ES2933574T3 - Método mejorado para obtener una disolución que comprende hierro de alta concentración - Google Patents
Método mejorado para obtener una disolución que comprende hierro de alta concentración Download PDFInfo
- Publication number
- ES2933574T3 ES2933574T3 ES14726140T ES14726140T ES2933574T3 ES 2933574 T3 ES2933574 T3 ES 2933574T3 ES 14726140 T ES14726140 T ES 14726140T ES 14726140 T ES14726140 T ES 14726140T ES 2933574 T3 ES2933574 T3 ES 2933574T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- solution
- weight
- ferric chloride
- iron
- concentration
- 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.)
- Active
Links
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 256
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 123
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 71
- RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K iron trichloride Chemical compound Cl[Fe](Cl)Cl RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims abstract description 188
- 229910021578 Iron(III) chloride Inorganic materials 0.000 claims abstract description 184
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 28
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 141
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 44
- 229960002089 ferrous chloride Drugs 0.000 claims description 37
- NMCUIPGRVMDVDB-UHFFFAOYSA-L iron dichloride Chemical compound Cl[Fe]Cl NMCUIPGRVMDVDB-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 35
- SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N iron(II,III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]O[Fe]=O SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 23
- KZBUYRJDOAKODT-UHFFFAOYSA-N Chlorine Chemical compound ClCl KZBUYRJDOAKODT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N Fe3+ Chemical compound [Fe+3] VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- 229910001448 ferrous ion Inorganic materials 0.000 claims description 16
- LIKBJVNGSGBSGK-UHFFFAOYSA-N iron(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Fe+3].[Fe+3] LIKBJVNGSGBSGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 229910052595 hematite Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 239000011019 hematite Substances 0.000 claims description 14
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 13
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 12
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 12
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- OSVXSBDYLRYLIG-UHFFFAOYSA-N dioxidochlorine(.) Chemical compound O=Cl=O OSVXSBDYLRYLIG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 6
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims description 6
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 6
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims description 5
- 239000004155 Chlorine dioxide Substances 0.000 claims description 4
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 4
- 238000005660 chlorination reaction Methods 0.000 claims description 4
- 235000019398 chlorine dioxide Nutrition 0.000 claims description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 4
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 230000007774 longterm Effects 0.000 claims description 3
- 150000002978 peroxides Chemical class 0.000 claims description 3
- SUKJFIGYRHOWBL-UHFFFAOYSA-N sodium hypochlorite Chemical compound [Na+].Cl[O-] SUKJFIGYRHOWBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000005708 Sodium hypochlorite Substances 0.000 claims description 2
- 229910001447 ferric ion Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 240
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 19
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 18
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 9
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 9
- 238000005554 pickling Methods 0.000 description 7
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 5
- NDLPOXTZKUMGOV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoferriooxy)iron hydrate Chemical compound O.O=[Fe]O[Fe]=O NDLPOXTZKUMGOV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000012047 saturated solution Substances 0.000 description 5
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 5
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 4
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 4
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 4
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 4
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 4
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 3
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 3
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 2
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000001112 coagulating effect Effects 0.000 description 2
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- -1 ferrous iron Chemical compound 0.000 description 2
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-M perchlorate Inorganic materials [O-]Cl(=O)(=O)=O VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-N perchloric acid Chemical compound OCl(=O)(=O)=O VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 2
- BAZAXWOYCMUHIX-UHFFFAOYSA-M sodium perchlorate Chemical compound [Na+].[O-]Cl(=O)(=O)=O BAZAXWOYCMUHIX-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 229910001488 sodium perchlorate Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010420 art technique Methods 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 125000001309 chloro group Chemical group Cl* 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 235000003891 ferrous sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 239000011790 ferrous sulphate Substances 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N hcl hcl Chemical compound Cl.Cl IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012456 homogeneous solution Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L iron(2+) sulfate (anhydrous) Chemical compound [Fe+2].[O-]S([O-])(=O)=O BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910000359 iron(II) sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G49/00—Compounds of iron
- C01G49/02—Oxides; Hydroxides
- C01G49/06—Ferric oxide [Fe2O3]
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G49/00—Compounds of iron
- C01G49/10—Halides
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/46—Removing components of defined structure
- B01D53/68—Halogens or halogen compounds
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
- B01D53/77—Liquid phase processes
- B01D53/78—Liquid phase processes with gas-liquid contact
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
- B01F23/20—Mixing gases with liquids
- B01F23/23—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids
- B01F23/232—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids using flow-mixing means for introducing the gases, e.g. baffles
- B01F23/2323—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids using flow-mixing means for introducing the gases, e.g. baffles by circulating the flow in guiding constructions or conduits
- B01F23/23231—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids using flow-mixing means for introducing the gases, e.g. baffles by circulating the flow in guiding constructions or conduits being at least partially immersed in the liquid, e.g. in a closed circuit
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
- B01F25/20—Jet mixers, i.e. mixers using high-speed fluid streams
- B01F25/23—Mixing by intersecting jets
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
- B01F25/50—Circulation mixers, e.g. wherein at least part of the mixture is discharged from and reintroduced into a receptacle
- B01F25/53—Circulation mixers, e.g. wherein at least part of the mixture is discharged from and reintroduced into a receptacle in which the mixture is discharged from and reintroduced into a receptacle through a recirculation tube, into which an additional component is introduced
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G49/00—Compounds of iron
- C01G49/14—Sulfates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/52—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities
- C02F1/5236—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities using inorganic agents
- C02F1/5245—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities using inorganic agents using basic salts, e.g. of aluminium and iron
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23G—CLEANING OR DE-GREASING OF METALLIC MATERIAL BY CHEMICAL METHODS OTHER THAN ELECTROLYSIS
- C23G1/00—Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts
- C23G1/36—Regeneration of waste pickling liquors
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
- C23F1/00—Etching metallic material by chemical means
- C23F1/46—Regeneration of etching compositions
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Treating Waste Gases (AREA)
- Gas Separation By Absorption (AREA)
- Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)
- ing And Chemical Polishing (AREA)
- Manufacture Of Iron (AREA)
- Soft Magnetic Materials (AREA)
Abstract
La presente invención se refiere a un método para aumentar el contenido de hierro de una solución mediante la conversión de soluciones que contienen poco hierro en soluciones de cloruro férrico altamente concentradas mediante la adición de sustancias que contienen hierro. La invención también se refiere a un método para transportar y almacenar dichas soluciones de cloruro férrico altamente concentradas. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Método mejorado para obtener una disolución que comprende hierro de alta concentración
Campo técnico
La invención pertenece al campo técnico de obtener una disolución que comprende un alto contenido en hierro. Más en particular, la presente invención se refiere a un método para obtener una disolución de este tipo, preferiblemente que comprende cloruro ferroso y/o férrico, de manera energéticamente eficiente ya que no requiere calentamiento adicional sustancial u otros tipos de aporte de energía.
