preferivelmente alquila C2 a C5 reta ou ramificada, e o outro de Ra e Rg pode ser selecionado dentre alquila C1a C10 reta ou ramificada, mais preferivelmente, alquila C1a C5 reta ou ramificada, e mais preferivelmente um grupo metila. Em outra modalidade preferida, Ra e Rg podem, cada um, ser independentemente selecionados, onde presentes, de alquila C1 a C30 reta ou ramificada e alcoxialquila C1 a C15.
[00035] Em outras modalidades preferidas, Rb, Rc, Rd, Re, e Rf são independentemente selecionados de hidrogênio e alquila C1 a C5 reta ou ramificada, e mais preferivelmente Rb, Rc, Rd, Re, e Rf são hidrogênio.
[00036] Em uma modalidade preferida da invenção, [Cat+] é selecionado dentre:
Figure img0002
em que: Ra, Rb, Rc, Rd, Re, Rf, e Rg são como definidos acima.
[00037] Mais preferivelmente, [Cat+] é selecionado dentre:
Figure img0003
em que: Ra e Rg são como definidos acima, e Rh representa hidrogênio ou um grupo metila.
[00038] Exemplos específicos de cátions preferidos incluem:
Figure img0004
[00039] Em outra modalidade preferida da invenção, [Cat+] é selecionado dentre:
Figure img0005
em que: Ra, Rb, Rc, Rd, Re, Rf, e Rg são como definidos acima.
[00040] Ainda mais preferivelmente, [Cat+] é selecionado dentre:
Figure img0006
em que: Ra, Rb, Rc, Rd, Re, Rf, e Rg são como definidos acima.
[00041] Exemplos específicos de cátions preferidos incluem:
Figure img0007
[00042] Em outra modalidade preferida da invenção, [Cat+] é um cátion acíclico selecionado dentre:
[N (Ra) (Rb) (Rc) (Rd)]+, [P(Ra) (Rb) (Rc) (Rd)]+, e [ S (Ra) (Rb) (Rc) ] +,
em que: Ra, Rb, Rc e Rd são, cada um, independentemente selecionados entre um grupo alquila C1 a C30 de cadeia reta ou ramificada, um grupo cicloalquila C3 a C8, ou um grupo arila C6 a C10, ou quaisquer dois de Rb, Rc, Rd, Re e Rf fixados a átomos de carbono adjacentes formam uma cadeia metileno -(CH2)q- em que q é de 3 a 6; e em que ditos grupos alquila, cicloalquila ou arila de dita cadeia metileno são não substituídos ou substituídos por um a três grupos selecionados de: alcóxi C1 a C6, alcoxialcóxi C2 a C12, cicloalquila C3 a C8, arila C6 a C10, alcarila C7 a C10, aralquila C7 a C10, -CN, -OH, -SH, -NO2, -CO2Rx, -OC(O)Rx, -C (O) Rx, -C(S)RX, -CS2Rx, -SC(S)Rx, -S (O) (C1 a C6) alquila, -S(O)O(C1 a C6) alquila, -OS (O) (C1 a C6) alquila, -S (C1 a C6) alquila, -S-S (C1 a C6 alquil) , -NRXC (O) NRyRz, -NRxC(O)ORy, -OC (O) N RyRz, -NRXC (S) ORY, -OC(S)N RyRz, -NRxC(S)SRy, SC(S)NRyRz, -NR1C (S) NRyRz, -C(O)NRyRz, -C(S)NRyRz, -NRyRz, ou um grupo heterocíclico, em que Rx, Ry e Rz são independentemente selecionados de hidrogênio ou alquila C1 a C6, e em que um de Ra, Rb, Rc, e Rd também pode ser hidrogênio.
[00043] Mais preferivelmente, [Cat+] é selecionado dentre:
[N (Ra) (Rb) (Rc) (Rd)]+ e [P(Ra) (Rb) (Rc) (Rd)]+,
em que: Ra, Rb, Rc, e Rd são, cada um, independentemente selecionados de um grupo alquila C1 a C15 de cadeia reta ou ramificada, um grupo cicloalquila C3 a C6, ou um grupo arila C6, em que ditos grupos alquila, cicloalquila ou arila são não substituídos ou podem ser substituídos por um a três grupos selecionados de: alcóxi C1 a C6, alcoxialcóxi C2 a C12, cicloalquila C3 a C8, arila C6 a C10, -CN, -OH, -SH, - NO2, -CO2 (C1 a C6) alquila, - OC (O) (C1 a C6) alquila, C6 a C10 arila e C7 a C10 alcarila, e em que um de Ra, Rb, Rc, e Rd também pode ser hidrogênio.
