ES2225909T3 - Compuestos de calcoalumita y procedimiento para su preparacion. - Google Patents
Compuestos de calcoalumita y procedimiento para su preparacion.Info
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Abstract
UN COMPUESTO DE CALCOALUMITA SINTETICO, REPRESENTADO POR LA FORMULA (1) (ZN{SUB,AX}{SUP,2+}M{SUB,X}{SUP,2+})AL{SUB,4}{SUP,3+}(OH){SUB,B}(A{SUP,N}){SUB,C} (POR) MH{SUB,2}O(1) DONDE M{SUP,2+} REPRESENTA AL MENOS UNO DE LOS SIGUIENTES ELEMENTOS: CU, NI, CO Y MG; A REPRESENTA 0''3<A<2''0; X REPRESENTA 0<=X<1''0; B REPRESENTA 10<B<14; A{SUP,N-} REPRESENTA UNO O DOS COMPUESTOS, SELECCIONADOS ENTRE SO{SUB,4}{SUP,2-}, HPO{SUB,4}{SUP,2-}, CO{SUB,3}2-, CRO{SUB,4}{SUP,2-}, SIO{SUB,3}{SUP,2-}, SO{SUB,3}{SUP,2-}, NO{SUB,3}{SUP,-}, OH{SUP,-} Y CL{SUP,-}; C REPRESENTA 0''4<C<2''0 Y M REPRESENTA UN NUMERO DE 1 A 4, Y UN PROCEDIMIENTO DE PRODUCCION DEL MISMO.
Description
Compuestos de calcoalumita sintéticos y
procedimiento para su preparación.
Esta invención se refiere a compuestos novedosos
de calcoalumita y un procedimiento para producirlos. Más
específicamente, la invención se refiere a compuestos sintéticos de
calcoalumita novedosos representados por la siguiente fórmula (1)
adecuados como fit as neutralizantes e inactivantes de sustancias
ácidas que permanecen en resinas o cauchos, absorbentes infrarrojos
para películas agrícolas, agentes antibacterianos, desodorantes,
estabilizadores al calor del PVC y agentes para eliminar el ion
fosfato y el ion cromato contenidos en las aguas residuales
industriales, y además, para medios de registro para chorro de
tinta y un procedimiento para producirlos.
(1)(Zn_{a-x}{}^{2+}M_{x}{}^{2+})Al_{4}{}^{3+}
(OH) _{b} (A^{n-})_{c} \cdot
mH_{2}O
en la
que
M^{2+} representa, al menos, uno entre Cu, Ni,
Co y Mg,
a representa 0,3 < a < 2,0,
x representa 0 \leq x < 1,0,
b representa 10 < b < 14,
A representa uno o dos seleccionados entre
SO_{4}^{2-}, HPO_{4}^{2-}, CO_{3}^{2-},
CrO_{4}^{2-}, SiO_{3}^{2-}, SO_{3}^{2-},
NO_{3}^{-}, OH^{-} y Cl^{-},
c representa 0,4 < c < 2,0 y
m representa un número de 1 a 4.
Se sabe que las siguientes sustancias existen en
la naturaleza como compuestos de calcoalumita [véase la ficha del
JCPDS (Joint Committee ON Powder Diffraction Standard)].
Calcoalumita:
CuAl_{4}SO_{4}(OH)_{12} \cdot 3H_{2}O
Mbobomkulita: (Ni,
Cu)Al_{4}[(NO_{3})_{2}(SO_{4})](OH)_{12}
\cdot 3H_{2}O
Niquelalumita: (Ni,
Cu)Al_{4}[(SO_{4})(NO_{3})](OH)_{12} \cdot
3H_{2}O
Los presentes inventores han investigado en las
características fisicoquímicas de los compuestos de calcoalumita
mencionados anteriormente, y han descubierto varias propiedades
interesantes. Concretamente, un compuesto de calcoalumita tiene una
estructura cristalina tal que un catión divalente ocupa de forma
parcial el hueco del hidróxido de aluminio que tiene estructura en
capas (Al(OH)_{3}: gibbsita), y los iones sulfato y
las moléculas de agua están contenidos entre las capas de
[M^{2+}Al_{4}(OH)_{12}]^{2+} que tiene
carga eléctrica positiva, y se puede determinar, del hecho de que un
colorante aniónico se adsorbe en la superficie sólida como se
muestra en la Fig. 2, que la superficie tiene carga eléctrica
positiva.
Cu y Ni se encuentran como elementos metálicos
divalentes que constituyen la estructura de la calcoalumita en los
minerales naturales, mientras que Zn solo, o Cu, Ni, Co o Mg cada
uno con Zn existen como elementos metálicos divalentes que
constituyen los compuestos sintéticos de calcoalumita de la
invención.
De esta forma, Zn, Cu, Ni, Co y Mg se confirman
como elementos metálicos divalentes susceptibles de constituir
estructura de calcoalumita, y cada Zn y Cu puede constituir por si
mismo estructura de calcoalumita o pueden constituir estructura de
calcoalumita de tal forma que se sustituyen mutuamente por cada uno
de los otros. Puede existir también un compuesto de estructura de
calcoalumita en el que en el que el Zn y/o Cu existe(n) como
metal(es) principales y parte de ellos es desplazada por Ni,
Co y/o Mg.
Además, en la composición de la fórmula anterior
(1) que muestra los compuestos sintéticos de calcoalumita de la
invención, parte del anión (A^{n-}) tiene capacidad de
intercambio iónico y un anión próximo al SO_{4}^{2-} y al
NO_{3}^{-} en la forma y el tamaño del anión pueden sustituirse
por SO_{4}^{2-} o NO_{3}^{-}. Como aniones susceptibles de
ser sustituidos pueden mencionarse aniones (HPO_{4}^{2-},
CrO_{4}^{2-}) que forman estructura tetraédrica, aniones
(CO_{3}^{2-}, NO_{3}^{-}) que forman estructura triangular
plana y aniones (SO_{3}^{2-}) que forman estructura de pirámide
trigonal equilátera.
Entre los compuestos sintéticos de calcoalumita
de la invención cuya composición está representada por la fórmula
anterior (1), aquéllos en los que en anión (A^{n}-) en la fórmula
(1) es SO_{4}^{2-}, NO_{3}^{-} o Cl^{-} o similares
tienen solubilidades grandes y es posible controlar las
solubilidades de los compuestos sintéticos de calcoalumita en
sistemas acuosos sustituyendo otros aniones como, de forma
representativa, CO_{2}^{3-}, SO_{3}^{2-} y OH^{-} por
estos aniones.
Los compuestos naturales de calcoalumita que
contienen Cu y/o Ni como elemento(s) metálico(s)
divalente(s) tienen el color específico del(de los)
elemento(s) y, por lo tanto, tienen poco valor de
utilización, pero pueden utilizarse para usos como agentes
antibacterianos, desodorantes o retardantes de la llama para
resinas.
