ES2338981A1 - Material bifuncional absorbente-adsorbente obtenido a partir de lodos de destintado de papel, procedimiento de obtencion y uso. - Google Patents
Material bifuncional absorbente-adsorbente obtenido a partir de lodos de destintado de papel, procedimiento de obtencion y uso. Download PDFInfo
- Publication number
- ES2338981A1 ES2338981A1 ES201030101A ES201030101A ES2338981A1 ES 2338981 A1 ES2338981 A1 ES 2338981A1 ES 201030101 A ES201030101 A ES 201030101A ES 201030101 A ES201030101 A ES 201030101A ES 2338981 A1 ES2338981 A1 ES 2338981A1
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- adsorbent
- absorbent
- sludge
- calcination
- paper
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 82
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 239000010802 sludge Substances 0.000 title claims abstract description 19
- 230000001588 bifunctional effect Effects 0.000 title claims abstract description 8
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 title claims description 18
- 230000008569 process Effects 0.000 title abstract description 8
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 16
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims abstract description 11
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 claims abstract description 7
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 claims abstract description 7
- RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N Sulphur dioxide Chemical compound O=S=O RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 claims description 12
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 claims description 11
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims description 10
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 10
- 239000003245 coal Substances 0.000 claims description 8
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 claims description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 6
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N Nitrous Oxide Chemical class [O-][N+]#N GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims description 2
- 238000005202 decontamination Methods 0.000 claims description 2
- 230000003588 decontaminative effect Effects 0.000 claims description 2
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 claims description 2
- 229910000037 hydrogen sulfide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000003801 milling Methods 0.000 claims description 2
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 claims description 2
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 claims description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 15
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 abstract description 13
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 12
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 abstract description 12
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 12
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 abstract description 10
- 239000002761 deinking Substances 0.000 abstract description 2
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 abstract description 2
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 abstract 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 abstract 1
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 43
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 23
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 18
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 15
- 239000002775 capsule Substances 0.000 description 14
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 7
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 7
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 7
- 230000004584 weight gain Effects 0.000 description 7
- 235000019786 weight gain Nutrition 0.000 description 7
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 6
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 6
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 6
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 5
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 4
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 4
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 3
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000976 ink Substances 0.000 description 3
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 3
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 2
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate Chemical compound [Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 2
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 2
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 2
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 2
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 2
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 2
- 238000002076 thermal analysis method Methods 0.000 description 2
- 239000005995 Aluminium silicate Substances 0.000 description 1
- 229910021532 Calcite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920003043 Cellulose fiber Polymers 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 235000012211 aluminium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- YPSVSPBXPRTRQF-UHFFFAOYSA-N calcium;oxygen(2-);hydrate Chemical class O.[O-2].[Ca+2] YPSVSPBXPRTRQF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002090 carbon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 239000012612 commercial material Substances 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 description 1
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 1
- 239000008267 milk Substances 0.000 description 1
- 210000004080 milk Anatomy 0.000 description 1
- 235000013336 milk Nutrition 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 239000010819 recyclable waste Substances 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000002336 sorption--desorption measurement Methods 0.000 description 1
- XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N sulfur monoxide Chemical class S=O XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052815 sulfur oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000454 talc Substances 0.000 description 1
- 229910052623 talc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 235000013311 vegetables Nutrition 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
- C01B32/30—Active carbon
-
- C01B31/08—
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F11/00—Treatment of sludge; Devices therefor
- C02F11/18—Treatment of sludge; Devices therefor by thermal conditioning
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
- D21C11/00—Regeneration of pulp liquors or effluent waste waters
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
Abstract
La presente invención describe un material bifuncional obtenido a partir de lodos de destintado de papel de la industria papelera, con características adsorbentes gracias a la presencia de carbón activo, absorbentes y neutralizantes gracias a la presencia de óxido de calcio. El proceso de obtención parte de la pirólisis de los lodos de destintado producidos en el proceso de fabricación de papel prensa a partir de papel reciclado. La invención incluye el uso del material bifuncional en la depuración y/o neutralización de corrientes líquidas o gaseosas de carácter ácido, y en particular aplicado al control de la contaminación ambiental
Description
Material bifuncional
absorbente-adsorbente obtenido a partir de lodos de
destintado de papel, procedimiento de obtención y uso.
La invención se enmarca en el campo de la
valorización de residuos procedentes de la industria papelera
obtenidos durante el reciclado de papel, para su uso en la
depuración y/o neutralización de corrientes ácidas gaseosas o
líquidas y control de la contaminación ambiental.
La mayoría del papel que se recicla está impreso
al menos por una de las caras; si el material recuperado va a
utilizarse como material de partida en un proceso de fabricación de
papel es necesario separar el residuo de tinta de las fibras
celulósicas. En caso contrario el material fibroso sería en general
inaceptablemente oscuro.