Antecedentes
Las disoluciones que comprenden hierro pueden encontrarse en muchas aplicaciones industriales. Por ejemplo, las instalaciones de decapado de acero usan ácido, por ejemplo ácido clorhídrico o ácido sulfúrico, para tratar las superficies de objetos de acero, en su mayoría placas de acero. El ácido se proporciona en disolución acuosa y el residuo resultante del decapado se denomina líquido de decapado residual o licor de decapado residual (WPL), que normalmente es una disolución acuosa que comprende hierro, principalmente hierro ferroso, por ejemplo en forma de una disolución de cloruro ferroso o sulfato ferroso. El contenido en hierro en el WPL es normalmente menor del 10% en peso, habitualmente entre el 6 y el 9% en peso de hierro, principalmente en forma de cloruro ferroso (FeCfc). Además, las disoluciones que comprenden hierro se usan en el tratamiento de aguas, en particular disoluciones de cloruro férrico que pueden usarse como agente coagulante y/o floculante. El contenido en hierro de tales disoluciones de cloruro férrico es normalmente del orden del 15% en peso. Sin embargo, pueden preferirse disoluciones con un mayor contenido en hierro, en particular para transportar la disolución de cloruro férrico a una instalación de purificación de agua o a un punto de distribución intermedio para reducir los costes de transporte o para almacenar la disolución en un tanque de almacenamiento. El contenido en hierro de la disolución puede reducirse entonces a la concentración deseada in situ o en el punto de distribución mediante dilución o puede usarse la disolución de alta concentración de cloruro férrico como tal para, por ejemplo, la purificación de agua.
El documento WO 2012/075109 da a conocer un método para preparar una disolución de cloruro férrico con alto contenido en hierro, que comprende evaporar agua a partir de una disolución de cloruro férrico que tiene un contenido en hierro del 15% en peso o menos para aumentar el contenido en hierro hasta el 23-26% en peso. El documento también da a conocer un procedimiento para reconstituir una disolución acuosa de cloruro férrico que tiene un contenido en hierro de aproximadamente el 23 al 26% en peso mediante la dilución de una disolución de cloruro férrico que tiene un contenido en hierro de aproximadamente el 23 al 26% en peso con agua hasta un contenido en hierro inferior. El documento WO 2012/075109 da a conocer además la realización a modo de ejemplo de o bien mezclar materiales que contienen hierro sólido con ácido clorhídrico para obtener una disolución de cloruro férrico con un contenido en hierro de aproximadamente el 15% en peso, o bien oxidar licores de decapado gastados para obtener una disolución de cloruro férrico con un contenido en hierro de aproximadamente el 15% en peso. Esta disolución de cloruro férrico con un contenido en hierro de aproximadamente el 15% en peso puede evaporarse entonces para aumentar adicionalmente el contenido en hierro hasta de aproximadamente el 23 a aproximadamente el 26% en peso.
El documento US2096855 se refiere a la fabricación de disoluciones de cloruro férrico de alta concentración. Proporciona un procedimiento en el que inicialmente se emplea una disolución de cloruro férrico para actuar sobre el hierro y en el que el cloro actúa entonces sobre la disolución resultante. También proporciona un procedimiento mediante el cual pueden obtenerse concentraciones del 60% o superior sin evaporación en ninguna etapa del procedimiento.
El problema con la técnica de la técnica anterior es que requiere un intenso calentamiento para evaporar el agua a partir de la disolución de cloruro férrico.
Sigue existiendo la necesidad en la técnica de un procedimiento mejorado para preparar una disolución con alto contenido en hierro, preferiblemente que comprenda cloruro férrico, que supere el problema mencionado anteriormente. También sigue existiendo la necesidad en la técnica de métodos o dispositivos mejorados para almacenar, transportar y/o mover una disolución de este tipo, así como para diluir una disolución de este tipo.
La invención tiene como objetivo proporcionar un método para preparar una disolución con alto contenido en hierro que comprenda cloruro férrico a una concentración aumentada, que sea energéticamente más eficiente que el método de la técnica anterior.
Sumario de la invención
La presente invención proporciona un método para obtener una disolución que comprende un cloruro férrico a una concentración aumentada de entre el 67% en peso y el 75% en peso tal como se define en la reivindicación 1.
En una realización, dicho método comprende las etapas de:
(A1) proporcionar una disolución que comprende cloruro férrico que comprende una concentración inicial de cloruro férrico, preferiblemente a una concentración de al menos el 12% en peso;
(A2) añadir ácido clorhídrico a dicha disolución, preferiblemente añadir ácido clorhídrico gaseoso y/o ácido clorhídrico líquido, por ejemplo en disolución acuosa, a dicha disolución.