Por otra parte, los compuestos sintéticos de
calcoalumita de la invención que contienen Zn solo o principalmente
Zn metal como elemento(s) metálico(s)
divalente(s) no se conocían en absoluto hasta ahora, y ya que
son incoloros, de baja toxicidad y comparativamente económicos,
tienen un alto valor de utilización, y son adecuados para diversos
usos, por ejemplo como absorbentes infrarrojos para películas
agrícolas, estabilizadores del PVC al calor, medio de registro de
chorro de tinta (fijador de colorantes aniónicos solubles en agua),
neutralizantes e inactivantes de sustancias ácidas que permanecen en
resinas o cauchos, y además para eliminar el ion fosfato y el ion
cromato contenidos en las aguas residuales industriales, y para
transportar colorantes o sustancias antibacterianas sobre ellos,
etc.
Así, los compuestos sintéticos incoloros de
calcoalumita de la invención que contienen Zn solo o principalmente
Zn metal como elemento(s) metálico(s)
divalente(s) pueden utilizarse para usos más amplios,
comparados con los compuestos naturales de calcoalumita
habituales.
Las características de los compuestos sintéticos
de calcoalumita de la invención en los que parte o todos los
elementos metálicos divalentes que constituyen la estructura de la
calcoalumita están desplazados por Zn, comparados con los
compuestos de calcoalumita del tipo CuAl_{4} o del tipo (Cu,
Ni)Al_{4} que existen en la naturaleza, se mencionan como
sigue.
- (i)
- Su color es más claro que el de los naturales, o blanco (sistema incoloro).
- (ii)
- Co, Ni y Cu son elementos que tienen actividades catalíticas altas, y tienen una fuerte acción para acelerar la descomposición o deterioro de los compuestos orgánicos o polímeros que entran en contacto con ellos. Por tanto, la sustitución de Zn da compuestos más estables y seguros que pueden utilizarse para diversas resinas.
- (iii)
- Los compuestos sintéticos de calcoalumita (del tipo Zn, Al_{4}) de la invención son compuestos estables. Concretamente, los compuestos de calcoalumita que contienen Cu, o Cu y Ni como un componente, compuestos que existen también en los minerales naturales, son inestables, y por ejemplo, se ha confirmado que cuando tal compuesto se somete a un tratamiento de intercambio de anión con una disolución acuosa de carbonato de sodio, su estructura cristalina se destruye (véase el Ejemplo de referencia 1).
De este modo, el primer objeto de la invención es
proporcionar compuestos sintéticos novedosos de calcoalumita del
sistema incoloro que contienen cinc solo o principalmente cinc
metal como un elemento metálico divalente.
El segundo objeto de la invención es proporcionar
compuestos sintéticos novedosos de calcoalumita del sistema
incoloro que contiene cinc solo o principalmente cinc metal como un
elemento metálico divalente, compuestos que tienen carga positiva
en la superficie del sólido y capacidad específica de intercambio
aniónico.
El tercer objeto de la invención es proporcionar
compuestos sintéticos novedosos de calcoalumita del sistema
incoloro que contienen cinc solo o principalmente cinc metal como
un elemento metálico divalente, siendo controlada las solubilidades
de los compuestos en agua.
El cuarto objeto de la invención es proporcionar
compuestos sintéticos de calcoalumita más estables y seguros que
los compuestos de calcoalumita que existen en la naturaleza.
El quinto objeto de la invención es proporcionar
un procedimiento ventajoso para producir los compuestos sintéticos
novedosos de calcoalumita mencionados anteriormente.
Aún otros objetos de la invención estarán claros
a partir de la siguiente descripción.
Se ha descubierto que pueden lograrse los objetos
anteriores de la invención mediante un compuesto sintético de
calcoalumita que tiene estructura de gibbsita, como se define en la
reivindicación 1 y representado por la fórmula (1)
(1)(Zn_{a-x}{}^{2+}M_{x}{}^{2+})Al_{4}{}^{3+}
(OH) _{b} (A^{n-})_{c} \cdot
mH_{2}O
en la
que
M^{2+} representa, al menos, uno entre Cu, Ni,
Co y Mg,
a representa 0,3 < a < 2,0,
x representa 0 = x < 1,0,
b representa 10 < b < 14,
A representa uno o dos seleccionados entre
SO_{4}^{2-}, HPO_{4}^{2-}, CO_{3}^{2-},
CrO_{4}^{2-}, SiO_{3}^{2-}, SO_{3}^{2-},
NO_{3}^{-}, OH^{-} y Cl^{-},
c representa 0,4 < c < 2,0 y
m representa un número entero de 1 a 4,
y un procedimiento para producir un compuesto
sintético de calcoalumita de la fórmula anterior (1)que
comprende someter una sal de aluminio soluble en agua, un compuesto
de cinc que es soluble en agua en el intervalo de pH de
aproximadamente 4 a aproximadamente 7, y si es necesario, un
compuesto de uno o más elementos seleccionados entre Ni, Cu, Co y
Mg, compuesto que es soluble en agua en el intervalo de pH de
aproximadamente 4 a aproximadamente 7, para la reacción de
coprecipitación a un pH de reacción de aproximadamente 4 a
aproximadamente 7 y una temperatura de aproximadamente 10 a
aproximadamente 50ºC, y someter después el coprecipitado a una
reacción hidrotermal a un pH de reacción en el intervalo mencionado
anteriormente y a una temperatura de aproximadamente 80 a
aproximadamente 170ºC, o un procedimiento para producir un
compuesto sintético de calcoalumita de la fórmula anterior (1) que
comprende producir un compuesto de calcoalumita de la fórmula
anterior (1) en el que A^{n-} es SO_{4}^{2-},
y desplazando entonces parte del SO_{4}^{2-} del compuesto con un anión seleccionado entre HPO_{4}^{2-}, CO_{3}^{2-}, CrO_{4}^{2-}, SiO_{3}^{2-}, SO_{3}^{2-}, NO_{3}^{-}, OH^{-} y Cl^{-}.
y desplazando entonces parte del SO_{4}^{2-} del compuesto con un anión seleccionado entre HPO_{4}^{2-}, CO_{3}^{2-}, CrO_{4}^{2-}, SiO_{3}^{2-}, SO_{3}^{2-}, NO_{3}^{-}, OH^{-} y Cl^{-}.
Los compuestos sintéticos de calcoalumita de la
invención se describen de forma más detallada a continuación.
Los compuestos sintéticos de calcoalumita de la
invención que tienen la composición de la fórmula (1) anterior
pueden identificarse por análisis de composición y por un método de
difracción de rayos X del polvo (XRD). Basado en la ficha del JCPDS
(Joint Committee ON Powder Diffraction Standard) card, en la
siguiente tabla se muestran cuatro espacios principales de la red
cristalina (d\ring{A}).
En cada uno de los compuestos sintéticos de
calcoalumita de la invención se forman superenrejados basados en la
estructura del Al(OH)_{3} (gibbsita), y se detecta
una línea de difracción que corresponde al plano de la red
cristalina (300) del compuesto en torno a 2\theta (raya K_{a}
del Cu) = 62,4 a 62,6º por el método de XRD, y ésta es una línea de
difracción basada en la configuración regular del átomo de Al de la
estructura de gibbsita anterior.