Una operación de destintado típica convierte
aproximadamente el 85% del papel reciclado en pulpa y el 15%
remanente constituye los lodos de destintado. El procesamiento y
eliminación de los lodos de destintado procedentes de una planta de
producción de papel reciclado supone un problema actual para la
industria química, ya que los costes de eliminación de los lodos
continúan incrementándose.
Por otro lado, las emisiones a la atmósfera de
gases ácidos tales como óxidos de azufre y óxidos de nitrógeno,
procedentes de los combustibles fósiles empleados en plantas
productoras de electricidad, automoción, etc, están cada vez más
reguladas por la legislación nacional e internacional por sus
riesgos para la salud humana y el medio ambiente. Por tanto, para
cumplir con la normativa medioambiental es necesaria la depuración
de corrientes residuales que eliminen estos compuestos nocivos.
Los lodos de destintado producidos en la
fabricación de papel prensa a partir de papel reciclado presentan un
contenido de agua en torno a un 40% (entre 35 y 45%), materia
orgánica en base seca en torno a un 45% (entre 40% y 58%),
mayoritariamente celulosa que es un material de origen vegetal
altamente poroso, y carbonato cálcico en base seca en torno a un 30%
(entre 10% y 50%), además de pequeñas cantidadades de otras
sustancias inorgánicas tales como caolín, talco, sulfato de calcio o
dióxido de titanio y un pequeño resto de compuestos orgánicos y
metales pesados que le da el color oscuro. Presenta un pH de
aproximadamente 8 (entre 7,5 y 8,2). Este efluente de la planta de
producción constituye un residuo debido a su color oscuro originado
por el alto contenido en tinta que lo inutiliza para la fabricación
de papel prensa.
La literatura de patentes describe usos diversos
para residuos procedentes de las industrias papeleras y de reciclado
de papel. La patente US 3862909 describe la combustión y pirólisis
en un reactor de lecho fluidizado de residuos acuosos procedentes de
la industria de fabricación de papel para producir carbón activo. Se
diferencia de la presente invención en que la materia prima carece
de carbonato de calcio, por lo que el carbón activo obtenido no
contiene óxido de calcio y no presenta carácter absorbente ni
neutralizante.
La patente JP2005350292 describe la pirólisis de
materiales que contienen celulosa tales como papel usado reciclable
o mezclas del mismo con pasta de papel y fibras vegetales, para
obtener un material adsorbente carbonizado que se utiliza para la
adsorción de sustancias tóxicas o con mal olor. Se diferencia de la
presente invención en que el material presenta un contenido en
carbono superior al 90% por lo que puede ser adsorbente pero no
presenta carácter básico por lo que no puede comportarse como
absorbente ni como neutralizante.
La patente ES 2282056 describe la transformación
de lodos de destintado procedentes de la industria papelera en un
material adsorbente de carbono y su posterior utilización para la
eliminación de metales pesados en aguas contaminadas. Se diferencia
de la presente invención en que el material adsorbente no contiene
óxido de calcio. La presencia de óxido de calcio redunda en una
mejora sustancial del carácter adsorbente, absorbente y
neutralizante del material de la presente invención respecto al
obtenido a temperaturas de pirólisis inferiores, tal y como se pone
de manifiesto posteriormente en el Ejemplo 4.
El problema de la técnica, por tanto, es
encontrar un material de bajo coste que permita depurar las
corrientes ácidas gaseosas o líquidas que son vertidas como material
residual de procesos industriales. La solución que propone la
presente invención es un material bifuncional adsorbente -
absorbente obtenido a partir de lodos de destintado de papel, con
presencia de carbón activo y óxido de calcio como principios
activos.
La invención es un material bifuncional
absorbente-adsorbente obtenido a partir de lodos de
destintado de papel, que comprende carbón activo con estructura
amorfa en un porcentaje de entre 50 y 55%, óxido de calcio en un
porcentaje de entre 45 y 50%, y que presenta una superficie
específica de al menos 250 m^{2}/g.
\newpage
La doble funcionalidad del material de la
invención le confiere una alta eficacia en la purificación y/o
neutralización de corrientes ácidas: por un lado, la elevada
capacidad de adsorción del carbón activo y por otro lado las
características absorbentes y neutralizantes debido a la presencia
del óxido de calcio. Esta doble funcionalidad del material se
origina durante el propio proceso de preparación del mismo, dando
lugar a un material donde el óxido de calcio presenta una alta
dispersión en el seno del carbón activo.