[00044] Outros exemplos incluem em que Ra, Rb, Rc, e Rd são independentemente selecionados de metila, etila, n-propila, n-butila, n-pentila, n-hexila, n-heptila, n-octila, n-nonila, n-decila, n-undecila, n-dodecila, n-tridecila, n-tetradecila, n-pentadecila, n-hexadecila, n-heptadecila e n-octadecila. Mais preferivelmente, dois ou mais, e mais preferivelmente três ou mais de Ra, Rb, Rc, e Rd são independentemente selecionados de metila, etila, propila e butila.
[00045] Em outra modalidade, Rb, Rc, e Rd são, cada um, o mesmo grupo alquila selecionado dentre metila, etila, n-butila e n-octila, e Ra é selecionado dentre hidrogênio, metila, n-butila, n-octila, n-tetradecila, 2-hidroxietila ou 4-hidróxi-n-butila.
[00046] Exemplos específicos de cátions de amônio e de fosfônio apropriados para uso de acordo com a presente invenção incluem:
Figure img0008
[00047] Em uma modalidade preferida, [Cat+] é selecionado dentre:
[N (Ra) (Rb) (Rc) (Rd)]+ e [P(Ra) (Rb) (Rc) (Rd)]+,
em que: Ra, Rb, Rc, e Rd são, cada um, independentemente selecionados de um grupo alquila C1 a C5 de cadeia reta ou ramificada.
[00048] Na modalidade preferida onde Ra, Rb, Rc, e Rd são, cada um, independentemente selecionados de um grupo alquila C1 a C5 de cadeia reta ou ramificada, os compostos preferidos podem ser selecionados de:
Figure img0009
[00049] A presente invenção não está limitada a líquidos iônicos compreendendo cátions tendo somente uma carga única. Assim, a fórmula [Cat+] [X] é pretendida para englobar líquidos iônicos compreendendo, por exemplo, cátions duplamente, triplamente e quadruplamente carregados. As quantidades estequiométricas relativas de [Cat+] e [X] no liquido iônico são, portanto, não fixas, mas podem variar para ter em conta cátions com cargas múltiplas. Por exemplo, a fórmula [Cat+][X] deve ser entendida incluir líquidos iônicos tendo as fórmulas [Cat2+][X-]2; [Cat3+][X-]3 e assim por diante. Além disso, [Cat+] pode representar uma espécie catiônica única ou mistura de mais do que uma espécie catiônica.
[00050] Os líquidos iônicos para uso de acordo com a presente invenção têm, de preferência, um ponto de fusão de 250oC ou menos, mais preferivelmente 150oC ou menos, ainda mais preferivelmente l00oC ou menos, ainda mais preferivelmente 80oC ou menos, e mais preferivelmente, o liquido iônico tem um ponto de fusão abaixo de 30oC. No entanto, qualquer composto que reúne os critérios de ser um sal (consistindo de um cátion e um ânion) e que é liquido na temperatura e pressão de operação do processo pode ser definido como um liquido iônico para os fins da presente invenção.
[00051] Como notado acima, é bem sabido na técnica que as propriedades dos líquidos iônicos podem ser "ajustadas" alterando a natureza dos cátions e dos ânions. Em particular, nos métodos da invenção, a estrutura do cátion ou cátions pode ser selecionada de modo a obter um liquido iônico tendo as propriedades reológicas e fisicas desejadas, tal como faixa de liquido, ponto de fusão, viscosidade, hidrofobicidade e lipofilicidade. A seleção de cátions apropriados para obter líquidos iônicos tendo propriedades específicas é bem estabelecida na técnica, e pode prontamente ser realizada por um perito na técnica.
[00052] Em uma modalidade preferida da invenção, o líquido iônico é hidrofóbico.
[00053] Como usado no presente, o termo "metal" deve ser entendido como incluindo tanto metais elementares como ligas de metal tendo um estado de oxidação de zero, e compostos de metal, tais como óxidos de metal ou sulfetos de metal, que têm um estado de oxidação abaixo de zero. Além disso, o metal pode ser combinado com outras substâncias, por exemplo, o metal pode estar na forma de um minério de metal, o metal pode ser um compreendido dentro de uma substância de hidrocarboneto líquido ou gasoso ou o metal pode ser uma solução ou suspensão aquosa.