(A3) aumentar el contenido en hierro de dicha disolución mediante la adición de una sustancia que comprende hierro férrico, preferiblemente hematita, ferrita, o cualquier combinación de las mismas, lo que conduce a una disolución que comprende una concentración aumentada de cloruro férrico en comparación con dicha concentración inicial de cloruro férrico, de entre el 67% en peso y el 75% en peso.
En una realización preferida, las etapas (A2) y (A3) se realizan múltiples veces de manera subsiguiente o simultánea, lo que conduce a una disolución que comprende una concentración aumentada de cloruro férrico en comparación con dicha concentración inicial de cloruro férrico, de entre el 67% en peso y el 75% en peso.
En una realización preferida, la etapa (A2) se realiza antes de, durante y/o después de la etapa (A3).
En una realización alternativa, dicho método comprende las etapas de:
(B1) proporcionar una disolución que comprende cloruro férrico y, opcionalmente, ferroso, que comprende una concentración inicial de cloruro férrico, preferiblemente que comprende un contenido en hierro de al menos el 6% en peso;
(B2) aumentar el contenido en hierro de dicha disolución mediante la adición de una sustancia que comprende hierro, hierro férrico y/o ferroso, preferiblemente hierro, hematita, magnetita, óxido de hierro, ferrita, o cualquier combinación de los mismos,
(B3) oxidar dicho hierro ferroso y/o dicho cloruro ferroso en dicha disolución, preferiblemente mediante oxicloración, mediante oxidación, por ejemplo con un oxidante, y/o mediante cloración,
lo que conduce a una disolución que comprende una concentración aumentada de cloruro férrico en comparación con dicha concentración inicial de cloruro férrico, de entre el 67% en peso y el 75% en peso.
Obsérvese que en la etapa (B1), el contenido en hierro se refiere al contenido en hierro de la disolución, que incluye tanto el contenido en hierro férrico como el contenido en hierro ferroso, en particular el contenido de hierro férrico y/o ferroso unido en el cloruro férrico y/o ferroso.
En una realización preferida, las etapas (B2) y (B3) se realizan múltiples veces de manera subsiguiente o simultánea, lo que conduce a una disolución que comprende una concentración aumentada de cloruro férrico en comparación con dicha concentración inicial de cloruro férrico, de entre el 67% en peso y el 75% en peso.
En una realización preferida, la etapa (B2) se realiza antes de y/o durante la etapa (B3).
Los métodos dados a conocer anteriormente son realizaciones de un método para obtener una disolución que comprende cloruro férrico a una concentración aumentada, que comprende las etapas de:
(C1) proporcionar una disolución que comprende cloruro férrico y, opcionalmente, ferroso, que comprende una concentración inicial de cloruro férrico, preferiblemente comprendiendo dicha disolución una concentración de cloruro férrico de al menos el 12% en peso y/o un contenido en hierro de al menos el 6% en peso;
(C2) opcionalmente añadir ácido clorhídrico a dicha disolución, preferiblemente añadir ácido clorhídrico gaseoso y/o ácido clorhídrico líquido, por ejemplo en disolución acuosa, a dicha disolución;
(C3) aumentar el contenido en hierro de dicha disolución mediante la adición de una sustancia que comprende hierro férrico y/o ferroso y/o hierro u otra sustancia que contiene hierro, preferiblemente hierro, hematita, magnetita, óxido de hierro, ferrita, o cualquier combinación de los mismos;
(C4) opcionalmente oxidar el ion ferroso en dicha disolución, tal como un ion ferroso en hierro ferroso y/o cloruro ferroso en dicha disolución, preferiblemente mediante oxicloración, mediante oxidación, por ejemplo con un oxidante, y/o mediante cloración,
lo que conduce a una disolución que comprende una concentración aumentada de cloruro férrico en comparación con dicha concentración inicial de cloruro férrico, de entre el 67% en peso y el 75% en peso, mediante lo cual se realiza al menos una de las etapas (C2) o (C4).
Obsérvese que la disolución que se obtiene mediante la realización de los métodos de la presente invención comprende una concentración aumentada de cloruro férrico con respecto a la disolución proporcionada en la etapa (C1).
En una realización, se añade ácido clorhídrico en (C2). En otra realización, no se añade ácido clorhídrico en (C2). En una realización, dicha disolución tal como se obtiene mediante la etapa (C3) comprende ion ferroso y dicho ion ferroso en dicha disolución se oxida en la etapa (C4). En otra realización, no está presente ion ferroso en dicha disolución tal como se obtiene mediante la etapa (C3) o dicho ion ferroso en dicha disolución no se oxida en la etapa (C4).
La presente invención permite obtener una disolución de cloruro férrico con una concentración aumentada de cloruro férrico sin la necesidad de un aporte de energía térmica.
El término “energía térmica equivalente” se refiere a la energía térmica mínima necesaria para obtener una disolución de cloruro férrico que comprende una concentración aumentada de cloruro férrico a partir de una concentración inicial de cloruro férrico mediante la evaporación del disolvente, en este caso agua, a partir de la disolución.
En una realización, el método usa energía térmica que es como máximo el 99%, preferiblemente como máximo el 95%, más preferiblemente como máximo el 90%, aún más preferiblemente como máximo el 80%, todavía más preferiblemente como máximo el 70%, incluso más preferiblemente como máximo el 60%, aún incluso más preferiblemente como máximo el 50%, aún todavía más preferiblemente como máximo el 40%, todavía incluso más preferiblemente como máximo el 30%, incluso más preferiblemente como máximo el 20%, aún más preferiblemente como máximo el 10%, todavía más preferiblemente como máximo el 5%, aún incluso más preferiblemente como máximo el 1%, de la energía térmica equivalente.
