ES2374938B1 - Procedimiento para la recuperación del amoniaco y de residuos metálicos a partir del sulfato amónico. - Google Patents
Procedimiento para la recuperación del amoniaco y de residuos metálicos a partir del sulfato amónico. Download PDFInfo
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Classifications
-
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- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
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Abstract
Partimos del sulfato amónico diluido en agua. (Fig. 1). Los metales procedente de las industrias metalúrgicas o de las chatarras, se desbastarán para introducirlos en un reactor (Fig. 2) junto con sulfato amónico y se desprende el amoniaco gas que se almacena (Fig. 3) y el ion sulfato que reacciona con los metales y produce el sulfato metálico correspondiente.#Los sulfatos no solubles se recogen por decantación.#Los sulfatos solubles se llevan a otro depósito de reacción (Fig. 4) y se añade hidróxido de potasio, la reacción es sulfato de potasio, para abono (Fig. 6) e hidróxidos metálicos que precipitan en el reactor (Fig. 5) y almacenamos (Fig. 7).
Description
Procedimiento para la recuperación del amoniaco y de residuos metálicos a partir del sulfato amónico.
La presente invención se refiere a la recuperación del amoniaco en forma de gas, a partir del sulfato amónico, mediante su reacción con los metales procedentes de los residuos metalúrgicos de la industria para su reciclado.
El presente proceso, se incluye en el sector mediambiental y de reciclado de metales y supone un avance cualitativo en los procesos conocidos hasta ahora, cuyas mejoras afectan a la eficiencia y eficacia energética en la recuperación del amoniaco y de los metales, sin requerir energía calorífica adicional. Dentro de la categoría de recuperación y reciclado de los metales en forma de hidróxidos, y del amoniaco en forma de gas, supone un ahorro de primera magnitud, al no consumir energía y valorizar los productos obtenidos de la chatarra.
Antecedentes de la invención
La recuperación de los metales, para su posterior reciclado es una de las prioridades actuales, por la demanda continua que lleva consigo el agotamiento de las reservas de los minerales y que sino se recuperan contaminan la tierra y las aguas, con un impacto especialmente negativo en el medioambiente.
Estado de la técnica
Se han desarrollado numerosas innovaciones para purificar y reciclar el sulfato amónico, en distintos procesos químicos. De la misma forma se han desarrollado métodos para obtener el sulfato amónico a partir del sulfato sódico, anhídrido carbónico y amoniaco.
También mediante lixiviación se han desarrollado métodos para obtener cadmio, níquel, vanadio y cobre utilizando una disolución de amoniaco y sulfato amónico. No existe un procedimiento que permita recuperar el amoniaco como componente del sulfato amónico y precipitar los metales en forma de hidróxidos, que son insolubles. Dentro de la búsqueda de la regeneración y reutilización de los metales producto de los residuos industriales y del amoniaco, es donde debemos encuadrar la presente invención.
Descripción de la invención
En un depósito de almacenamiento, introducimos sulfato amónico diluido. Dada la solubilidad del sulfato amónico, podemos llegar a concentraciones de cuatrocientos gramos por litro de agua.
El sulfato amónico diluido, lo conducimos a otro reactor donde tenemos los metales producidos por los residuos industriales, compuestos básicamente por hierro, aluminio, cobre y en menor cantidad, cadmio, cromo, níquel, plata y plomo, entre otros.
La reacción que se produce en este segundo reactor, es la formación de los sulfatos correspondientes al metal y se desprende el amoniaco en forma de gas.
Los sulfatas metálicos, son todos solubles, a excepción del sulfato de plomo y en menor proporción, el sulfato de plata.
En consecuencia, los sulfatos correspondientes a los metales quedan en la disolución y el amoniaco gas, lo recogeremos en un depósito de almacenamiento.
Una vez producida la reacción, en otro reactor, introduciremos hidróxido potásico, para que reaccione con los sulfatos metálicos y quede el sulfato potásico en la disolución. Al producirse la reacción del ion sulfato con el ion potasio, los metales que estaban en la disolución acuosa en forma de sulfatos metálicos, precipitan en forma de hidróxidos, formándose hidróxido de hierro, hidróxido de aluminio, hidróxido de cobre, etc,.
Los hidróxidos metálicos que han precipitado, se retiran del tanque de reacción y mediante calor se recuperaran los metales en forma de óxidos metálicos. El sulfato potásico lo reconducimos a otro tanque de almacenamiento, para utilizarlo como abono.
Breve descripción de los dibujos
La figura 1, es el depósito de almacenamiento del sulfato amónico. La figura 2, es el reactor donde reacciona el sulfato amónico con los metales. La figura 3, es el depósito de almacenamiento del amoniaco en forma de gas. La figura 4 es la tubería que conduce los sulfatos metálicos al depósito de reacción. La figura 5 es el depósito de reacción donde introducimos los sulfatos metálicos e hidróxido de potasio. La figura 6, es el depósito de almacenamiento del hidróxido de potasio. La figura 7, es el deposito de almacenamiento del los hidróxidos metálicos.