Otra realización de la invención es el
procedimiento de obtención de dicho material bifuncional que
comprende la desecación de los lodos de destintado y la calcinación
de dichos lodos desecados en atmósfera dinámica inerte a una
temperatura de al menos 750ºC. Una realización preferente es que
dicha calcinación se realice en atmósfera dinámica reductora. Esta
atmósfera inerte o reductora puede ser por ejemplo atmósfera de
nitrógeno (N_{2}) o de formingas (5,2% H_{2}/94,8% N_{2}), y
tiene el objeto de evitar los procesos de combustión de la materia
orgánica presente en la muestra produciéndose la pirólisis de la
misma.
En los procesos térmicos asociados a la
preparación del material de la invención en atmósfera inerte de
nitrógeno o reductora mezcla de hidrógeno/nitrógeno (Figs. 1 y 2
respectivamente), se identifican tres etapas principales de pérdida
de peso: una primera debida a la eliminación de humedad (pérdida
aproximada del 3%), una segunda etapa debido a la pirólisis de la
materia orgánica (pérdida aproximada del 37%) y una tercera debida a
la descomposición del carbonato de calcio para dar óxido de calcio
(pérdida aproximada del 16%). Esta tercera etapa habrá concluido
totalmente a una temperatura de 750ºC.
La alta porosidad del material carbonoso amorfo
producido (Fig. 3) es debida a las fibras de celulosa. La desecación
previa de los lodos de partida se consigue por ejemplo en estufa a
120ºC durante 24 h. De esta forma se pueden expresar los resultados
del análisis de la muestra en base seca. Posteriormente, en la
calcinación en atmósfera dinámica inerte a temperatura de 750ºC se
produce la pirólisis de la materia orgánica y la descomposición
térmica de la calcita para originar el óxido de calcio. Una
realización preferente de la presente invención es que dicho
tratamiento térmico se realice en un horno tubular.
Otra realización preferente es que dicho
procedimiento comprenda además un paso de molienda previo a dicha
calcinación. Esta molienda puede efectuarse en un molino de bolas
centrífugo y el resultado será un material de partida con menor
tamaño de partícula y homogéneo, sin grumos ni aglomerados.
La elevada superficie específica del material de
la invención lo hace idoneo como adsorbente. Otra característica
importante es su carácter básico debido al óxido de calcio que
contiene. El óxido de calcio se hidrata fácilmente, con
desprendimiento de calor, produciendo hidróxido de calcio también de
carácter básico. Tanto el óxido de calcio como el hidróxido de
calcio se utilizan como agentes neutralizantes. De modo que una
realización más es el uso del material de la presente invención como
adsorbente y/o absorbente y neutralizante en la depuración de
corrientes gaseosas de carácter ácido. Y una realización preferente
es el tratamiento de corrientes gaseosas de carácter ácido habiendo
saturado previamente el material con vapor de agua. La realización
más preferente es el uso del material de la invención como
descontaminante de corrientes gaseosas que contienen al menos un
contaminante seleccionado entre ácido sulfhídrico, dióxido de azufre
y/u óxidos nitrosos.
En esta solicitud se entiende por
"depuración" aquel proceso de eliminación de compuestos no
deseados de una corriente líquida o gaseosa por adsorción de los
mismos sobre una superficie sólida adsorbente de gran superficie
específica.
En esta solicitud se entiende por
"neutralización" aquel proceso en el que se disminuye la acidez
de una corriente líquida o gaseosa por reacción química de los
compuestos ácidos de la corriente al ser absorbidos en un material
que presente carácter básico.
Otra realización de la presente invención es el
uso de dicho material como adsorbente y/o absorbente y neutralizante
en la neutralización de corrientes líquidas de carácter ácido.
También es posible realizar mezclas por procedimientos manuales del
producto con agua con los usos habituales de las lechadas de cal
como agente de neutralización de vertidos líquidos ácidos; se
formaría hidróxido de calcio o "cal apagada". De modo que una
realización preferente es dicho uso habiendo mezclado previamente el
material con agua. Otra realización más preferente aún es cualquiera
de estos usos para el tratamiento de vertidos residuales
líquidos.
El material de la presente invención puede
aplicarse en la descontaminación de corrientes líquidas o gaseosas
en forma de cartuchos rellenos a intercalar en las conducciones de
líquidos o gases residuales procedentes de procesos industriales
diversos, por ejemplo campanas de extracción. Otra realización más
es por tanto un dispositivo poroso para ser colocado dentro de
tuberías de transporte de corrientes ácidas líquidas o gaseosas,
caracterizado porque comprende el material de la invención.
Una ventaja adicional del material de la
invención es que no existirán posibles problemas futuros de
lixiviación y contaminación por el material utilizado al quedar
fuera de uso, porque los metales pesados procedentes de las tintas y
del proceso de impresión presentes en estos lodos quedan fijados a
la materia carbonosa.