En una realización, dicha concentración aumentada de cloruro férrico es mayor que dicha concentración inicial de cloruro férrico en al menos el 1% en peso, preferiblemente al menos el 4% en peso, más preferiblemente al menos el 8% en peso, incluso más preferiblemente al menos el 12% en peso, todavía más preferiblemente al menos el 15% en peso, aún más preferiblemente al menos el 18% en peso, aún incluso más preferiblemente al menos el 20% en peso, todavía incluso más preferiblemente al menos el 25% en peso, aún todavía más preferiblemente al menos el 30% en peso.
En una realización, dicha disolución proporcionada en las etapas (C1), (A1) o (B1) comprende una concentración de ácido clorhídrico de como máximo el 10% en peso, preferiblemente como máximo el 9,9% en peso, tal como el 9,8% en peso, el 9,7% en peso, el 9,6% en peso, el 9,5% en peso, el 9,4% en peso, el 9,3% en peso, el 9,2% en peso, el 9,1% en peso, el 9,0% en peso, el 8,9% en peso, el 8,8% en peso, el 8,7% en peso, el 8,6% en peso, el 8,5% en peso, el 8,4% en peso, el 8,3% en peso, el 8,2% en peso, el 8,1% en peso, el 8,0% en peso, el 7,9% en peso, el 7,8% en peso, el 7,7% en peso, el 7,6% en peso, el 7,5% en peso, el 7,4% en peso, el 7,3% en peso, el 7,2% en peso, el 7,1% en peso, el 7,0% en peso, el 6,9% en peso, el 6,8% en peso, el 6,7% en peso, el 6,6% en peso, el 6,5% en peso, el 6,4% en peso, el 6,3% en peso, el 6,2% en peso, el 6,1% en peso, el 6,0% en peso, el 5,9% en peso, el 5,8% en peso, el 5,7% en peso, el 5,6% en peso, el 5,5% en peso, el 5,4% en peso, el 5,3% en peso, el 5,2% en peso, el 5,1% en peso, el 5,0% en peso, el 4,9% en peso, el 4,8% en peso, el 4,7% en peso, el 4,6% en peso, el 4,5% en peso, el 4,4% en peso, el 4,3% en peso, el 4,2% en peso, el 4,1% en peso, el 4,0% en peso, el 3,9% en peso, el 3,8% en peso, el 3,7% en peso, el 3,6% en peso, el 3,5% en peso, el 3,4% en peso, el 3,3% en peso, el 3,2% en peso, el 3,1% en peso, el 3,0% en peso, el 2,9% en peso, el 2,8% en peso, el 2,7% en peso, el 2,6% en peso, el 2,5% en peso, el 2,4% en peso, el 2,3% en peso, el 2,2% en peso, el 2,1% en peso, el 2,0% en peso, el 1,9% en peso, el 1,8% en peso, el 1,7% en peso, el 1,6% en peso, el 1,5% en peso, el 1,4% en peso, el 1,3% en peso, el 1,2% en peso, el 1,1% en peso, el 1,0% en peso, el 0,9% en peso, el 0,8% en peso, el 0,7% en peso, el 0,6% en peso, el 0,5% en peso, el 0,4% en peso, el 0,3% en peso, el 0,2% en peso, el 0,1% en peso, el 0,0% en peso, o cualquier valor entre los mismos. Una baja concentración de HCI en la disolución proporcionada permite la absorción de más HCI en, por ejemplo, la etapa (A2) o (C2), lo que permite obtener una disolución saturada de FeCl3 con HCI después de, por ejemplo, la etapa (A2) o (C2).
En una realización preferida, dicha sustancia, que se añade en las etapas (A3), (B2) o (C3), es un sólido.
En una realización, se usa un agente en la etapa de oxidación, eligiéndose preferiblemente el agente de la lista de gas de cloro (Cl2), ozono (O3), gas de oxígeno (O2), dióxido de cloro (ClO2), hipoclorito de sodio (NaOCI), gas de oxicloración (que preferiblemente comprende una combinación de gas de oxígeno (O2) y ácido clorhídrico (HCI)), peróxidos, especialmente peróxido de hidrógeno (H2O2), perclorato, especialmente perclorato de sodio (NaClO3), o cualquier combinación de los mismos. En una realización preferida se usa gas de cloro (Cl2), gas de oxígeno (O2), una mezcla de gas de oxígeno y gas de ácido clorhídrico (O2+HCl), o una mezcla de los mismos.
Que las etapas (C2) y (C4) opcionales se realicen o no en el método puede depender de la composición de la
disolución proporcionada en la etapa (C1) y/o la sustancia añadida en la etapa (C3) a la disolución para aumentar su contenido en hierro.
En una realización, se realiza la etapa (C2) y se añade ácido clorhídrico a la disolución. Esta etapa se realiza normalmente en caso de que sea necesaria una fuente de átomos o iones de cloro para someter a cloración el hierro en la disolución o el hierro añadido durante la etapa (C3). En otra realización, no es necesario cloro adicional para someter a cloración dicho hierro, o se proporciona en otra etapa, por ejemplo durante la etapa (C4).
En una realización, se realiza la etapa (C4) y se oxida el ion ferroso en la disolución tal como se obtiene mediante la etapa (C3). Esta etapa se realiza normalmente si la disolución proporcionada en la etapa (C1) comprende cloruro ferroso o hierro ferroso y/o la sustancia añadida en la etapa (C3) comprende hierro ferroso, lo que conduce a ion ferroso en la disolución. En otra realización, no está presente ion ferroso o sólo está presente una pequeña cantidad de ion ferroso en la disolución tal como se obtiene mediante la etapa (C3), por ejemplo si la disolución proporcionada en la etapa (C1) comprende principalmente cloruro férrico y poco o nada de cloruro ferroso y la sustancia añadida en la etapa (C3) es, por ejemplo, óxido férrico. En tales casos, puede no ser necesaria una etapa de oxidación (C4) para oxidar el ion ferroso a ion férrico para aumentar o para aumentar adicionalmente la concentración de cloruro férrico de la disolución resultante.