Los compuestos sintéticos de calcoalumita de la
invención pueden producirse por el siguiente procedimiento.
A saber, tal compuesto puede producirse
sometiendo una sal de aluminio soluble en agua, un compuesto de
cinc que es soluble en agua en el intervalo de pH de aproximadamente
4 a aproximadamente 7, y si es necesario, un compuesto de uno o más
elementos seleccionados entre Ni, Cu, Co y Mg, compuesto que es
soluble en agua en el intervalo de pH de aproximadamente 4 a
aproximadamente 7, para la reacción de coprecipitación a un pH de
reacción de aproximadamente 4 a aproximadamente 7 y una temperatura
de aproximadamente 10 a aproximadamente 50ºC, preferentemente de
aproximadamente 20 a aproximadamente 40ºC, y sometiendo después el
coprecipitado resultante a una reacción hidrotermal a un pH de
reacción en el intervalo mencionado anteriormente y a una
temperatura de aproximadamente 80 a aproximadamente 170ºC,
preferentemente de aproximadamente 100 a aproximadamente 150ºC.
Como compuestos de Zn, Ni, Cu, Co y Mg solubles
en agua en el intervalo de pH de aproximadamente 4 a aproximadamente
7, y sales de aluminio solubles en agua, que se usan para la
producción de los compuestos sintéticos de calcoalumita de la
invención, pueden mencionarse, por ejemplo,
compuestos de cinc solubles en agua en el
intervalo del pH de reacción de aproximadamente 4 a aproximadamente
7 como cloruro de cinc, nitrato de cinc, sulfato de cinc, acetato de
cinc y óxido de cinc,
compuestos de níquel como cloruro de níquel,
sulfato de níquel, nitrato de níquel y acetato de níquel,
compuestos de cobre como cloruro de cobre,
nitrato de cobre, sulfato de cobre y acetato de cobre,
compuestos de cobalto como cloruro de cobalto,
nitrato de cobalto y sulfato de cobalto,
compuestos de magnesio solubles en agua en el
intervalo del pH de reacción de aproximadamente 4 a aproximadamente
7 como cloruro de magnesio, nitrato de magnesio, sulfato de
magnesio y acetato de magnesio y además óxido de magnesio e
hidróxido de magnesio,
compuestos de aluminio como cloruro de aluminio,
nitrato de aluminio, sulfato de aluminio, y aluminato de sodio,
etc.
Como compuestos alcalinos usados para ajustar el
pH de la reacción en el intervalo de aproximadamente 4 a
aproximadamente 7, pueden ejemplificarse hidróxido de sodio,
hidróxido de potasio, carbonato de sodio, carbonato de potasio,
amoniaco acuoso, amoniaco gaseoso, óxido de magnesio, hidróxido de
magnesio, carbonato básico de magnesio, hidróxido de calcio, etc., y
estos compuestos alcalinos se usan normalmente en una cantidad de
0,97 a 1,1 equivalentes basados en el total de ion(es)
metálico(s) divalente(s) y de ion aluminio.
Cuando se produce un compuesto sintético de
calcoalumita de la invención, es necesario realizar la reacción a un
pH de reacción de aproximadamente 4 a aproximadamente 7. Cuando el
pH de la reacción es aproximadamente 4 o menos, se incrementa la
solubilidad del coprecipitado para reducir el rendimiento, y cuando
el pH de la reacción es aproximadamente 7 o más, se forma(n)
hidróxido(s) del(de los) metal(es)
divalente(s), lo que causa la formación de una mezcla de
hidróxidos complejos en capas del tipo hidrotalcita en la que parte
del/de los catión(es) divalente(s) es/son
desplazado(s) con catión(es) trivalente(s), con
el hidróxido de aluminio.
Cuando la reacción se realiza a una proporción
atómica del(de los) ion(es) metálico(s)
divalente(s)
[(Zn_{a-x}^{2+}M_{x}^{2+}) de la fórmula
(1)] al ion Al^{3+}, concretamente
(Zn_{a-x}^{2+}M_{x}^{2+})/Al^{3+} de 0,075
a 0,5, se forma un compuesto cristalino de calcoalumita. Cuando la
reacción se realiza, más preferentemente, a una proporción atómica
de ellos en el intervalo de 0,15 a 0,37, se forma un compuesto de
calcoalumita extremadamente bueno en el crecimiento de cristales.
La proporción atómica entre Zn^{2+} y M^{2+} (Cu, Ni, Co, Mg)
es preferentemente 0 = M^{2+} / Zn^{2+} < 0,5.
En la producción de los compuestos sintéticos de
calcoalumita de la invención, la temperatura de la reacción de
coprecipitación no está especialmente limitada, pero es económico
realizar la reacción a una temperatura de aproximadamente 10 a
aproximadamente 50ºC durante aproximadamente 10 minutos a
aproximadamente 2 horas, y preferentemente, la reacción se realiza
de aproximadamente 20 a aproximadamente 40ºC.
En la reacción hidrotermal, cuando la temperatura
de reacción es aproximadamente 80ºC o menos, la formación de la
estructura de calcoalumita se vuelve insuficiente, y cuando es
aproximadamente 170ºC o más, se forman boehmita y 3Al_{2}O_{3}
\cdot 4SO_{3} \cdot 10-15 H_{2}O de forma
indeseable. El tiempo de reacción adecuado es normalmente de
aproximadamente 1 a aproximadamente 24 horas, preferentemente de
aproximadamente 3 a aproximadamente 12 horas.
Además, produciendo primero el compuesto de
calcoalumita de la fórmula (1) en la que el anión (A^{n-}) es
SO_{4}^{2-}, y sustituyendo después un anión seleccionado entre
HPO_{4}^{2-}, CO_{3}^{2-}, CrO_{4}^{2-},
SiO_{3}^{2-}, SO_{3}^{2-}, NO_{3}^{-}, OH^{-} y
Cl^{-} por parte del SO_{4}^{2-}, se puede obtener fácilmente
un compuesto de calcoalumita que contiene al anión.
La reacción de sustitución se realiza añadiendo
un compuesto de calcoalumita de la fórmula (1) en la que el anión
(A^{n-}) es SO_{4}^{2-} a una disolución acuosa de una sal de
tal anión o de un hidróxido de un metal alcalino a una temperatura
de aproximadamente 20 a aproximadamente 80ºC, y agitando la mezcla
durante varios minutos a aproximadamente 1 hora. En esta ocasión la
sal del anión o el hidróxido del metal alcalino se usa en una
cantidad tal que el equivalente del anión respecto al átomo de Al
de la fórmula (1) llega a ser de 0,5 a 1,0.