[00054] O termo "metal" também é pretendido para englobar metalóides que se comportam do mesmo modo como os metais no processo da invenção. Assim, o termo "metal" deve ser interpretado como incluindo silício, germânio, arsênico, selênio, antimônio, telúrio, e polônio, e compostos dos mesmos, bem como metais alcalinos, metais alcalinos terrosos, metais de transição, lantanídeos, actinídeos, alumínio, índio, estanho, tálio, chumbo, bismuto e compostos dos mesmos.
[00055] De preferência, o metal compreende um ou mais de silício, germânio, arsênico, selênio, antimônio, telúrio, e polônio, metais de transição, lantanídeos, actinídeos, alumínio, índio, estanho, tálio, chumbo e bismuto.
[00056] Em uma modalidade, o método da invenção pode ser usado para a dissolução de um metal precioso selecionado dentre ouro, prata, platina, paládio, ródio e índio.
[00057] Em outra modalidade, o método da invenção pode ser usado para a dissolução de um metal pesado tóxico selecionado dentre cádmio, mercúrio, índio, tálio, germânio, estanho, chumbo, arsênico, antimônio, bismuto, selênio, telúrio e polônio. Em particular, o método da invenção pode ser usado para a dissolução de mercúrio.
[00058] Em outra modalidade, o método da invenção pode ser usado para a dissolução de um metal selecionado dentre silício e germânio.
[00059] Em outra modalidade, o método da invenção pode ser usado para a dissolução de um metal selecionado dentre lantanídeos e actinídeos.
[00060] Ainda em outra modalidade, o método da invenção pode ser usado para a dissolução de um metal radioativo selecionado de tecnécio, promécio, bismuto, polônio e os actinídeos.
[00061] Em uma modalidade da invenção, prefere-se que o metal esteja inicialmente em um estado de oxidação abaixo do estado de oxidação máximo do metal (por exemplo, 0, +1 ou +2) e seja oxidado em contato com o liquido iônico em um estado de oxidação mais alto, com a redução concomitante do ânion de per-halogeneto para três ânions de halogeneto. Em uma modalidade preferida, o metal é mais solúvel no liquido iônico após oxidação para o estado de oxidação mais alto. Em outra modalidade preferida, o metal no estado de oxidação mais alto forma um íon complexo com um ou mais ânions de halogeneto que são formados na redução do ânion de per-halogeneto, e, mais preferivelmente, o íon complexo é um ânion de halometalato. Como um exemplo representativo, mercúrio(0) elementar reage com um liquido iônico tal como um tribrometo de l-butil-3-metilimidazólio para formar uma espécie de mercúrio(II) que é complexada por ânions de brometo para formar um ânion de bromomercurato(II).
[00062] Sem estar ligado por qualquer teoria particular, acredita-se que os líquidos iônicos compreendendo ions de per-halogeneto podem oxidar metais e compostos de metais, e que os ions de halogeneto formados na etapa de oxidação podem coordenar para o metal oxidado para facilitar a dissolução do metal oxidativo no liquido iônico.
[00063] A dissolução de metais nos líquidos iônicos por um método de oxidar o metal a partir de um estado de oxidação baixo para um alto conta com a capacidade do ânion de per-halogeneto presente no liquido iônico para oxidar o metal. Sabe-se bem que a força de oxidação dos halogênios segue a ordem C12 > CIBr > Br2 >I2, e os potenciais redox de meia célula de muitos metais são conhecidos a partir da série eletromecânica (ver, por exemplo, CRC Handbook of Chemistry and Physics, 87a edição., CRC Press, 2006). A força de oxidação do solvente liquido iônico pode ser modificada e controlada pela seção apropriada dos constituintes de halogênio do ânion de per-halogeneto. Como uma regra geral, os metais podem ser dissolvidos se a substância de metal é capaz de oxidação pelo respectivo ânion presente no liquido iônico. O perito na técnica é prontamente capaz de selecionar líquidos iônicos com potencial de oxidação suficiente para oxidar um metal especifico pela seleção de um componente per-halogeneto apropriado do liquido iônico. A seguinte série mostra o aumento nos potenciais de oxidação dos ânions de per-halogeneto de [I3]- (potencial de oxidação mais baixo) para [C13]- (potencial de oxidação mais alto):
[I3]- < [BrI2]- ~ [IBr2]- < [C1I2]- < [Br3]- < [ClBr2]- < [ICl2]- ~ [BrCl2]- ~ [Cl3]-
[00064] De acordo com a presente invenção, o metal é preferivelmente contatado com o liquido iônico a uma temperatura de -80oC a 200oC, mais preferivelmente 0oC a 150oC, e mais preferivelmente 20oC a l00oC. A dissolução dos metais é tipicamente acelerada quando o metal é contatado com o liquido iônico em temperaturas elevadas.