Una muestra de 50 gramos de lodo de destintado
seco procedente del reciclado de papel se sometió a desecación en
estufa a 120ºC durante 24 horas. Una vez deshidratado el material
resultante se molió en un molino de bolas centrífugo (Retsch S100)
con el fin de obtener una muestra con tamaño de partícula inferior a
1 milímetro y homogéneo sin los grumos y aglomerados originales
presentes en la muestra. Posteriormente se seleccionaron 0,5 gramos
de muestra en una cápsula cerámica de capacidad 2 mililitros que se
introdujo en un horno tubular eléctrico
(HLT-18.5/14) para su calcinación. El lodo de
destintado seco y molido se sometió a calentamiento en atmósfera
dinámica inerte haciendo pasar un flujo de gas nitrógeno (99,99% de
pureza) a través del tubo del horno tubular con una velocidad de
calentamiento de 5ºC/min y hasta alcanzar una temperatura de la
muestra de 750ºC. La temperatura se mantuvo constante a 750ºC
durante 1 hora. Finalmente se dejó enfriar el horno en la corriente
de nitrógeno hasta temperatura ambiente, obteniéndose 0,22 gramos de
material de aspecto pulverulento y de color negro.
Una muestra de 50 gramos de lodo de destintado
seco procedente del reciclado de papel se sometió a desecación en
estufa a 120ºC durante 24 horas. Una vez deshidratado el material
resultante se molió en un molino de bolas centrífugo (Retsch S100)
con el fin de obtener una muestra con tamaño de partícula inferior a
1 milímetro y homogéneo sin los grumos y aglomerados originales
presentes en la muestra. A partir de esta muestra desecada y molida
se llevaron a cabo dos preparaciones en termobalanza, denominadas A
y B. A constituyó un ejemplo de preparación del material objeto de
la presente invención, y B constituyó un ejemplo de preparación de
un material utilizando una temperatura de pirólisis inferior, de
550ºC, tal y como se detalla a continuación.
Preparación A: se dispusieron 20,784 mg
de la muestra desecada y molida en una cápsula de platino que se
situó en una termobalanza (SDT Q600, TA Instrument). La cápsula
vacía fue previamente tarada en la termobalanza en flujo dinámico de
nitrógeno (99.999% de pureza). La muestra se sometió a un
calentamiento controlado en atmósfera dinámica inerte de nitrógeno
(99.999% de pureza), con una velocidad de calentamiento de 15ºC/min
hasta 850ºC, de forma que se obtienen
"in-situ" en la termobalanza una
cantidad de 8,843 mg del material objeto de la presente invención.
Se enfrió el material así obtenido en la corriente de nitrógeno
hasta alcanzar 100ºC.
Preparación B: se dispusieron 18,067 mg
de la muestra desecada y molida en una cápsula de platino que se
situó en una termobalanza (SDT Q600, TA Instrument). La cápsula
vacía fue previamente tarada en la termobalanza en flujo dinámico de
nitrógeno (99.999% de pureza). La muestra se sometió a un
calentamiento controlado en atmósfera dinámica inerte de nitrógeno
(99.999% de pureza), con una velocidad de calentamiento de 15ºC/min
hasta 550ºC, de forma que se obtuvieron
"in-situ" en la termobalanza una
cantidad de 11,246 mg de la preparación B. Se enfrió el material así
obtenido en la corriente de nitrógeno hasta alcanzar 100ºC.
El material de la invención obtenido "in
situ" en la termobalanza y enfriado en corriente de nitrógeno
hasta 100ºC según el procedimiento descrito en el Ejemplo 2
(preparación A) se puso en contacto a esta temperatura en la propia
cápsula de Platino situada en la termobalanza en la que se ha
llevado a cabo la síntesis con una corriente gaseosa que contenía
dióxido de azufre a una concentración de SO_{2} de 2608 ppm (resto
nitrógeno). En estas condiciones, se registró en termobalanza el
aumento de peso del material originado por la
adsorción-absorción de SO_{2}, que resultó ser de
30,96 miligramos de SO_{2} por cada miligramo del material de la
invención sintetizado en atmósfera dinámica inerte en la
termobalanza.
El material de la preparación B obtenido
"in situ" en la termobalanza y enfriado en corriente de
nitrógeno hasta 100ºC según el procedimiento descrito en el Ejemplo
2 (preparación B) se puso en contacto a esta temperatura en la
propia cápsula de Platino situada en la termobalanza en la que se ha
llevado a cabo la síntesis con una corriente gaseosa que contenía
dióxido de azufre a una concentración de SO_{2} de 2608 ppm (resto
nitrógeno). En estas condiciones, se registró en termobalanza el
aumento de peso del material originado por la
adsorción-absorción de SO_{2}, que resultó ser de
1,20 miligramos de SO_{2} por cada miligramo del material de la
preparación B sintetizado en atmósfera dinámica inerte en la
termobalanza hasta una temperatura de pirólisis de 550ºC. Los
resultados se representan en la fig. 4.