Los compuestos sintéticos de calcoalumita de la
invención pueden producirse, preferentemente, según el siguiente
procedimiento. Concretamente, tal compuesto puede producirse por
coprecipitación haciendo reaccionar una disolución acuosa de
sulfato(s), nitrato(s) o cloruro(s) de uno o
más elementos seleccionados entre Zn, Ni, Cu, Co, Mg y Al con uno o
más compuestos seleccionados entre amoniaco, hidróxido de sodio,
hidróxido de potasio, hidróxido de magnesio, óxido de magnesio,
aluminato de sodio y óxido de cinc, a un pH de reacción de
aproximadamente 4 a aproximadamente 7 y una temperatura de
aproximadamente 10 a aproximadamente 50ºC, y sometiendo después el
coprecipitado resultante a una reacción hidrotermal a un pH de
reacción en el intervalo mencionado anteriormente y una temperatura
de aproximadamente 80 a aproximadamente 170ºC, preferentemente de
aproximadamente 100 a aproximadamente 150ºC.
Cuando un compuesto sintético de calcoalumita de
la invención se utiliza como un aditivo para plásticos, es posible,
para mejorar su compatibilidad con resinas, su procesabilidad,
etc., tratarlo en superficie con, al menos, un agente de
tratamiento superficial seleccionado del grupo que consta de ácidos
grasos superiores, tensioactivos aniónicos, ésteres fosfóricos,
silanos, titanatos, agentes de acoplamiento de aluminio y ésteres
de ácidos grasos de alcoholes polihídricos.
Como agente de tratamiento superficial usado
preferentemente pueden mencionarse de forma específica ácidos grasos
superiores como ácido esteárico, ácido oleico, ácido erúcico, ácido
palmítico y ácido laúrico y sales de metales alcalinos de estos
ácidos grasos superiores; ésteres sulfato de alcoholes superiores
como alcohol estearílico y alcohol oleílico; tensioactivos
aniónicos como sales de ésteres sulfato, sales de ésteres sulfato
unidas a amida, sales de sulfonato unidas a éter, sales de
sulfonato unidas a éster, sales de alquilarilsulfonato unidas a
amida y sales de alquilarilsulfonato unidas a éter; mono o diésteres
entre ácido ortofosfórico y alcohol oleílico, alcohol estearílico o
similares, o mezclas de estos ésteres, o sales de metal alcalino o
sus sales de amina; agentes de acoplamiento de silano como
viniletoxisilano,
vinil-tris(2-metoxi-etoxi)silano
y \gamma-aminopropiltrimetoxisilano; agentes de
acoplamiento de titanato como titanato de isopropilo y
triisoestearoilo, titanato de isopropilo y tris(pirofosfato
de dioctilo) y titanato de isopropilo y tridecilbencenosulfonilo;
agentes de acoplamiento de aluminio como diisopropilato de
acetoalcoxialuminio; etc. Como métodos para el tratamiento en
superficie, existe un método húmedo y un método seco. En el método
húmedo, se añade tal agente de tratamiento superficial en estado de
líquido o emulsión para formar una pasta del compuesto sintético de
calcoalumita, y la mezcla se mezcla de forma suficiente con
agitación a una temperatura hasta aproximadamente 100ºC. En el
método seco, se pone el compuesto sintético de calcoalumita en polvo
en un mezclador como un mezclador Henschel, se añade el agente de
tratamiento superficial en estado líquido, de emulsión o sólido y
la mezcla se mezcla de forma suficiente con o sin calefacción. El
agente de tratamiento superficial se usa, preferentemente, en una
cantidad de aproximadamente 0,1 a aproximadamente 15% en peso del
peso del compuesto sintético de calcoalumita.
Esta invención proporciona tales compuestos
sintéticos novedosos de calcoalumita del sistema incoloro que la
superficie del sólido tiene carga positiva, tiene capacidad
específica de intercambio aniónico y puede controlarse su
solubilidad en agua, y los compuestos sintéticos de calcoalumita de
la invención mejorados comparados con los compuestos naturales de
calcoalumita conocidos hasta ahora, tienen mayor valor de
utilización y se pueden esperar sus usos en diversos campos.
La Fig. 1 es un gráfico de medidas de XRD del
compuesto sintético de calcoalumita del Ejemplo 5.
La Fig. 2 muestra las isotermas de adsorción de
un colorante directo (negro de clorazol LF,
C_{35}H_{27}N_{9}Na_{2}O_{7}S_{2}) en los compuestos
sintéticos de calcoalumita del Ejemplo 4, Ejemplo 5 y Ejemplo de
referencia 1 y KW-1100 (hidrotalcita que tiene
capacidad de intercambio aniónico,
Mg_{4,5}Al_{2}(OH)_{13}CO_{3} \cdot
3,5H_{2}O, un artículo comercializado por Kyowa Chemical Industry
Co. Ltd.) (Condiciones de adsorción: tratamiento a 30ºC durante 6
horas).
La Fig. 3 es un gráfico de medidas de XRD de un
producto obtenido tratando el compuesto de calcoalumita del Ejemplo
de referencia 1 de la misma manera que en el Ejemplo 5.
Esta invención se describe adicionalmente de
forma detallada a continuación, basada en los ejemplos.
Se pusieron 600 ml de una disolución acuosa de
sulfato de aluminio de primera calidad de 0,161 mol/L en un
recipiente de 1 L, y se añadieron 4,73 g de óxido de cinc (artículo
comercial) y 14,11 g de hidróxido de magnesio (artículo comercial)
mientras la disolución se agitaba vigorosamente en un mezclador
dinámico a temperatura ambiente. Se agitó la mezcla durante
aproximadamente 30 minutos y el pH de la suspensión de
coprecipitado resultante fue 6,67 (27,1ºC). La suspensión se
transfirió después a un aparato de autoclave de 0,98 L y se sometió
a una reacción hidrotermal a 120ºC durante 4 horas. El pH de la
suspensión después de enfriar era 6,17 (13,7ºC). La suspensión se
filtró después a presión reducida y se lavó la torta con agua, se
lavó con acetona y se secó a 75ºC durante 15 horas. Después de
secarse la torta se molió y se tamizó usando un tamiz de 100
mallas.
Se estableció que el producto era un compuesto de
calcoalumita por medida de difracción de rayos X del polvo (XRD) y
análisis químico.
Los valores del espaciado principal de la red
cristalina (d\ring{A}) se muestran a continuación.
| 8,53\ring{A} | 6,12 | 1,486 | |
| 4,26 | 5,45 | 1,463 | |
| 4,18 | 5,12 | ||
| 7,92 | 4,80 | ||
| 6,73 | 3,06 | ||
| 6,40 | 2,52 |
Una fórmula química determinada por el análisis
químico es como sigue.
Zn_{1,02}Al_{4}(OH)_{12,4}(SO_{4})_{0,82}
\cdot
3,5H_{2}O
Se disolvieron 20 g de hidrogenofosfato de
disodio (Na_{2}HPO_{4} \cdot 12H_{2}O) de primera calidad
en agua desionizada, y después de ajustar el volumen total a 600
ml, se puso la disolución en un recipiente de 1 L y se mantuvo a
una temperatura de 35ºC. Se añadieron 23 g del compuesto sintético
de calcoalumita obtenido en el Ejemplo 1 mientras la disolución era
agitada por un mezclador dinámico, y se sometió la mezcla a
reacción a 35ºC durante 30 minutos. La mezcla de reacción se filtró
a presión reducida y la torta se lavó con agua, se lavó con acetona
y se secó a 75ºC durante 15 horas. Después de secarse la torta se
molió y se tamizó usando un tamiz de 100 mallas.