[00065] O metal é de preferência contatado com o liquido iônico na pressão atmosférica (aproximadamente 100 kPa) , embora pressões acima ou abaixo da pressão atmosférica possam ser usadas se desejado. Por exemplo, o processo pode ser conduzido a uma pressão de 10 kPa a 1000 kPa, mais preferivelmente de 20 kPa a 1000 kPa, ainda mais preferivelmente 50 a 200 kPa, e mais preferivelmente 80 a 120 kPa. Como indicado acima, no entanto, o liquido iônico deve ser liquido na temperatura e pressão de operação do processo da invenção. Portanto, será apreciado pelo perito na técnica que as fixas de temperatura e pressão de operação acima podem, em alguns casos, ser ainda limitadas pelas faixas de temperatura e pressão em que um líquido iônico selecionado está na forma líquida.
[00066] A relação molar dos átomos de metal no metal para PS ânions de per-halogeneto no líquido iônico está de preferência na faixa de 1:0,5 a 1:10.000, mais preferivelmente 1:1 a 1:1000, ainda mais preferivelmente 1:1 a 1:100, e mais preferivelmente 1:1 a 1:10.
[00067] Em uma modalidade, a dissolução do metal no líquido iônico é auxiliada pela agitação da mistura de líquido iônico e metal, por exemplo, agitando, sacudindo, girando ou sonorizando.
[00068] Em outro aspecto, a presente invenção provê um método para reprocessar um combustível nuclear gasto compreendendo um metal radioativo, que compreende dissolver o metal radioativo em um líquido iônico como definido acima. O combustível nuclear gasto pode compreender um óxido de actinídeo, e mais preferivelmente o óxido de actinídeo compreende um óxido de urânio e/ou um óxido de plutônio.
[00069] Em outra modalidade preferida, o combustível nuclear gasto compreende materiais de recobrimento compreendendo metais que são dissolvidos juntos com o metal radioativo. Os materiais de recobrimento de combustível nuclear que podem ser dissolvidos de acordo com este aspecto da invenção incluem ligas de zircônio.
[00070] Em outro aspecto, a presente invenção provê um método para remover metais de materiais contendo metal compreendendo contatar o material contendo metal com um líquido iônico como definido acima. De acordo com este aspecto da invenção, o material contendo metal pode ser um material gasoso, liquido ou sólido e pode compreender qualquer metal como definido acima.
[00071] Em uma modalidade, o material contendo metal é um gás de hidrocarboneto contendo metal, tal como um gás natural e/ou um gás de refinaria. Por exemplo, metais tóxicos e pesados, tal como mercúrio, podem ser removidos dos gases de hidrocarboneto de acordo com este aspecto da invenção.
[00072] Em outra modalidade, o material contendo metal é um hidrocarboneto líquido contendo metal. Exemplos de hidrocarbonetos líquidos contendo metal que podem ser tratados de acordo com este aspecto da invenção incluem gás natural liquefeito; destilados leves, por exemplo, compreendendo gás de petróleo liquido, gasolina, e/ou nafta, condensados de gás natural; destilados médios, por exemplo, compreendendo querosene e/ou diesel; destilados pesados, por exemplo, óleo combustível; e óleos brutos.
[00073] Em outra modalidade, a substância contendo metal é um liquido aquoso contendo metal. O aspecto da invenção pode ser aplicado para remediar água subterrânea contaminada; a recuperação de metais de lixiviados de metal aquoso compreendendo metais de lixivia dos minérios minerais usando agentes de lixivia aquosos; a recuperação de metais catalíticos valiosos, tais como catalisadores de metais de transição, a partir de soluções aquosas de metais catalíticos; e para remediar subprodutos aquosos de processamento e reprocessamento de combustível nuclear.