Se realiza al menos una de las etapas (C2) o (C4) para conducir a una disolución que comprende una concentración aumentada de cloruro férrico en comparación con dicha concentración inicial de cloruro férrico.
En una realización preferida, se realizan ambas etapas (C2) y (C4). Obsérvese que en este caso la cantidad de ácido clorhídrico añadido en la etapa (C2) y el modo de oxidación o la cantidad de ion ferroso que se oxida en la etapa (C4) todavía pueden depender de la composición o fuente de la disolución proporcionada en la etapa (C1) o la sustancia añadida a la disolución en la etapa (C3).
En una realización preferida, las etapas (C2), (C3) y/o (C4) se realizan múltiples veces de manera subsiguiente o simultánea.
En una realización preferida, la etapa (C2) se realiza antes de, durante y/o después de la etapa (C3). En una realización preferida, las etapas (C2) y/o (C3) se realizan antes de y/o durante la etapa (C4).
En una realización, las etapas (C2) y (C3) se realizan de la siguiente manera:
• simultáneamente;
• subsiguientemente;
• múltiples veces simultáneamente;
• múltiples veces subsiguientemente;
• una vez o múltiples veces simultáneamente, preferiblemente hasta que se obtiene una concentración predeterminada de cloruro férrico, más preferiblemente dicha concentración predeterminada es de al menos el 40% en peso, y luego una vez o múltiples veces subsiguientemente; o
• una vez o múltiples veces subsiguientemente, preferiblemente hasta que se obtiene una concentración predeterminada de cloruro férrico, más preferiblemente dicha concentración predeterminada es de al menos el 40% en peso, y luego una vez o múltiples veces simultáneamente; mediante lo cual opcionalmente la etapa (C4) se realiza una vez o múltiples veces de manera simultánea y/o subsiguiente. En una realización, las etapas (C3) y (C4) se realizan de la siguiente manera:
• simultáneamente;
• subsiguientemente;
• múltiples veces simultáneamente;
• múltiples veces subsiguientemente;
• una vez o múltiples veces simultáneamente, preferiblemente hasta que se obtiene una concentración predeterminada de cloruro férrico, más preferiblemente dicha concentración predeterminada es de al menos el 40% en peso, y luego una vez o múltiples veces subsiguientemente; o
• una vez o múltiples veces subsiguientemente, preferiblemente hasta que se obtiene una concentración predeterminada de cloruro férrico, más preferiblemente dicha concentración predeterminada es de al menos el 40% en peso, y luego una vez o múltiples veces simultáneamente; mediante lo cual opcionalmente etapa (C2) se realiza una vez o múltiples veces de manera simultánea y/o subsiguiente. En una realización, las etapas (C2), (C3) y (C4) se realizan de la siguiente manera:
• simultáneamente;
• subsiguientemente;
• múltiples veces simultáneamente;
• múltiples veces subsiguientemente;
• una vez o múltiples veces simultáneamente, preferiblemente hasta que se obtiene una concentración predeterminada de cloruro férrico, más preferiblemente dicha concentración predeterminada es de al menos el 40% en peso, y luego una vez o múltiples veces subsiguientemente; o
• una vez o múltiples veces subsiguientemente, preferiblemente hasta que se obtiene una concentración predeterminada de cloruro férrico, más preferiblemente dicha concentración predeterminada es de al menos el 40% en peso, y luego una vez o múltiples veces simultáneamente.
En una realización preferida, el ácido clorhídrico se añade mediante absorción a partir de un estado gaseoso por dicha disolución o mediante la inyección de ácido clorhídrico gaseoso en la disolución, preferiblemente mediante el soplado de ácido clorhídrico gaseoso a alta presión en la disolución.
En una realización preferida, dicha sustancia comprende hierro sólido y/o hematita sólida. Mediante el uso de hematita sólida, la concentración de cloruro férrico puede aumentarse hasta más del 75% en peso. Mediante el uso de hierro sólido o una mezcla de hierro y hematita sólidos, la concentración de cloruro férrico puede aumentarse incluso más que con la hematita.
Las realizaciones anteriores del método comprenden la etapa de aumentar el contenido en hierro de dicha disolución mediante la adición de una sustancia que comprende hierro. Parece que esta etapa es necesaria para permitir el aumento del contenido en hierro de la disolución sin ninguna etapa de evaporación y, por tanto, de manera energéticamente más eficiente que en la técnica anterior.
Por tanto, la presente divulgación también se refiere a un método para aumentar el contenido en hierro de una disolución, que comprende las etapas de:
(D1) proporcionar una disolución que comprende un contenido en hierro inicial, preferiblemente de al menos el 6% en peso; y
(D2) añadir una sustancia que comprende hierro,
lo que conduce a una disolución que comprende un contenido en hierro aumentado, preferiblemente de al menos el 12% en peso.
Obsérvese que añadir dicha sustancia es para dar como resultado un aumento del contenido en hierro de la disolución, siendo el contenido en hierro una concentración de todo el hierro disuelto en la disolución. Dicho hierro puede estar presente en forma de átomos, iones, hierro ferroso y/o férrico, unido en moléculas o no unido, etc. Dicha disolución de contenido en hierro aumentado puede obtenerse como una disolución intermedia en un método para obtener una disolución de alta concentración de cloruro férrico tal como se describe en este documento.
En una realización preferida, la sustancia añadida comprende hierro férrico y/o ferroso sólido, y preferiblemente los métodos descritos en el presente documento comprenden la etapa de disolver dicho hierro en dicha disolución, más preferiblemente antes de, durante y/o después de que dicho hierro se una a cloruro férrico y/o ferroso.