Se estableció que el producto era un compuesto de
calcoalumita por medida de XRD y análisis químico.
Valores principales de d\ring{A} por medida de
XRD.
| 8,51\ring{A} | 6,13 | 1,486 | |
| 4,26 | 5,46 | 1,463 | |
| 4,18 | 5,12 | ||
| 7,91 | 4,80 | ||
| 6,72 | 3,06 | ||
| 6,40 | 2,52 |
Una fórmula química determinada por el análisis
químico es como sigue.
Zn_{0,88}Al_{4}(OH)_{12,24}(SO_{4})_{0,48}(HPO_{4})_{0,28}
\cdot
2,6H_{2}O
Se disolvieron 11,3 g de cromato de potasio
(K_{2}CrO_{4}) de primera calidad en agua desionizada, y
después de ajustar el volumen total a 600 ml, se puso la disolución
en un recipiente de 1 L y se mantuvo a una temperatura de 35ºC. Se
añadieron 23 g del compuesto sintético de calcoalumita obtenido en
el Ejemplo 1 mientras la disolución era agitada por un mezclador
dinámico, y se sometió la mezcla a reacción a 35ºC durante 30
minutos. La mezcla de reacción se filtró a presión reducida y la
torta se lavó con agua, se lavó con acetona y se secó a 75ºC
durante 15 horas. Después de secarse la torta se molió y se tamizó
usando un tamiz de 100 mallas.
Se estableció que el producto era un compuesto de
calcoalumita por medida de XRD y análisis químico.
Valores principales de d\ring{A} por medida de
XRD.
| 8,54\ring{A} | 6,14 | 1,486 | |
| 4,27 | 5,46 | 1,463 | |
| 4,19 | 5,13 | ||
| 7,92 | 4,80 | ||
| 6,74 | 3,06 | ||
| 6,40 | 2,52 |
Una fórmula química determinada por el análisis
químico es como sigue.
Zn_{0,94}Al_{4}(OH)_{12,12}(SO_{4})_{0,66}(CrO_{4})_{0,20}(CO_{3}
)_{0,02} \cdot
2,2H_{2}O
Se disolvieron 14,4 g de sulfato de cinc
(ZnSO_{4} \cdot 7H_{2}O) de primera calidad y 34,2 g de
sulfato de aluminio (Al_{2}(SO_{4})_{3}) de
primera calidad en agua desionizada, y después de ajustar el
volumen total a 500 ml, la se puso la disolución en un recipiente
de 1 L. Mientras la disolución se agitaba vigorosamente en un
mezclador dinámico se añadieron 177 ml de una disolución 3,4 N de
NaOH de primera calidad a temperatura ambiente y se agitó la mezcla
durante aproximadamente 30 minutos. El pH de la suspensión de
coprecipitado resultante era 6,54 (28ºC). La suspensión se
transfirió después a un aparato de autoclave de 0,98 L y se sometió
a una reacción hidrotermal a 130ºC durante 4 horas. El pH de la
suspensión después de enfriarse era 4,49 (25,3ºC). La suspensión se
filtró a presión reducida y se lavó la torta con agua, se lavó con
acetona y se secó a 75ºC durante 15 horas. Después de secarse la
torta se molió y se tamizó usando un tamiz de 100 mallas.
Se estableció que el producto era un compuesto de
calcoalumita por medida de XRD y análisis químico.
Valores principales de d\ring{A} por medida de
XRD.
| 8,56\ring{A} | 6,14 | 1,486 | |
| 4,27 | 5,47 | 1,463 | |
| 4,19 | 5,13 | ||
| 7,92 | 4,81 | ||
| 6,73 | 3,06 | ||
| 6,40 | 2,52 |
Una fórmula química determinada por el análisis
químico es como sigue.
Zn_{0,88}Al_{4}(OH)_{12}(SO_{4})_{0,88}
\cdot
3,1H_{2}O
Se disolvieron 5,3 g de carbonato de sodio
(Na_{2}CO_{3}) de primera calidad en agua desionizada, y
después de ajustar el volumen total a 600 ml, se puso la disolución
en un recipiente de 1 L y se mantuvo a una temperatura de 35ºC. Se
añadieron 22,6 g del compuesto sintético de calcoalumita obtenido en
el Ejemplo 6 mientras la disolución era agitada por un mezclador
dinámico, y se sometió la mezcla a reacción a 35ºC durante 30
minutos. La mezcla de reacción se filtró a presión reducida y la
torta se lavó con agua, se lavó con acetona y se secó a 75ºC
durante 15 horas. Después de secarse la torta se molió y se tamizó
usando un tamiz de 100 mallas.
Se estableció que el producto era un compuesto de
calcoalumita por medida de XRD y análisis químico. Los resultados de
la medida de XRD se muestran en la Fig 1.
Valores principales de d\ring{A} por medida de
XRD.
| 8,53\ring{A} | 6,13 | 1,486 | |
| 4,26 | 5,46 | 1,463 | |
| 4,18 | 5,12 | ||
| 7,91 | 4,79 | ||
| 6,72 | 3,06 | ||
| 6,40 | 2,52 |
Una fórmula química determinada por el análisis
químico es como sigue.
Zn_{0,82}Al_{4}(OH)_{12,68}(SO_{4})_{0,32}(CO_{3})_{0,16}
\cdot
1,8H_{2}O
Se disolvieron 3,75 g de sulfato de cobre
(CuSO_{4} \cdot 5H_{2}O) de primera calidad, 10,1 g de
sulfato de cinc (ZnSO_{4} \cdot
7H_{2}O) de primera calidad y 34,2 g de sulfato de aluminio (Al_{2}(SO_{4})_{3}) de primera calidad en agua desionizada, el volumen total se ajustó a 500 ml y se puso la disolución en un recipiente de 1 L. Mientras la disolución se agitaba vigorosamente en un mezclador dinámico se añadieron 177 ml de una disolución 3,4 N de NaOH de primera calidad a temperatura ambiente y se agitó la mezcla durante aproximadamente 30 minutos. El pH de la suspensión de coprecipitado resultante era 6,43 (26ºC). La suspensión se transfirió después a un aparato de autoclave de 0,98 L y se sometió a una reacción hidrotermal a 130ºC durante 6 horas. El pH de la suspensión después de enfriarse era 4,51 (27,4ºC). La suspensión se filtró a presión reducida y se lavó la torta con agua, se lavó con acetona y se secó a 75ºC durante 15 horas. Después de secarse la torta se molió y se tamizó usando un tamiz de 100 mallas.