[00074] Em ainda outra modalidade, o material contendo metal é um sólido contendo metal. Os minérios minerais contendo metal podem ser tratados com um liquido iônico como descrito acima para lixiviar metais, por exemplo, metais preciosos, dos minérios. Este aspecto da invenção também pode ser usado para recuperar metais preciosos e/ou pesados de aparelho eletrônico de refugo, tais como placas de circuito e componentes eletrônicos, e outros bens de consumo de refugo. Este aspecto da invenção pode ainda ser usado para recuperar metais catalíticos, por exemplo, catalisadores de metais de transição tais como platina, paládio, ródio, índio, rutênio, ósmio, de suportes sólidos.
[00075] Em outro aspecto, a presente invenção provê um método para atacar quimicamente a superfície de um metalóide, compreendendo contatar uma superfície exposta do metalóide com um liquido iônico como descrito acima. O ataque químico de metalóides de acordo com o método da invenção pode ser usado na fabricação de sistemas micro eletromecânicos (MEMS) e semicondutores de metalóides. De preferência, neste aspecto da invenção, o semicondutor de metalóides compreende silício e/ou gálio.
[00076] Ainda em outro aspecto, a presente invenção provê novas composições de metal-líquido iônico obteníveis por um método compreendendo o metal com um liquido iônico tendo a fórmula:
[Cat+][X]
em que: [Cat+] representa uma ou mais espécies catiônicas como definido acima, e
[X] representa um ou mais ânions de per- halogeneto como definido acima,
em que o liquido iônico é livre de solventes e/ou oxidantes adicionais.
[00077] Ainda em outro aspecto, é provido um líquido iônico compreendendo um ânion de halometalato complexo obtenível de um liquido iônico compreendendo um ânion de per-halogeneto como descrito acima.
[00078] As composições de metal-líquido iônico podem compreender uma relação molar de metal dissolvido para liquido iônico de pelo menos 0,05:1.
[00079] As composições de metal-liquido iônico podem compreender uma relação molar de metal dissolvido para o liquido iônico de pelo menos 0,1:1.
[00080] As composições de metal-liquido iônico podem compreender uma relação molar de metal dissolvido para o liquido iônico de pelo menos 0,2:1.
[00081] As composições de metal-liquido iônico podem compreender uma relação molar de metal dissolvido para o liquido iônico de pelo menos 0,4:1.
[00082] As composições de metal-liquido iônico podem compreender uma relação molar de metal dissolvido para o liquido iônico de pelo menos 0,6:1.
[00083] As composições de metal-liquido iônico podem compreender uma relação molar de metal dissolvido para o liquido iônico de pelo menos 0,8:1.
[00084] As composições de metal-liquido iônico podem compreender uma relação molar de metal dissolvido para o liquido iônico de pelo menos 0,9:1.
[00085] As composições de metal-liquido iônico podem compreender uma relação molar de metal dissolvido para o liquido iônico de pelo menos 1:1.
[00086] Os aspectos da presente invenção serão agora descritos a titulo de exemplo.
EXEMPLOS EXEMPLO 1: Sintese de líquidos iônicos de per-haloqeneto
[00087] Os líquidos iônicos com ânions de per-halogeneto [XY2]- misturados, em que X = Cl ou Br, e Y = Br ou I) quando preparados com cátions de dialquilimidazólio, tetraalquilamônio, tetraalquilfosfônio e alquilmetilpiridínio (ver tabela 1) seguindo os seguintes procedimentos. Resumidamente, bromo liquido ou iodo sólido foi adicionado a uma quantidade apropriada de sal de halogeneto orgânico para obter a estequiometria molar 1:1 desejada, gerando ânions de per-halogeneto. As misturas foram misturadas durante a noite em temperatura ambiente para dar os respectivos líquidos iônicos de per-halogeneto, que foram caracterizados por espectrometria de massa e análise termogravimétrica (TGA).
[00088] A espectrometria de massa identificou a presença de ions de massa para o cátion ([Q]+) e ânions de per-halogeneto ([XY2]-) em cada caso. TGA demonstra que a volatilidade de halogênio é significativamente reduzida pela incorporação em liquido iônico. As perdas de massa, acima da faixa de temperatura de 150 a 300oC, corresponderam à perda inicial de di-halogênio mais volátil a partir do liquido iônico (Br2 ou ClBr) e da decomposição térmica associada do sal de halogeneto orgânico consistente com as temperaturas de decomposição da literatura.
Figure img0010
a [C4mim]+ = l-butil-3-metilimidazolinio; [P6,6,6,14]+ = triexiltetradecilfosfônio; [C2C2im]+ = 1,3=dietilimidazólio; [N4,4,4,1]+ = tributilmetilamônio; [C44pic]+ = 1-butil-4-metilpiridinio(4-picolinio).