Descripción de la forma de realización preferida
Partimos del sulfato amónico diluido en agua. Dada la solubilidad del sulfato amónico podemos diluirlo hasta el punto de saturación (Fig. 1). Los metales procedentes de las industrias metalúrgicas ó de las chatarras, se desbastaran para introducirlos en un reactor (Fig. 2).
Dentro de este reactor introducimos el sulfato amónico para que en su reacción con los metales, a temperatura ambiente y a presión atmosférica se desprenda el amoniaco en forma de gas y el ion sulfato reaccione con los metales para producir el sulfato metálico correspondiente, con las siguientes reacciones:
Como los sulfatos metálicos son solubles, a excepción del sulfato de bario, que es insoluble y del sulfato de plomo, que es parcialmente insoluble, se formaran sulfato de hierro, sulfato de aluminio, sulfato de cobre, sulfato de plata, sulfato de plomo y demás sulfatos según la composición de los metales que compongan los residuos de las industrial. El amoniaco en forma de gas, que se desprenda de la reacción del sulfato amónico con los metales, lo recogeremos en un depósito de almacenamiento (Fig. 3).
Los sulfatos metálicos que no sean solubles, como el sulfato de bario y el sulfato de plomo lo recogeremos de este reactor por decantación. Los sulfatos que por ser solubles quedan disueltos en el agua, lo conduciremos mediante una tubería a otro depósito de reacción (Fig. 4).
En este segundo reactor, se introducen los sulfatos metálicos en disolución y a continuación se añade hidróxido de potasio, en forma sólida ó diluida. La reacción que se produce entre los sulfatos metálicos y el hidróxido de potasio es la siguiente:
El sulfato de potasio e hidróxidos metálicos, al ser insolubles, precipitan en el reactor (Fig. 5). El sulfato de potasio lo conducimos a un depósito de almacenamiento para utilizarlo como abono (Fig. 6). Los hidróxidos metálicos una vez precipitados se retiran para almacenarlos en un depósito de almacenamiento (Fig. 7).
De forma opcional los hidróxidos metálicos pueden transformarse en los óxidos correspondientes mediante calor, para eliminar la molécula de agua por evaporación.
Serán independientes del objeto de la invención, los materiales empleados en los depósitos de reacción y en los componentes necesarios para el transporte de fluidos entre ellos, así como las formas y dimensiones y detalles accesorios, siempre y cuando no afecten a la esencialidad.
Claims (3)
- REIVINDICACIONES
- 1.
- Procedimiento para la recuperación del amoniaco y de residuos metálicos a partir del sulfato amónico y el hidróxido de potasio, consistente en recuperar los metales procedente de los residuos metálicos industriales, en forma de hidróxidos metálicos para su posterior reutilización, mediante su reacción con el sulfato amónico, lo que nos permite recuperar, a su vez, el amoniaco y obtener como subproducto el sulfato de potasio, como fertilizante. Las especificaciones técnicas son las siguientes: La reacción del sulfato amónico con los metales produce el sulfato metálico correspondiente y se desprende el amoniaco en forma de gas. Los sulfatos metálicos en su reacción con el hidróxido potásico, se forma sulfato de potasio y los metales decantan como hidróxidos metálicos, que son insolubles.
-
- 2.
- Procedimiento para la recuperación del amoniaco y de residuos metálicos a partir del sulfato amónico, consiste en hacer reaccionar, a temperatura ambiente y a presión atmosférica, el sulfato amónico con residuos metálicos, compuestos mayoritariamente por hierro, aluminio, cobre etc, para que se produzca la siguiente reacción:
Los sulfatos metálicos relacionados, que son solubles, los hacemos reaccionar con hidróxido de potasio, para que se produzca la reacción siguiente:El sulfato de potasio lo retiraremos, para almacenarlos y los hidróxidos metálicos los almacenaremos para su conversión en óxidos metálicos, mediante calor.OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCASN.º solicitud: 201000297ESPAÑAFecha de presentación de la solicitud: 03.03.2010Fecha de prioridad:INFORME SOBRE EL ESTADO DE LA TECNICA51 Int. Cl. : C22B7/00 (2006.01)DOCUMENTOS RELEVANTES- Categoría
- 56 Documentos citados Reivindicaciones afectadas
- A
- GB 1427317 A (NATIONAL RESEARCH DEVELOPMENT CORPORATION) 10.03.1976, 1-2
- página 1, línea 35 – página 2, línea 20.
- A
- US 4222769 A (OKUDA et al.) 16.09.1980, 1-2
- ejemplo 1.
- A
- US 4261738 A (VALENTINE et al.) 14.04.1981, 1-2
- columna 3, líneas 30-50.