Se dispusieron 13,749 miligramos de carbón
activo comercial (Panreac), previamente desecado a 110ºC durante 24
horas, en una cápsula de platino que se situó en termobalanza (SDT
Q600, TA Instrument). La cápsula vacía había sido previamente tarada
en la termobalanza en flujo dinámico de nitrógeno (99,99% de
pureza). La muestra de carbón activo comercial se sometió a un
calentamiento controlado en atmósfera dinámica inerte de nitrógeno
(99,99% de pureza) con una velocidad de calentamiento de 15ºC/min
hasta 100ºC, para obtener un peso de carbón activo comercial seco de
13,398 miligramos. A esta temperatura y en la propia cápsula
introducida en la termobalanza en la que se ha llevado a cabo el
secado del carbón se puso en contacto este carbón con una corriente
gaseosa que contenía dióxido de azufre a una concentración de
SO_{2} de 2608 ppm (resto nitrógeno). En estas condiciones, se
registró en la termobalanza el aumento de peso de la muestra del
carbón activo comercial seco originado por la adsorción de SO_{2},
que resultó ser de 4,47 miligramos de SO_{2} por gramo de carbón
activo comercial seco. En la fig. 5 se representan estos datos.
Se observa cómo el material de la presente
invención sintetizado en atmósfera inerte presentó mayor capacidad
de retención de SO_{2} que el carbón comercial en las mismas
condiciones de ensayo; y mucha mayor capacidad de retención que el
material de la preparación B, en el que la temperatura de pirólisis
empleada (550ºC) es insuficiente para alcanzar unas características
adsorbentes y/o absorbentes y neutralizantes del dióxido de azufre
equiparables a las del material de la presente invención.
Una muestra de 50 gramos de lodo de destintado
seco procedente del reciclado de papel se sometió a desecación en
estufa a 120ºC durante 24 h. Una vez deshidratado el material
resultante se molió en un molino de bolas centrífugo (Retsch S100)
con el fin de obtener una muestra homogénea con tamaño de partícula
inferior a 1 milímetro sin los grumos y aglomerados originales
presentes en la muestra. Posteriormente se seleccionaron 0,5 gramos
de muestra en una cápsula cerámica de 2 mililitros de capacidad que
se introdujo en un horno tubular eléctrico
(HLT-18.5/14) para su calcinación. El lodo de
destintado seco y molido se sometió a un proceso de calentamiento en
atmósfera dinámica reductora haciendo pasar un flujo de gas de
mezcla hidrógeno-nitrógeno (5% volumen de H2, 95%
N_{2}) a través del tubo del horno tubular con una velocidad de
calentamiento de 5ºC/min y hasta alcanzar una temperatura de la
muestra de 750ºC. La temperatura se mantuvo constante a 750ºC
durante 1 hora. Finalmente se dejó enfriar el horno en la corriente
reductora hasta temperatura ambiente, obteniéndose 0,22 gramos de
material de aspecto pulverulento y de color negro.
Una muestra de 50 gramos de lodo de destintado
seco procedente del reciclado de papel se sometió a desecación en
estufa a 120ºC durante 24 h. Una vez deshidratado el material
resultante se molió en un molino de bolas centrífugo (Retsch S100)
con el fin de obtener una muestra con tamaño de partícula inferior a
1 milímetro y homogéneo sin los grumos y aglomerados originales
presentes en la muestra. Posteriormente se dispusieron 24,58
miligramos de esta muestra desecada y molida en una cápsula de
platino que se sitúa en una termobalanza (SDT Q600, TA Instrument).
La cápsula vacía fue previamente tarada en la termobalanza en flujo
dinámico de gas de mezcla hidrógeno-nitrógeno (5%
volumen de H_{2}, 95% N_{2}). La muestra se sometió a un
calentamiento controlado en atmósfera dinámica inerte reductora de
gas de mezcla hidrógeno-nitrógeno de la composición
anterior, con una velocidad de calentamiento de 15ºC/min hasta
850ºC, de forma que se obtuvieron
"in-situ" en la termobalanza una
cantidad de 10,90 miligramos de material. Se enfrió el material
obtenido en la corriente de gas de mezcla
hidrógeno-nitrógeno de la citada composición hasta
alcanzar 100ºC.