7H_{2}O) de primera calidad y 34,2 g de sulfato de aluminio (Al_{2}(SO_{4})_{3}) de primera calidad en agua desionizada, el volumen total se ajustó a 500 ml y se puso la disolución en un recipiente de 1 L. Mientras la disolución se agitaba vigorosamente en un mezclador dinámico se añadieron 177 ml de una disolución 3,4 N de NaOH de primera calidad a temperatura ambiente y se agitó la mezcla durante aproximadamente 30 minutos. El pH de la suspensión de coprecipitado resultante era 6,43 (26ºC). La suspensión se transfirió después a un aparato de autoclave de 0,98 L y se sometió a una reacción hidrotermal a 130ºC durante 6 horas. El pH de la suspensión después de enfriarse era 4,51 (27,4ºC). La suspensión se filtró a presión reducida y se lavó la torta con agua, se lavó con acetona y se secó a 75ºC durante 15 horas. Después de secarse la torta se molió y se tamizó usando un tamiz de 100 mallas.
Se estableció que el producto era un compuesto de
calcoalumita por medida de XRD y análisis químico.
Valores principales de d\ring{A} por medida de
XRD.
| 8,56\ring{A} | 6,13 | 1,486 | |
| 4,27 | 5,48 | 1,463 | |
| 4,19 | 5,15 | ||
| 7,96 | 4,80 | ||
| 6,74 | 3,06 | ||
| 6,43 | 2,52 |
Una fórmula química determinada por el análisis
químico es como sigue.
(Zn_{0,68}Cu_{0,30})Al_{4}(OH)_{12,44}(SO_{4})_{0,72}(CO_{3})_{0,
04} \cdot
3,2H_{2}O
Se disolvieron 9,2 g de sulfato de cinc
(ZnSO_{4} \cdot 7H_{2}O) de primera calidad, 6,7 g de cloruro
de níquel (NiCl_{2} \cdot 6H_{2}O) de primera calidad y 34,2
g de sulfato de aluminio (Al_{2}(SO_{4})_{3}) de
primera calidad en agua desionizada, el volumen total se ajustó a
500 ml y se puso la disolución en un recipiente de 1 L. Mientras la
disolución se agitaba vigorosamente en un mezclador dinámico se
añadieron 182 ml de una disolución 3,4 N de NaOH de primera calidad
a temperatura ambiente y se agitó la mezcla durante aproximadamente
30 minutos. El pH de la suspensión de coprecipitado resultante era
6,57 (26,5ºC). La suspensión se transfirió después a un aparato de
autoclave de 0,98 L y se sometió a una reacción hidrotermal a 130ºC
durante 12 horas. El pH de la suspensión después de enfriarse era
4,10 (25,7ºC). La suspensión se filtró a presión reducida y se lavó
la torta con agua, se lavó con acetona y se secó a 75ºC durante 15
horas. Después de secarse la torta se molió y se tamizó usando un
tamiz de 100 mallas.
Se estableció que el producto era un compuesto de
calcoalumita por medida de XRD y análisis químico.
Valores principales de d\ring{A} por medida de
XRD.
| 8,58\ring{A} | 6,14 | 1,486 | |
| 4,28 | 5,47 | 1,463 | |
| 4,19 | 5,11 | ||
| 7,94 | 4,82 | ||
| 6,71 | 3,06 | ||
| 6,38 | 2,52 |
Una fórmula química determinada por el análisis
químico es como sigue.
(Zn_{0,62}Ni_{0,52})Al_{4}(OH)_{12,36}(SO_{4})_{0,96}
\cdot
2,9H_{2}O
Se disolvieron 10,1 g de sulfato de cinc
(ZnSO_{4} \cdot 7H_{2}O) de primera calidad, 3,6 g de cloruro
de cobalto (CoCl_{2} \cdot
6H_{2}O) de primera calidad y 34,2 g de sulfato de aluminio (Al_{2}(SO_{4})_{3}) de primera calidad en agua desionizada, el volumen total se ajustó a 500 ml y se puso la disolución en un recipiente de 1 L. Mientras la disolución se agitaba vigorosamente en un mezclador dinámico se añadieron 177 ml de una disolución 3,4 N de NaOH de primera calidad a temperatura ambiente y se agitó la mezcla durante aproximadamente 30 minutos. El pH de la suspensión de coprecipitado resultante era 6,69 (27,3ºC). La suspensión se transfirió después a un aparato de autoclave de 0,98 L y se sometió a una reacción hidrotermal a 130ºC durante 4 horas. El pH de la suspensión después de enfriarse era 4,47 (30ºC). La suspensión se filtró a presión reducida y se lavó la torta con agua, se lavó con acetona y se secó a 75ºC durante 15 horas. Después de secarse la torta se molió y se tamizó usando un tamiz de 100 mallas.
6H_{2}O) de primera calidad y 34,2 g de sulfato de aluminio (Al_{2}(SO_{4})_{3}) de primera calidad en agua desionizada, el volumen total se ajustó a 500 ml y se puso la disolución en un recipiente de 1 L. Mientras la disolución se agitaba vigorosamente en un mezclador dinámico se añadieron 177 ml de una disolución 3,4 N de NaOH de primera calidad a temperatura ambiente y se agitó la mezcla durante aproximadamente 30 minutos. El pH de la suspensión de coprecipitado resultante era 6,69 (27,3ºC). La suspensión se transfirió después a un aparato de autoclave de 0,98 L y se sometió a una reacción hidrotermal a 130ºC durante 4 horas. El pH de la suspensión después de enfriarse era 4,47 (30ºC). La suspensión se filtró a presión reducida y se lavó la torta con agua, se lavó con acetona y se secó a 75ºC durante 15 horas. Después de secarse la torta se molió y se tamizó usando un tamiz de 100 mallas.
Se estableció que el producto era un compuesto de
calcoalumita por medida de XRD y análisis químico.
Valores principales de d\ring{A} por medida de
XRD.
| 8,55\ring{A} | 6,14 | 1,486 | |
| 4,27 | 5,47 | 1,463 | |
| 4,19 | 5,13 | ||
| 7,92 | 4,80 | ||
| 6,73 | 3,06 | ||
| 6,41 | 2,52 |
Una fórmula química determinada por el análisis
químico es como sigue.
(Zn_{0,68}Co_{0,28})Al_{4}(OH)_{12,2}(SO_{4})_{0,86}
\cdot
2,8H_{2}O
Se pusieron 700 ml de una disolución acuosa de
sulfato de aluminio de primera calidad de 0,166 mol/L en un
recipiente de 1 L. Mientras la disolución se agitaba vigorosamente
en un mezclador dinámico se añadieron a temperatura ambiente 4,73 g
de óxido de cinc comercial y 18 g de hidróxido de magnesio
comercial y se agitó la mezcla durante aproximadamente 30 minutos.
El pH de la suspensión de coprecipitado resultante era 6,98
(28,8ºC). La suspensión se transfirió después a un aparato de
autoclave de 0,98 L y se sometió a una reacción hidrotermal a 120ºC
durante 6 horas. El pH de la suspensión después de enfriarse era
6,30. La suspensión se filtró a presión reducida y se lavó la torta
con agua, se lavó con acetona y se secó a 75ºC durante 15 horas.
Después de secarse la torta se molió y se tamizó usando un tamiz de
100 mallas.