- A
- US 4053553 A (REINHARDT et al.) 11.10.1977, 1-2
- columna 1, líneas 49-62; figura 1.
- A
- GB 1510287 A (SHERRITT GORDON MINES LTD) 10.05.1978, 1-2
- ejemplo 1.
- Categoría de los documentos citados X: de particular relevancia Y: de particular relevancia combinado con otro/s de la misma categoría A: refleja el estado de la técnica O: referido a divulgación no escrita P: publicado entre la fecha de prioridad y la de presentación de la solicitud E: documento anterior, pero publicado después de la fecha de presentación de la solicitud
- El presente informe ha sido realizado • para todas las reivindicaciones • para las reivindicaciones nº:
- Fecha de realización del informe 09.02.2012
- Examinador A. Rua Aguete Página 1/4
INFORME DEL ESTADO DE LA TÉCNICANº de solicitud: 201000297Documentación mínima buscada (sistema de clasificación seguido de los símbolos de clasificación) C22B Bases de datos electrónicas consultadas durante la búsqueda (nombre de la base de datos y, si es posible, términos debúsqueda utilizados) INVENES, EPODOC, WPI, TXTUS, NPL, XPESPInforme del Estado de la Técnica Página 2/4OPINIÓN ESCRITANº de solicitud: 201000297Fecha de Realización de la Opinión Escrita: 09.02.2012Declaración- Novedad (Art. 6.1 LP 11/1986)
- Reivindicaciones Reivindicaciones 1-2 SI NO
- Actividad inventiva (Art. 8.1 LP11/1986)
- Reivindicaciones Reivindicaciones 1-2 SI NO
Se considera que la solicitud cumple con el requisito de aplicación industrial. Este requisito fue evaluado durante la fase de examen formal y técnico de la solicitud (Artículo 31.2 Ley 11/1986).Base de la Opinión.-La presente opinión se ha realizado sobre la base de la solicitud de patente tal y como se publica.Informe del Estado de la Técnica Página 3/4OPINIÓN ESCRITANº de solicitud: 2010002971. Documentos considerados.-A continuación se relacionan los documentos pertenecientes al estado de la técnica tomados en consideración para la realización de esta opinión.- Documento
- Número Publicación o Identificación Fecha Publicación
- D01
- GB 1427317 A (NATIONAL RESEARCH DEVELOPMENT CORPORATION) 10.03.1976
- D02
- US 4222769 A (OKUDA et al.) 16.09.1980
- D03
- US 4261738 A (VALENTINE et al.) 14.04.1981
- 2. Declaración motivada según los artículos 29.6 y 29.7 del Reglamento de ejecución de la Ley 11/1986, de 20 de marzo, de Patentes sobre la novedad y la actividad inventiva; citas y explicaciones en apoyo de esta declaraciónEl objeto de la invención es un procedimiento para la recuperación de amoniaco y metales procedentes de residuos metálicos industriales mediante su reacción a presión y temperatura ambientes con sulfato amónico en un primer reactor en el que se desprende amoniaco que se recupera para ser almacenado y el paso de los sulfatos solubles a un segundo reactor en el que se añade hidróxido de potasio como reactivo para la obtención de sulfato de potasio que se utiliza como abono y los hidróxidos metálicos, que posteriormente se transforman en óxidos metálicos mediante calor.El documento D1 divulga un procedimiento para la recuperación de níquel y cobalto procedentes de residuos metálicos mediante su reacción con sulfato amónico en primer lugar y con hidróxido amónico en segundo lugar. Para obtener el metal en estado libre se añade hidrógeno a 200 ºC y a presión. (Ver ejemplo).El documento D2 divulga un procedimiento para la recuperación de metales partiendo de residuos metálicos mediante reacción con una solución de carbonato amónico, separación de la fase sólida que se piroliza para la recuperación de los óxidos metálicos y la fase líquida que se hace reaccionar con hidróxido de calcio a temperatura ambiente, obteniéndose sulfato de calcio e hidróxido amónico.(ver ejemplo 1).El documento D3 divulga un procedimiento para la recuperación de metales preciosos partiendo de residuos metálicos mediante reacción con una solución de una sal de amonio y recuperación de los metales y amoníaco mediante descomposición térmica. (Ver reivindicación 1).Ninguno de los documentos D1 a D3 citados o cualquier combinación relevante de los mismos revela un procedimiento para la recuperación de los metales contenidos en los residuos metálicos que utilice específicamente como reactivos sulfato amónico e hidróxido cálcico, lo que permite obtener además como subproductos sulfato potásico, que se utiliza como abono y amoníaco, que se almacena para su posterior aprovechamiento. En consecuencia, la invención tal y como se recoge en las reivindicaciones 1 y 2 de la solicitud es nueva e implica actividad inventiva. (Art. 6 y 8 LP).Informe del Estado de la Técnica Página 4/4
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