El material obtenido "in situ" y
enfriado en corriente de gas de mezcla
hidrógeno-nitrógeno hasta 100ºC según el
procedimiento descrito en el Ejemplo 7 se puso en contacto a esta
temperatura en la propia cápsula de Platino situada en la
termobalanza en la que se ha llevado a cabo la síntesis con una
corriente gaseosa que contiene dióxido de azufre a una concentración
de SO_{2} de 2608 ppm (resto nitrógeno). En estas condiciones, se
registró en la termobalanza el aumento de peso del material
originado por la adsorción-absorción de SO_{2},
que resultó ser de 26,81 miligramos de SO_{2} por cada miligramo
del material objeto de la presente invención sintetizado en
atmósfera dinámica inerte reductora en la termobalanza (Fig. 6).
Figura 1: Diagrama de análisis térmico
gravimétrico y su derivada obtenido a una velocidad de calentamiento
de 15ºC/min y atmósfera inerte por corriente de Nitrógeno de una
muestra de lodos de destintado seco (120ºC durante 24 horas) y
molido.
Figura 2: Diagrama de análisis térmico
gravimétrico y su derivada obtenido a una velocidad de calentamiento
de 15ºC/min y atmósfera reductora por corriente de formingas
H_{2}/N_{2} (5% volumen de H_{2}) de una muestra de lodos de
destintado seco (120ºC durante 24 horas) y molido.
Figura 3: Distribución de tamaños de poro del
material adsorbente-absorbente de la presente
invención. Se ha realizado mediante
adsorción-desorción de N_{2} a la temperatura del
N_{2} líquido para la determinación de la superficie específica,
volumen de poro y distribución de tamaños de poro. El material
preparado presenta una superficie específica de 275 m^{2}/g y un
volumen de poro de 0,215 cm^{3}/g.
Figura 4: Aumento de peso del material obtenido
en atmósfera inerte en la preparación B del ejemplo 2 (línea a: 1,20
mg SO_{2} retenidos/g material preparación B) y del material
objeto de la presente invención sintetizado en atmósfera inerte
(línea b: 30,96 mg SO_{2} retenidos/g material invención) debido a
la absorción-adsorción de SO_{2} de una corriente
gaseosa.
Figura 5: Aumento de peso de la muestra de
carbón comercial (línea a: 4,47 mg SO_{2} retenidos/g carbón
comercial) y del material objeto de la presente invención
sintetizado en atmósfera inerte (línea b: 30,96 mg SO_{2}
retenidos/g material invención) debido a la
absorción-adsorción de SO_{2} de una corriente
gaseosa.
Figura 6: Aumento de peso de la muestra de
carbón comercial (línea a: 4,47 mg SO_{2} retenidos/g carbón
comercial) y del material objeto de la presente invención
sintetizado en atmósfera reductora (línea b: 26,81 mg SO_{2}
retenidos/g material invención) debido a la
absorción-adsorción de SO_{2} de una corriente
gaseosa.
Claims (12)
1. Material bifuncional
absorbente-adsorbente obtenido a partir de lodos de
destintado de papel, que comprende:
- -
- carbón activo con estructura amorfa en un porcentaje de entre 50 y 55%,
- -
- óxido de calcio en un porcentaje de entre 45 y 50%,
y que presenta una superficie específica de al
menos 250 m^{2}/g.
2. Procedimiento de obtención del material según
la reivindicación 1, que comprende:
- -
- desecación de los lodos de destintado, y
- -
- calcinación de dichos lodos desecados en atmósfera dinámica inerte a una temperatura de al menos 750ºC.
3. Procedimiento según la reivindicación 2, en
el que dicha calcinación se realiza en atmósfera dinámica
reductora.
4. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 2 ó 3, que incluye un paso de molienda previo a
dicha calcinación.
5. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 2 a 4, en el que dicha calcinación se realiza en
horno tubular.
6. Uso del material según la reivindicación 1,
como adsorbente y/o absorbente y neutralizante en la depuración y/o
neutralización de corrientes gaseosas de carácter ácido.
7. Uso según la reivindicación 6, en el que
dicha depuración y/o neutralización comprende el paso previo de
saturar dicho material con vapor de agua.
8. Uso del material según la reivindicación 1,
como adsorbente y/o absorbente y neutralizante en la
descontaminación de corrientes gaseosas que contienen al menos un
contaminante seleccionado entre ácido sulfhídrico, dióxido de azufre
y/u óxidos nitrosos.
9. Uso del material según la reivindicación 1,
como adsorbente y/o absorbente y neutralizante de corrientes
líquidas de carácter ácido.
10. Uso según la reivindicación 9, en el que
dicho material se mezcla previamente con agua.