En una realización, el contenido en hierro de la disolución aumenta desde un contenido en hierro de menos del 10% en peso, preferiblemente de entre el 4% en peso y el 9% en peso, hasta un contenido en hierro de más del 15% en peso, por ejemplo el 16, el 17, el 18, el 19, el 20, el 21, el 22, el 23, el 24, el 25, el 26, el 27, el 28, el 29, el 30% en peso, o cualquier valor entre los mismos. Preferiblemente, la concentración aumenta hasta más del 20% en peso, más preferiblemente más del 21% en peso, aún más preferiblemente más del 22% en peso, todavía más
preferiblemente más del 23% en peso, incluso más preferiblemente más del 24% en peso. En una realización preferida, la concentración aumenta hasta menos del 30% en peso, más preferiblemente menos del 29% en peso, aún más preferiblemente menos del 28% en peso, todavía más preferiblemente menos del 27% en peso, incluso más preferiblemente menos del 26% en peso, aún incluso más preferiblemente menos del 25% en peso. Lo más preferiblemente, la concentración aumenta hasta aproximadamente el 24,5% en peso.
En una realización, dicha disolución proporcionada en la etapa (C1) o en la etapa (D1) comprende una concentración de cloruro férrico de al menos el 12% en peso, más preferiblemente al menos el 15% en peso, más preferiblemente al menos el 16% en peso, incluso más preferiblemente al menos el 18% en peso, todavía más preferiblemente al menos el 20% en peso, aún más preferiblemente al menos el 23% en peso, incluso todavía más preferiblemente al menos el 25% en peso, incluso aún más preferiblemente al menos el 27% en peso, todavía aún más preferiblemente al menos el 30% en peso, aún incluso más preferiblemente al menos el 32% en peso, aún todavía más preferiblemente al menos el 35% en peso, todavía incluso más preferiblemente al menos el 38% en peso, incluso más preferiblemente al menos el 40% en peso. Obsérvese que el método de la presente invención proporciona en este caso un modo de aumentar la disolución de cloruro férrico incluso por encima del 40% en peso.
En un aspecto adicional, la presente divulgación proporciona un método para disminuir la concentración de cloruro férrico en una disolución de cloruro férrico mediante la dilución de dicha disolución. Preferiblemente, dicha concentración de cloruro férrico es de al menos el 15% en peso, preferiblemente al menos el 18% en peso, más preferiblemente al menos el 20% en peso, todavía más preferiblemente al menos el 23% en peso, aún más preferiblemente al menos el 25% en peso, incluso más preferiblemente al menos el 27% en peso, aún más preferiblemente al menos el 30% en peso, todavía más preferiblemente al menos el 32% en peso, incluso más preferiblemente al menos el 35% en peso, aún todavía más preferiblemente al menos el 38% en peso, aún incluso más preferiblemente al menos el 40% en peso, todavía incluso más preferiblemente al menos el 50% en peso, todavía más preferiblemente al menos el 60% en peso, aún más preferiblemente al menos el 65% en peso, por ejemplo el 66% en peso, el 67% en peso, el 68% en peso, el 69% en peso, el 70% en peso, el 71% en peso, el 72% en peso, el 73% en peso, el 74% en peso, el 75% en peso o superior, lo más preferiblemente de aproximadamente el 71% en peso.
En una realización preferida, dicha disolución se diluye mediante la adición de agua, preferiblemente para obtener una concentración de cloruro férrico de entre el 5% en peso y el 45% en peso, preferiblemente entre el 30% en peso y el 42% en peso, más preferiblemente de aproximadamente el 38% en peso, el 39% en peso, el 40% en peso, el 41% en peso, o cualquier valor entre los mismos.
En una realización, dicha dilución se realiza en línea, preferiblemente mediante la adición de agua a dicha disolución en o durante el suministro de dicha disolución a un procedimiento que requiere una disolución de cloruro férrico de concentración disminuida de cloruro férrico, o mediante lo cual dicha dilución se realiza en un procedimiento por lotes, preferiblemente mediante la adición de una cantidad de agua a un lote de dicha disolución de cloruro férrico.
En una realización, dicha dilución se realiza en línea, preferiblemente in situ, durante la descarga a partir de un medio de transporte tal como una barcaza o un camión, al almacenamiento. En una realización, dicha dilución se realiza en línea, preferiblemente in situ, durante el uso o transporte desde un tanque de almacenamiento hasta una unidad de proceso que requiere una disolución de cloruro férrico, preferiblemente a una concentración predeterminada, por ejemplo una unidad de tratamiento de aguas.
En una realización, dicha dilución se realiza mediante un sistema de dilución instalado en un medio de transporte para transportar dicha disolución de cloruro férrico a una concentración aumentada, por ejemplo dicho sistema de dilución instalado en un contenedor, un contenedor intermodal, una barcaza, un camión, etc.
En una realización, dicha dilución se realiza por lotes, preferiblemente mediante la adición de una cantidad de disolución de cloruro férrico a un tanque, por ejemplo un tanque de almacenamiento, que comprende una cantidad predeterminada de agua, preferiblemente combinada mediante un mezclado en el tanque para obtener una disolución homogénea.