EXEMPLO COMPARATIVO 2: A solubilidade de bromo em líquidos iônicos não haloqeneto
[00089] Não foi verificado que bromo é completamente miscível em relações molares de 1:1 tanto com 1-butilpiridinio bistriflimida ou com hidrogeno sulfato de l-butil-3-metilimidazólio, e a evolução extensiva de vapor de bromo foi observada a partir de misturas de liquido iônico/bromo permanecendo sob condições ambientes.
EXEMPLO 3: Dissolução de metais
[00090] Uma faixa de amostras de metais elementares em pó (aproximadamente 0,1 g cada, medidas com precisão) foi misturada com tribrometo de l-butil-3-metilimidazólio (1,0 ml) produzindo misturas de aproximadamente 5%/p de metal em liquido iônico. As misturas foram agitadas com aquecimento a 60oC durante 72 h, então resfriadas para a temperatura ambiente e filtradas através de filtros de náilon de 2 mícrons. Para cada amostra, aproximadamente 0,1 g do filtrado foi pesada com precisão, e digerida em 50 ml de ácido nítrico a 5% p/p e o teor de metal determinado por análise de plasma acoplada por indução (ICP). A percentagem da amostra de metal dissolvida no liquido iônico em cada teste é mostrada na tabela 2.
Figure img0011
EXEMPLO 4: Triagem qualitativa da solubilizacão de mercúrio
[00091] A triagem qualitativa da solubilidade de mercúrio elementar nos sistemas de liquido iônico foi feita observando visualmente o estado de uma gotícula única de mercúrio (cerca de 0,05 g) agitada em cerca de 12 ml de liquido iônico em temperatura ambiente e a 60oC. A dissolução completa sob estas condições pode dar concentrações de cargas de mercúrio na ordem de 25-50.000 ppm (cerca de 5%/mol).
Figure img0012
a [C4mim]+ = l-butil-3-metilimidazólio; [P6,6,6,14]+ = triexiltetradecilfosfônio; [C2C2mim]+ = 1,3-dietilimidazólio; [N4,4;4;1] + = tributilmetilamônio; [C44pic] + =l-butil-4-metilpiridínio[4-picolínio).
b Aproximadamente 0,05 g de mercúrio foi contatada com 1-2 ml de liquido iônico, solubilidade de mercúrio pelo menos 25.000 ppm.
EXEMPLO 5: Dissolução de mercúrio em massa
[00092] Mercúrio elementar (1,213 g, 6,05 mmol) foi adicionado a tribrometo de l-butil-3-metilimidazólio (4,52 g, 12,1 mmol) e aquecido a 70oC com agitação em um vaso vedado. A gota de mercúrio metálico densa foi observada diminuir em volume com o passar do tempo, e após 2 horas o mercúrio dissolveu completamente na solução de liquido iônico vermelha. Em resfriamento em temperatura ambiente, nenhuma precipitação de mercúrio ou espécie contendo mercúrio foi observada.
EXEMPLO 6: Preparação de tribromomercurato(II) de 1-butil-3-metilimidazólio
[00093] Mercúrio elementar (3,129 g, 15,6 mmol) foi adicionado a tribrometo de l-butil-3-metilimidazólio (5,91 g, 15,6 mmol) e aquecido a 70oC com agitação em um vaso vedado. A gota de mercúrio metálico densa foi observada diminuir em volume com o passar do tempo, e após 4 horas o mercúrio dissolveu completamente com uma troca de cor do liquido iônico de vermelho profundo para amarelo pálido em dissolução completa de mercúrio e conversão de ânions de tribrometo para ânions de tribromomercurato(II). Em resfriamento, o novo liquido iônico, tribromomercurato(II) de l-butil-3-metilimidazólio cristalizou como um sólido amarelo pálido a 40oC.
EXEMPLO 7: Preparação de tetrabromomercurato(II) de bis(1,3-dietilimidazólio)
[00094] Mercúrio elementar foi adicionado a tribrometo de 1,3-dietilimidazólio e aquecido a 70oC com agitação em um vaso vedado. A gota de mercúrio metálico densa foi observada diminuir em volume e após 4 horas o mercúrio dissolveu completamente no liquido iônico vermelho. O resfriamento em temperatura ambiente e a permanência resultaram na formação de cristais do liquido iônico que foram isolados e determinados ser tetrabromomercurato(II) de bis(1,3-dietilimidazólio) por difração de raios-X de cristal única.