Se estableció que el producto era un compuesto de
calcoalumita por medida de XRD y análisis químico.
Valores principales de d\ring{A} por medida de
XRD.
| 8,50\ring{A} | 6,13 | 1,486 | |
| 4,26 | 5,47 | 1,463 | |
| 4,18 | 5,14 | ||
| 7,92 | 4,79 | ||
| 6,74 | 3,06 | ||
| 6,38 | 2,52 |
Una fórmula química determinada por el análisis
químico es como sigue.
(ZnMg_{0,02})Al_{4}(OH)_{12,88}(SO_{4})_{0,58}
\cdot
2,1H_{2}O
Se pusieron 600 ml de una disolución acuosa de
sulfato de aluminio de primera calidad de 0,20 mol/L en un
recipiente de 1 L. Mientras la disolución se agitaba vigorosamente
en un mezclador dinámico se añadieron a temperatura ambiente 24,41 g
de óxido de cinc comercial y se agitó la mezcla durante
aproximadamente 30 minutos. El pH de la suspensión de coprecipitado
resultante era 6,03 (25,1ºC). La suspensión se transfirió después a
un aparato de autoclave de 0,98 L y se sometió a una reacción
hidrotermal a 120ºC durante 4 horas. El pH de la suspensión después
de enfriarse era 4,23 (25,4ºC). La suspensión se filtró a presión
reducida y se lavó la torta con agua, se lavó con acetona y se secó
a 75ºC durante 15 horas. Después de secarse la torta se molió y se
tamizó usando un tamiz de 100
mallas.
mallas.
Se estableció que el producto era un compuesto de
calcoalumita por medida de XRD y análisis químico.
Valores principales de d\ring{A} por medida de
XRD.
| 8,56\ring{A} | 6,11 | 1,486 | |
| 4,72 | 5,48 | 1,463 | |
| 4,18 | 5,12 | ||
| 7,95 | 4,78 | ||
| 6,71 | 3,06 | ||
| 6,40 | 2,52 |
Una fórmula química determinada por el análisis
químico es como sigue.
Zn_{0,34}Al_{4}(OH)_{10,56}(SO_{4})_{1,06}
\cdot
3,6H_{2}O
Se pusieron 600 ml de una disolución acuosa de
sulfato de aluminio de primera calidad de 0,158 mol/L en un
recipiente de 1 L. Mientras la disolución se agitaba vigorosamente
en un mezclador dinámico se añadieron a temperatura ambiente 24,41
g de óxido de cinc comercial y se agitó la mezcla durante
aproximadamente 30 minutos. El pH de la suspensión de coprecipitado
resultante era 6,76 (27,5ºC). La suspensión se transfirió después a
un aparato de autoclave de 0,98 L y se sometió a una reacción
hidrotermal a 120ºC durante 6 horas. El pH de la suspensión después
de enfriarse era 4,86 (22,4ºC). La suspensión se filtró a presión
reducida y se lavó la torta con agua, se lavó con acetona y se secó
a 75ºC durante 15 horas. Después de secarse la torta se molió y se
tamizó usando un tamiz de 100
mallas.
mallas.
Se estableció que el producto era un compuesto de
calcoalumita por medida de XRD y análisis químico.
Valores principales de d\ring{A} por medida de
XRD.
| 8,50\ring{A} | 6,10 | 1,486 | |
| 4,25 | 5,46 | 1,463 | |
| 4,18 | 5,10 | ||
| 7,91 | 4,79 | ||
| 6,70 | 3,06 | ||
| 6,40 | 2,52 |
Una fórmula química determinada por el análisis
químico es como sigue.
Zn_{1,5}Al_{4}(OH)_{12,92}(SO_{4})_{1,04}
\cdot
3H_{2}O
Ya que el pH en la formación de los compuestos de
calcoalumita está en un estado de equilibrio en el lado ácido, su
solubilidad en agua es alta. Por lo tanto, en algunos usos, es
necesario controlar su solubilidad en agua. El control puede
realizarse desplazando parte de los aniones como SO_{4}^{2-} en
un compuesto de calcoalumita, por ejemplo con CO_{3}^{2-} o
similares. Para demostrar esto de forma específica, se compararon
las solubilidades en agua de los compuestos sintéticos de
calcoalumita de la invención obtenidos en los Ejemplos 4 y 5.
Se pusieron 100 ml de agua desionizada y 1,00 g
de una muestra (un compuesto sintético de calcoalumita) en un matraz
Erlenmeyer de 300 ml con tapón esmerilado y el matraz se tapó
firmemente y se sacudió a 30ºC durante 1 hora. El contenido se
separó en sólido y líquido mediante una centrífuga y se recuperó el
sobrenadante. La cantidad (ppm) de iones eluidos en el sobrenadante
se determinó cuantitativamente por un método de análisis de plasma
del tipo combinación de inducción de alta frecuencia.
Los resultados se muestran en la tabla siguiente.
Se observa a partir ellos que su solubilidad en agua se reduce
bastante desplazando parte del SO_{4}^{2-} en el compuesto
sintético de calcoalumita con CO_{3}^{2}.
Se disolvieron sulfato de cinc (ZnSO_{4}
\cdot 7H_{2}O) y sulfato de aluminio, cada uno de first class
grade, en agua desionizada para dar una cantidad adecuada de una
disolución mezclada que contenía 0,16 mol/L de sulfato de cinc y
0,32 mol/L de sulfato de aluminio, y se preparó una cantidad
adecuada de disolución acuosa 3,4 N de hidróxido de sodio. Se
pusieron 500 ml de agua desionizada en un recipiente de reacción
(capacidad: aproximadamente 1 L) del cual podía tomarse de forma
continua una suspensión de reacción, la solución mezclada de
sulfato de cinc y sulfato de aluminio y la disolución de hidróxido
de sodio se vertieron simultáneamente en él con agitación usando
bombas de dosificación y se continuó la reacción durante 3 horas
mientras el pH de la suspensión de reacción se mantenía en 6,02
\pm 0,2 (temperatura del líquido: 32ºC \pm 1ºC). Se filtraron
700 ml de la suspensión de reacción, la torta (coprecipitado) se
lavó con agua y se añadió agua desionizada al coprecipitado para
conseguir un volumen total de 700 ml. La suspensión se transfirió a
un aparato de autoclave de 0,98 L y se sometió a una reacción
hidrotermal a 130ºC durante 4 horas. El pH de la suspensión después
de enfriarse era 4,20 (28ºC). La suspensión se filtró, se lavó la
torta con agua, y la torta y 600 ml de agua desionizada se pusieron
en un recipiente de 1 L, se hizo la suspensión mediante un agitador
y se calentó a 80ºC. Se vertió en la suspensión una disolución
obtenida poniendo 2,4 g de estearato de sodio (pureza: 86%) y 150 ml
de agua desionizada en un recipiente de 200 ml y calentando la
mezcla a aproximadamente 80ºC, y se mantuvo la mezcla a 80ºC
durante 30 minutos. Se filtró la mezcla se lavó la torta con agua y
se secó a 75ºC durante 24 horas, y la sustancia seca se molió y se
tamizó usando una red de acero inoxidable de 100 mallas. El polvo
seco resultante mostraba fuerte hidrofobia, y cuando se ponía en
agua seguido de agitación, no mostraba afinidad por el agua y
flotaba en ella.