11. Uso según las reivindicaciones 9 ó 10, en el
que dicha corriente líquida es un vertido residual líquido.
12. Un dispositivo poroso para ser colocado
dentro de compartimentos o tuberías de transporte de corrientes
ácidas líquidas o gaseosas, caracterizado por que comprende
el material según la reivindicación 1.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES201030101A ES2338981B2 (es) | 2010-01-27 | 2010-01-27 | Material bifuncional absorbente-adsorbente obtenido a partir de lodos de destintado de papel, procedimiento de obtencion y uso. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES201030101A ES2338981B2 (es) | 2010-01-27 | 2010-01-27 | Material bifuncional absorbente-adsorbente obtenido a partir de lodos de destintado de papel, procedimiento de obtencion y uso. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2338981A1 true ES2338981A1 (es) | 2010-05-13 |
| ES2338981B2 ES2338981B2 (es) | 2010-09-23 |
Family
ID=42123203
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES201030101A Active ES2338981B2 (es) | 2010-01-27 | 2010-01-27 | Material bifuncional absorbente-adsorbente obtenido a partir de lodos de destintado de papel, procedimiento de obtencion y uso. |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| ES (1) | ES2338981B2 (es) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ES2420082A1 (es) * | 2012-02-16 | 2013-08-21 | Desarrollo Y Operaciones De Valorización, S.L. | Combustible sólido en forma de pellets, pastillas o briquetas, elaborado a partir de lodos de destintado procedentes del reciclado de papel, con adición de hidrocarburos |
| CN106315580A (zh) * | 2016-08-22 | 2017-01-11 | 天津科技大学 | 一种以脱墨污泥为原料的活性炭制备方法 |
| CN106390997A (zh) * | 2016-09-28 | 2017-02-15 | 广州凯耀资产管理有限公司 | 一种汽车尾气净化催化剂及其制备方法和运用 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005350292A (ja) * | 2004-06-09 | 2005-12-22 | Suden:Kk | 繊維状多孔質炭化物及びその製法 |
| ES2282056A1 (es) * | 2007-06-01 | 2007-10-01 | Universidad Politecnica De Madrid | Utilizacion de lodos de destinado procedentes de la industria papelera para eliminacion de metales pesados en disolucion acuosa. |
-
2010
- 2010-01-27 ES ES201030101A patent/ES2338981B2/es active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005350292A (ja) * | 2004-06-09 | 2005-12-22 | Suden:Kk | 繊維状多孔質炭化物及びその製法 |
| ES2282056A1 (es) * | 2007-06-01 | 2007-10-01 | Universidad Politecnica De Madrid | Utilizacion de lodos de destinado procedentes de la industria papelera para eliminacion de metales pesados en disolucion acuosa. |
Non-Patent Citations (9)
| Title |
|---|
| HOJAMBERDIEV, M. et al. "{}Preparation and sorption properties of materials from paper sludge"{} Journal of Hazardous Materials, 20.06.2007, Vol. 151 Páginas 710-719; apartados 1, 2.1, 3.1 y 4, tabla 1 y figura 2. * |
| HOJAMBERDIEV, M. et al. "Preparation and sorption properties of materials from paper sludge" Journal of Hazardous Materials, 20.06.2007, Vol. 151 Páginas 710-719; apartados 1, 2.1, 3.1 y 4, tabla 1 y figura 2. * |
| KHALILI, N.R. et al. "{}Production of micro- and mesoporous activated carbon from paper mill sludge. Effect of zinc chloride activation"{} Carbon, 01.01.2000, Vol. 38 Páginas 1905-1915; apartados 1 y 2.1. * |
| KHALILI, N.R. et al. "Production of micro- and mesoporous activated carbon from paper mill sludge. Effect of zinc chloride activation" Carbon, 01.01.2000, Vol. 38 Páginas 1905-1915; apartados 1 y 2.1. * |
| MÉNDEZ, A. et al. "{}Adsorbent materials from paper industry waste materials and their use in Cu (II) removal from water"{} Journal of Hazardous Materials, 01.11.2008, Vol. 165 Páginas 736-743; apartados 2 y 3, figura 4, tabla 5. * |
| MÉNDEZ, A. et al. "Adsorbent materials from paper industry waste materials and their use in Cu (II) removal from water" Journal of Hazardous Materials, 01.11.2008, Vol. 165 Páginas 736-743; apartados 2 y 3, figura 4, tabla 5. * |
| resumen [en línea] recuperado de [WPI/Thomson] & JP 2005350292 A (SUDEN KK; TAKASHIMA MASAYUKI) 22.12.2005 * |
| SMITH, K.M. et al. "{}Sewage sludge-based adsorbents: A review of their production, properties and use in water treatment applications"{} Water Reasearch, 10.03.2009, Vol. 43 Páginas 2569-2594; apartados 1.4, 1.5, 2.2 y 3.1 * |