EXEMPLO 8: Dissolução de mercúrio em líquidos iônicos de per-haloqeneto baseados em iodo
[00095] Dissolução em massa de mercúrio elementar não foi observada em líquidos iônicos de per-halogeneto baseados em iodo, [C4min] [ClI2] e [C4mim] [BrI2] ou com 1-butilpiridínio bistriflimida ou com hidrogeno sulfato de 1-butil-3-metilimidazólio sob as condições descritas no exemplo 4.

Claims (23)

  1. Método para dissolver um metal a partir de uma corrente de hidrocarbonetos caracterizado pelo fato de compreender contato do metal com um liquido iônico tendo a fórmula:
    [Cat+] [X-]
    em que [Cat+] representa uma ou mais espécies catiônicas, e
    [X-] representa um ou mais ânions de per-halogeneto, em que o liquido iônico é livre de solventes adicionais e oxidantes.
  2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que [X-] compreende pelo menos um ânion de per-halogeneto selecionado de [I3]-, [BrI2]-, [Br2I ] -, [C1I2]-, [Br3]-, [ClBr2]-, [BrCl2]-, [ICl2]-, ou [Cl3]-.
  3. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que [X-] compreende pelo menos um ânion de per-halogeneto selecionado de [BrI2]-, [Br2I]-, [ClI2]-, [ClBr2]-, [BrCl2]-, ou [ICl2]-.
  4. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que [X]- compreende pelo menos um ânion de per-halogeneto selecionado de [I3]-, [Br3]-, ou [Cl3]-.
  5. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que [Cat]+ é uma espécie catiônica selecionada dentre o grupo consistindo de: amónio, azaanulênio, azatiazólio, benzimidazólio, benzofurânio, benzotriazólio, borólio, cinolínio, diazabiciclodecênio, diazabiciclononênio, diazabiciclo-undecênio, ditiazólio, furânio, guanídio, imidazólio, indazólio, indolínio, indólio, morfolínio, oxaborólio, oxafosfólio, oxazínio, oxazólio, iso-oxazólio, oxatiazólio, pentazólio, fosfólio, fosfônio, ftalazínio, piperazínio, piperidínio, pirânio, pirazínio, pirazólio, piridazínio, piridínio, pirimidínio, pirrolidínio, pirrólio, quinazolínio, quinolínio, iso-quinolínio, quinoxalínio, selenozólio, sulfônio, tetrazólio, iso-tiadiazólio, tiazínio, tiazólio, tiofênio, tiurônio, triazadecênio, triazínio, triazólio, iso-triazólio, e urônio.
  6. Método, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que [Cat]+ é uma espécie catiônica selecionada dentre o grupo consistindo de:
    Figure img0013
    Figure img0014
    em que: Ra, Rb, Rc, Rd, Re, Rf e Rg são cada um independentemente selecionado de hidrogênio, um grupo alquila de cadeia reta ou ramificada, C1 a C30, um grupo cicloalquila C3 a C8, ou um grupo arila C6 a C10, ou quaisquer dois de Rb, Rd, Re e Rf fixados aos átomos de carbono adjacentes formam uma cadeia metileno -(CH2)q- em que q é de 3 a 6; e em que ditos grupos alquila, cicloalquila ou arila ou dita cadeia de metileno são não substituídos ou podem ser substituídos por um a três grupos selecionados dentre: C1 a C6 alcóxi, C2 a C12 alcoxialcóxi, C3 a C8 cicloalquila, C6 a C10 arila, C7 a C10 alcarila, C7 a C10 aralquila, -CN, -OH, -SH, -NO2, -CO2Rx, -OC(O)Rx, - C (O) Rx, -C(S)RX, -CS2Rx, -SC(S)Rx, -S (O) (C1 a C6) alquila, S(O)O(C1 a C6) alquila, -OS (O) (C1 a C6) alquila, -S (C1 a C6) alquila, -S-S (C1 a C6) alquila, -NRXC (O) NRYRZ, -NRxC(O)ORy, -OC (O) NRyRz, -NRXC (S) ORY, -OC(S)NRyRz, -NRxC(S)SRy, SC (S) NRyRz, -NR1C (S) NRyRz, -C(O)NRyRz, -C(S)NRyRz, -NRyRz, ou um grupo heterocíclico, em que Rx, Ry e Rz são independentemente selecionados de hidrogênio ou C1 a C6 alquila.