Se estableció que el producto era un compuesto de
calcoalumita por medida de XRD y análisis químico.
Valores principales de d\ring{A} por medida de
XRD.
| 8,54\ring{A} | 5,46 | |
| 4,27 | 5,11 | |
| 4,19 | 4,80 | |
| 7,90 | 3,06 | |
| 6,72 | 2,52 | |
| 6,40 | 1,486 | |
| 6,12 | 1,463 |
Una fórmula química determinada por el análisis
químico es como sigue.
Zn_{0,92}Al_{4}(OH)_{12,1}(SO_{4})_{0,87}
\cdot
3,1H_{2}O
(que contiene un 5,3% de ácido esteárico)
Ejemplo de referencia
1
Se disolvieron 12,5 g de sulfato de cobre
(CuSO_{4} \cdot 5H_{2}O) de primera calidad y 34,2 g de
sulfato de aluminio (Al_{2}(SO_{4})_{3}) de
primera calidad en agua desionizada para conseguir el volumen total
de 500 ml. Mientras la disolución se agitaba vigorosamente en un
mezclador dinámico se añadieron 182 ml de una disolución 3,31 N de
NaOH de primera calidad a temperatura ambiente y se agitó la mezcla
durante aproximadamente 20 minutos. El pH de la suspensión de
coprecipitado resultante era 6,53 (27,8ºC). La suspensión se
transfirió después a un aparato de autoclave de 0,98 L y se sometió
a una reacción hidrotermal a 130ºC durante 4 horas. El pH de la
suspensión después de enfriarse era 5,16 (22,9ºC). La suspensión se
filtró a presión reducida y se lavó la torta con agua, se lavó con
acetona y se secó a 75ºC durante 15 horas. Después de secarse la
torta se molió y se tamizó usando un tamiz de 100 mallas.
Se estableció que el producto era un compuesto de
calcoalumita por medida de XRD y análisis químico.
Valores principales de d\ring{A} por medida de
XRD.
| 8,51\ring{A} | 6,11 | 1,486 | |
| 4,25 | 5,45 | 1,463 | |
| 4,18 | 5,11 | ||
| 7,92 | 4,80 | ||
| 6,72 | 3,06 | ||
| 6,40 | 2,52 |
Una fórmula química determinada por el análisis
químico es como sigue.
CuAl_{4}(OH)_{12,36}(SO_{4})_{0,82}
\cdot
2,5H_{2}O
El compuesto de calcoalumita anterior se trató de
la misma forma que en el Ejemplo 5. El gráfico de XRD
(representación de la difracción de rayos X) del producto
resultante se muestra en la Fig. 3. Como es patente en la Fig. 3,
cuando el compuesto de calcoalumita del Ejemplo de referencia 1 se
trató de la misma forma que en el Ejemplo 5, se destruyó su
estructura cristalina. Por otra parte, está claro que cuando el
compuesto de calcoalumita de la invención fue tratado con carbonato
de sodio, se mantuvo su estructura cristalina, como se muestra en
la Fig. 1, y es mucho más estable que el compuesto de calcoalumita
del Ejemplo de referencia 1.
Claims (5)
1. Un compuesto sintético de calcoalumita que
tiene estructura de gibbsita, representado por la fórmula (1)
(1)(Zn_{a-x}{}^{2+}M_{x}{}^{2+})Al_{4}{}^{3+}
(OH) _{b} (A^{n-})_{c} \cdot
mH_{2}O
en la
que
M^{2+} representa, al menos, uno entre Cu, Ni,
Co y Mg,
a satisface que 0,3 < a < 2,0,
x satisface que 0 \leq x < 1,0, a condición
de que x < a,
b satisface que 10 < b < 14,
A^{n-} representa uno o dos seleccionados entre
SO_{4}^{2-}, HPO_{4}^{2-}, CO_{3}^{2-},
CrO_{4}^{2-}, SiO_{3}^{2-}, SO_{3}^{2-},
NO_{3}^{-}, OH^{-} y Cl^{-},
c satisface que 0,4 < c < 2,0 y
m representa un número de 1 a 4,
y en la que se detecta una línea de difracción
del compuesto en torno a 2\theta (raya K_{a} del Cu ) = 62,4 a
62,6º por el método de XRD.
2. El compuesto sintético de calcoalumita según
la reivindicación 1, en el que el compuesto sintético de
calcoalumita de fórmula (1) según la reivindicación 1 se trata en
superficie con al menos un agente de tratamiento superficial
seleccionado del grupo que consta de ácidos grasos superiores,
tensioactivos aniónicos, ésteres fosfóricos, silanos, titanatos y
agentes de acoplamiento de aluminio.
3. Un procedimiento para producir un compuesto
sintético de calcoalumita según la reivindicación 1, que comprende
someter una sal de aluminio soluble en agua, un compuesto de cinc
que es soluble en agua en el intervalo de pH de aproximadamente 4 a
aproximadamente 7, y si es necesario, un compuesto de uno o más
elementos seleccionados entre Ni, Cu, Co y Mg, compuesto que es
soluble en agua en el intervalo de pH de aproximadamente 4 a
aproximadamente 7, para la reacción de coprecipitación a un pH de
reacción de aproximadamente 4 a aproximadamente 7 y una temperatura
de aproximadamente 10 a aproximadamente 50ºC, y sometiendo después
el coprecipitado a una reacción hidrotermal a un pH de reacción en
el intervalo mencionado anteriormente y una temperatura de
aproximadamente 80 a aproximadamente 170ºC.
4. Un procedimiento para producir un compuesto
sintético de calcoalumita según la reivindicación 1, que comprende
producir un compuesto de calcoalumita de la fórmula (1) según la
reivindicación 1, en la que A^{n-} es SO_{4}^{2-}, y
desplazar después parte del SO_{4}^{2-} del compuesto con un
anión seleccionado entre, HPO_{4}^{2-}, CO_{3}^{2-},
CrO_{4}^{2-}, SiO_{3}^{2-}, SO_{3}^{2-},
NO_{3}^{-}, OH^{-} y Cl^{-}.
5. Un procedimiento para producir un compuesto
sintético de calcoalumita según la reivindicación 1, que comprende
hacer reaccionar una disolución acuosa de sulfatos, nitratos o
cloruros de uno o más elementos seleccionados entre Zn, Ni, Cu, Co,
Mg y Al con uno o más compuestos seleccionados entre amoniaco,
hidróxido de sodio, hidróxido de potasio, hidróxido de magnesio,
óxido de magnesio, aluminato de sodio y óxido de cinc, a un pH de
reacción de aproximadamente 4 a aproximadamente 7 y una temperatura
de aproximadamente 80 a aproximadamente 170ºC durante
aproximadamente 1 a aproximadamente 24 horas.
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