En aún un aspecto adicional, la presente divulgación proporciona el uso de una disolución que comprende una concentración de cloruro férrico para tratar aguas residuales, preferiblemente como agente coagulante y/o floculante. Preferiblemente, dicha concentración de cloruro férrico es de al menos el 15% en peso, preferiblemente al menos el 18% en peso, más preferiblemente al menos el 20% en peso, todavía más preferiblemente al menos el 23% en peso, aún más preferiblemente al menos el 25% en peso, incluso más preferiblemente al menos el 27% en peso, aún más preferiblemente al menos el 30% en peso, todavía más preferiblemente al menos el 32% en peso, incluso más preferiblemente al menos el 35% en peso, aún todavía más preferiblemente al menos el 38% en peso, aún incluso más preferiblemente al menos el 40% en peso, todavía incluso más preferiblemente al menos el 50% en peso, todavía más preferiblemente al menos el 60% en peso, aún más preferiblemente al menos el 65% en peso, por ejemplo el 66% en peso, el 67% en peso, el 68% en peso, el 69% en peso, el 70% en peso, el 71% en peso, el 72% en peso, el 73% en peso, el 74% en peso, el 75% en peso o superior, lo más preferiblemente de aproximadamente el 71% en peso. La presente invención se refiere además a un método para proporcionar una
disolución de cloruro férrico a una primera concentración a una unidad de tratamiento de aguas, que comprende la etapa de diluir una disolución de cloruro férrico que comprende una segunda concentración que es mayor que dicha primera concentración, preferiblemente la segunda concentración es de al menos el 15% en peso, preferiblemente al menos el 18% en peso, más preferiblemente al menos el 20% en peso, todavía más preferiblemente al menos el 23% en peso, aún más preferiblemente al menos el 25% en peso, incluso más preferiblemente al menos el 27% en peso, aún más preferiblemente al menos el 30% en peso, todavía más preferiblemente al menos el 32% en peso, incluso más preferiblemente al menos el 35% en peso, aún todavía más preferiblemente al menos el 38% en peso, aún incluso más preferiblemente al menos el 40% en peso, todavía incluso más preferiblemente al menos el 50% en peso, todavía más preferiblemente al menos el 60% en peso, aún más preferiblemente al menos el 65% en peso, por ejemplo el 66% en peso, el 67% en peso, el 68% en peso, el 69% en peso, el 70% en peso, el 71% en peso, el 72% en peso, el 73% en peso, el 74% en peso, el 75% en peso o superior, lo más preferiblemente de aproximadamente el 71% en peso, mediante la adición de agua tratada a partir de dicha unidad de tratamiento de aguas a dicha disolución de cloruro férrico.
Descripción de las figuras
Las figuras 1-3 ilustran realizaciones de métodos para obtener una disolución que comprende cloruro férrico con concentración aumentada según la presente invención.
Descripción detallada de la invención
La presente invención se refiere a un método para obtener una disolución que comprende un cloruro férrico a una concentración aumentada. La presente divulgación también se refiere a un método para aumentar el contenido en hierro de una disolución.
A menos que se defina lo contrario, todos los términos usados en la divulgación de la invención, incluyendo los términos técnicos y científicos, tienen el significado que entiende habitualmente un experto habitual en la técnica a la que pertenece esta invención. Por medio de guías adicionales, se incluyen definiciones de términos para apreciar mejor la enseñanza de la presente invención.
Tal como se usa en el presente documento, los siguientes términos tienen los siguientes significados:
“Un”, “una”, y “el/la”, tal como se usan en el presente documento, se refieren a los referentes tanto en singular como en plural a menos que el contexto dicte claramente lo contrario. A modo de ejemplo, “un compartimento” se refiere a uno o más de un compartimento.
Se pretende que “aproximadamente”, tal como se usa en el presente documento en cuanto a un valor medible tal como un parámetro, una cantidad, una duración temporal, y similares, abarque variaciones de /-20% o menos, preferiblemente /-10% o menos, más preferiblemente /-5% o menos, incluso más preferiblemente /-1% o menos, y todavía más preferiblemente /-0,1% o menos, de y a partir del valor especificado, en la medida en que tales variaciones sean apropiadas de realizar en la invención dada a conocer. Sin embargo, debe entenderse que el valor al que se refiere el modificador “aproximadamente” también se da a conocer específicamente en sí mismo.
“Comprender”, “que comprende”, y “comprende” y “comprendido por”, tal como se usan en el presente documento, son sinónimos de “incluir”, “que incluye”, “incluye” o “contener”, “que contiene”, “contiene” y son términos inclusivos o abiertos que especifican la presencia de lo que sigue, por ejemplo un componente, y no excluyen ni impiden la presencia de componentes, características, elementos, miembros, etapas no recitados adicionales conocidos en la técnica o dados a conocer en el presente documento.
La recitación de intervalos numéricos mediante puntos de extremo incluye todos los números y las fracciones subsumidos dentro de ese intervalo, así como los puntos de extremo recitados.
La expresión “% en peso” (porcentaje en peso), en este caso y a lo largo de toda la descripción a menos que se defina lo contrario, se refiere al peso relativo del componente respectivo basado en el peso total de la formulación. El término “contenido en hierro de una disolución” se refiere a la concentración de hierro en dicha disolución. El hierro puede estar en forma de átomos de hierro, iones de hierro, hierro férrico, hierro ferroso, hierro unido en moléculas, etc. Obsérvese que, por ejemplo, los sólidos que comprenden hierro no forman parte de la disolución y, por tanto, no contribuyen al contenido en hierro de la disolución.
En un aspecto, la divulgación proporciona un método para aumentar el contenido en hierro de una disolución, que comprende las etapas de:
(D1) proporcionar una disolución que comprende un contenido en hierro inicial, preferiblemente de al menos el 6% en peso; y
(D2) añadir una sustancia que comprende hierro,
lo que conduce a una disolución que comprende un contenido en hierro aumentado, preferiblemente de al menos el 12% en peso.
Obsérvese que añadir dicha sustancia es para dar como resultado un aumento del contenido en hierro de la disolución, siendo el contenido en hierro una concentración de todo el hierro disuelto en la disolución. Dicho hierro puede estar presente en forma de átomos, iones, hierro ferroso y/o férrico, unido en moléculas o no unido, etc. Dicha disolución de contenido en hierro aumentado puede obtenerse como una disolución intermedia en un método para obtener una disolución de alta concentración de cloruro férrico tal como se describe en este documento. Además, dicho método para aumentar el contenido en hierro de una disolución puede usarse en un método para obtener una disolución de alta concentración de cloruro férrico tal como se describe en este documento, en particular en la etapa (C3).