| SMITH, K.M. et al. "Sewage sludge-based adsorbents: A review of their production, properties and use in water treatment applications" Water Reasearch, 10.03.2009, Vol. 43 Páginas 2569-2594; apartados 1.4, 1.5, 2.2 y 3.1 * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ES2420082A1 (es) * | 2012-02-16 | 2013-08-21 | Desarrollo Y Operaciones De Valorización, S.L. | Combustible sólido en forma de pellets, pastillas o briquetas, elaborado a partir de lodos de destintado procedentes del reciclado de papel, con adición de hidrocarburos |
| CN106315580A (zh) * | 2016-08-22 | 2017-01-11 | 天津科技大学 | 一种以脱墨污泥为原料的活性炭制备方法 |
| CN106390997A (zh) * | 2016-09-28 | 2017-02-15 | 广州凯耀资产管理有限公司 | 一种汽车尾气净化催化剂及其制备方法和运用 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ES2338981B2 (es) | 2010-09-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Ochedi et al. | State-of-the-art review on capture of CO2 using adsorbents prepared from waste materials | |
| Wu et al. | Hydroxyapatite tailored hierarchical porous biochar composite immobilized Cd (II) and Pb (II) and mitigated their hazardous effects in contaminated water and soil | |
| Xu et al. | Comparison of sewage sludge-and pig manure-derived biochars for hydrogen sulfide removal | |
| US20170333872A1 (en) | Process to prepare adsorbents from organic fertilizer and their applications for removal of acidic gases from wet air streams | |
| CN102745879B (zh) | 一种用于烟气脱硫脱汞的污泥基吸附剂及其制备方法 | |
| JP5508714B2 (ja) | 都市スラッジ、産業スラッジ、コンポストおよびタバコ廃棄物から得られる触媒作用性吸着媒、およびその製造方法 | |
| Iberahim et al. | Evaluation of oil palm fiber biochar and activated biochar for sulphur dioxide adsorption | |
| Fuente-Cuesta et al. | Biomass gasification chars for mercury capture from a simulated flue gas of coal combustion | |
| Ferrera-Lorenzo et al. | Sustainable activated carbons of macroalgae waste from the Agar–Agar industry. Prospects as adsorbent for gas storage at high pressures | |
| WO2014002843A1 (ja) | 放射性セシウムの除去装置 | |
| Cheng et al. | Hierarchical porous biochars with controlled pore structures derived from co-pyrolysis of potassium/calcium carbonate with cotton straw for efficient sorption of diethyl phthalate from aqueous solution | |
| Hsu et al. | Adsorption of aqueous Hg2+ and inhibition of Hg0 re-emission from actual seawater flue gas desulfurization wastewater by using sulfurized activated carbon and NaClO | |
| ES2338981B2 (es) | Material bifuncional absorbente-adsorbente obtenido a partir de lodos de destintado de papel, procedimiento de obtencion y uso. | |
| Gasquet et al. | H 2 S Adsorption from Biogas with Thermal Treatment Residues | |
| Hofman et al. | NO2 removal by adsorbents prepared from waste paper sludge | |
| Florent et al. | Surfactant-modified biosolid-derived materials as efficient H2S removal media: Synergistic effects of carbon phase properties and inorganic phase chemistry on reactive adsorption | |
| Li | Charaterization of pore structure and surface chemistry of activated carbons–a review | |
| Mrosso et al. | Carbon dioxide removal using a novel adsorbent derived from calcined eggshell waste for biogas upgrading | |
| US20180169578A1 (en) | Method for removing mercury from flue gases of incineration plants | |
| Li et al. | Comparison of adsorption performance for Cd (II) removal from aqueous solution using biochar derived from different types of carbon sources: aquatic plants, pine branches and peat | |
| Almquist et al. | Pyrolysis of deinked paper sludge to synthesize adsorbents for elemental Hg vapors | |
| Huang et al. | The efficiency and mechanism of humidity in alleviating CO2 inhibition on H2S adsorption to straw biochars | |
| Adlim et al. | Stabilizing method for mercury vapor release from burning amalgam mimicking the practice of artisanal small scale gold mining | |
| Magalhaes et al. | Pyrolysis and combustion of pulp mill lime sludge | |
| Wang et al. | Synthesis and evaluation of iron-carbon composites derived from coal gasification fine slag for peroxydisulfate activation in rhodamine B removal |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EC2A | Search report published |
Date of ref document: 20100513 Kind code of ref document: A1 |
|
| FG2A | Definitive protection |
Ref document number: 2338981B2 Country of ref document: ES |