  7. Método, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que [Cat]+ é uma espécie catiônica selecionada dentre o grupo consistindo de:
    Figure img0015
    em que: Ra, Rb, Rc, Rd, Re, Rf, e R9 são como definidos na reivindicação 6.
  8. Método, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que [Cat]+ é uma espécie catiônica selecionada dentre o grupo consistindo de:
    Figure img0016
    em que Ra e Rg são como definidos na reivindicação 6.
  9. Método, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que [Cat]+ é selecionado dentre o grupo consistindo de:
    [N (Ra) (Rb) (Rc) (Rd)]+, [P(Ra) (Rb) (Rc) (Rd)]+, e [ S (Ra) (Rb) (Rc) ] +,
    em que: Ra, Rb, Rc, e Rd são cada um independentemente selecionados de um grupo alquila de cadeia reta ou ramificada, C1 a C30, grupo C3 a C8 cicloalquila, ou um grupo C6 a C10 arila, ou quaisquer dois de Rb, Rc, Rd, Re e Rf fixados a átomos de carbono adjacentes que formam uma cadeia de metileno -(CH2)q-, em que q é de 3 a 6; e em que ditos grupos alquila, cicloalquila ou arila ou dita cadeia de metileno são não substituídos ou podem ser substituídos por um a três grupos selecionados dentre: C1 a C6 alcóxi, C2 a C12 alcoxialcóxi, C3 a C8 cicloalquila, C6 a C10 arila, C7 a C10 alcarila, C7 a C10 aralquila, -CN, -OH, -SH, -N02, CO2Rx, -OC(O)Rx, -C(O)Rx, -C(S)Rx, -CS2Rx, -SC(S)Rx, -S(O)(Ci a C6) alquila, S (O) (C1 a C6) alquila, -S(O)O(C1 a C6) alquila, -OS (O) (C1 a C6) alquila, -S (C1 a C6) alquila,-S-S (C1 a C6 alquila) -NRXC (O) NRyRz, -NRxC(O)ORy, -OC(O)NRyRz, -NRxC(S)ORy, -OC (S) NRyRz, -NRXC (S) SRY, -SC(S)NRyRz, -NR1C (S) NRYRZ, C(O)NRyRz, C(S)NRyRz, -NRyRz, ou um grupo heterocíclico, em que Rx, Ry e Rz são independentemente selecionados de hidrogênio ou C1 a C6 alquila, e em que um de Ra, Rb, Rc e Rd também pode ser hidrogênio.
  10. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o liquido iônico é hidrofóbico.
  11. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o metal é oxidado de um estado de oxidação inicial abaixo de seu estado de oxidação máximo a um estado de oxidação mais alto por reação com o liquido iônico.
  12. Método, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o metal é mais solúvel no liquido iônico quando no estado de oxidação mais alto do que quando no estado de oxidação inicial.
  13. Método, de acordo com a reivindicação 11 ou 12, caracterizado pelo fato de que o metal oxidado forma um íon complexo com um ou mais ânions halogenetos formados durante a oxidação.
  14. Método, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o íon complexo é um ânion halometalato.
  15. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o metal compreende um metal selecionado de metais de transição, lantanídeos, actinídeos, alumínio, silício, germânio, arsênico, selênio, índio, estanho, antimônio, telúrio, tálio, chumbo, bismuto ou polônio.
  16. Método, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que o metal compreende um metal precioso selecionado de ouro, prata, platina, paládio, ródio ou irídio.
  17. Método, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que o metal compreende um metal pesado tóxico selecionado de cádmio, mercúrio, índio, tálio, germânio, estanho, chumbo, arsênico, antimônio, bismuto, selênio, telúrio e polônio.
  18. Método, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que o metal compreende mercúrio.
  19. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 18, caracterizado pelo fato de que o metal compreende um metal na forma elementar.
  20. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 18, caracterizado pelo fato de que o metal compreende um óxido de metal ou um sulfeto de metal.
  21. Líquido iônico caracterizado pelo fato de compreender uma espécie de metal dissolvido obtenível por um método conforme definido em qualquer uma das reivindicações de 1 a 20.
  22. Líquido iônio, de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de que a relação molar do metal dissolvido para o líquido iônico é pelo menos 0,05:1.
  23. Líquido iônico, de acordo com a reivindicação 22, caracterizado pelo fato de que a relação molar do metal dissolvido para o líquido iônico é pelo menos 1:1.
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