En una realización preferida, la sustancia añadida comprende hierro férrico y/o ferroso sólido, y preferiblemente los métodos descritos en el presente documento comprenden la etapa de disolver dicho hierro en dicha disolución, más preferiblemente antes de, durante y/o después de que dicho hierro se una en cloruro férrico y/o ferroso.
En una realización, el contenido en hierro de la disolución aumenta desde un contenido en hierro de menos del 10% en peso, preferiblemente de entre el 4% en peso y el 9% en peso, hasta un contenido en hierro de más del 15% en peso, por ejemplo el 16, el 17, el 18, el 19, el 20, el 21, el 22, el 23, el 24, el 25, el 26, el 27, el 28, el 29, el 30% en peso, o cualquier valor entre los mismos. Preferiblemente, la concentración aumenta hasta más del 20% en peso, más preferiblemente más del 21% en peso, aún más preferiblemente más del 22% en peso, todavía más preferiblemente más del 23% en peso, incluso más preferiblemente más del 24% en peso. En una realización preferida, la concentración aumenta hasta menos del 30% en peso, más preferiblemente menos del 29% en peso, aún más preferiblemente menos del 28% en peso, todavía más preferiblemente menos del 27% en peso, incluso más preferiblemente menos del 26% en peso, aún incluso más preferiblemente menos del 25% en peso. Lo más preferiblemente, la concentración aumenta hasta aproximadamente el 24,5% en peso.
La presente invención proporciona un método para obtener una disolución que comprende un cloruro férrico a una concentración aumentada de entre el 67% en peso y el 75% en peso tal como se define en la reivindicación 1. Realizaciones preferidas de estos métodos se describen en las reivindicaciones 2 a 14 y adicionalmente en este documento.
En una realización preferida, el ácido clorhídrico se añade en la etapa (C2) mediante absorción a partir de un estado gaseoso por dicha disolución.
En una realización preferida, dicha sustancia añadida en la etapa (C3) comprende hierro sólido y/o hematita sólida. Mediante el uso de hematita sólida, la concentración de cloruro férrico puede aumentarse hasta más del 75% en peso. Mediante el uso de hierro sólido o una mezcla de hierro y hematita sólidos, la concentración de cloruro férrico puede aumentarse incluso más que con la hematita.
Las realizaciones anteriores del método comprenden la etapa de aumentar el contenido en hierro de dicha disolución mediante la adición de una sustancia que comprende hierro. Parece que esta etapa es necesaria para permitir el aumento del contenido en hierro de la disolución sin ninguna etapa de evaporación y, por tanto, de una manera energéticamente más eficiente que en la técnica anterior. La disolución de cloruro férrico con alto contenido en hierro, preferiblemente el 23% en peso, el 24% en peso, el 25% en peso, el 26% en peso o superior, puede almacenarse, transportarse o moverse como una disolución manteniendo la temperatura de disolución de modo que el cloruro férrico sea estable en disolución. En una realización preferida, la temperatura es de 8°C o superior. En otras realizaciones, la temperatura puede ser de 30°C o superior y en otra realización la temperatura puede ser de 50°C, por ejemplo de aproximadamente 80°C o aproximadamente 100°C. En una realización preferida, la temperatura es de 100°C o inferior. En otras realizaciones, la temperatura puede ser de 75°C o inferior, por ejemplo de aproximadamente 8°C o aproximadamente 50°C. Para disoluciones de cloruro férrico congeladas, puede aplicarse calor para facilitar el cambio de fase de sólido a líquido. Una vez transportada a la ubicación deseada, la disolución de cloruro férrico que tiene alto contenido en hierro puede reconstituirse entonces in situ hasta la concentración de hierro deseada según se desee.
En una realización, el método comprende la etapa de garantizar que dicha disolución, en particular dicha disolución que comprende una concentración aumentada de cloruro férrico, permanezca o se vuelva líquida, por ejemplo alterando o controlando los parámetros climáticos de dicha disolución tales como la temperatura y/o la presión. Más en particular, el método puede comprender la etapa de mantener dicha disolución que comprende una concentración de cloruro férrico por encima de la temperatura de congelación de dicha disolución. Obsérvese en este caso que la temperatura de congelación de la disolución depende de la concentración y que esta etapa puede requerir el calentamiento de dicha disolución, en particular para concentraciones de cloruro férrico superiores al 75% en peso.
Por tanto, la presente divulgación también se refiere a un método para almacenar, transportar y/o mover una disolución de cloruro férrico, preferiblemente una disolución de cloruro férrico obtenida mediante un método según la presente invención, con un contenido en hierro de al menos el 23% en peso, preferiblemente al menos el 24% en peso, tal como 24% en peso, el 25% en peso, el 26% en peso o superior, y cualquier valor entre los mismos. Preferiblemente, dicho método comprende almacenar, transportar y/o mover dicha disolución de cloruro férrico a una temperatura de aproximadamente 8°C o más. Preferiblemente, dicha disolución se almacena durante una duración de más de 1 día, más preferiblemente de más de 2 días, todavía más preferiblemente de más de 3 días, tal como de 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 días o más, y/o preferiblemente dicha disolución se transporta o mueve a distancias más largas de 100 km, preferiblemente más largas de 500 km, más preferiblemente más largas de 1000 km, tal como de 2000 km, 3000 km, 4000 km, 5000 km, 6000 km, 7000 km, 8000 km, 9000 km, 10000 km, o cualquier valor entre los mismos, o incluso más largas de 10000 km. En una realización, dicha disolución de cloruro férrico se almacena, transporta y/o mueve en un contenedor intermodal o mediante una barcaza.
Obsérvese en este caso que el almacenamiento, transporte o movimiento de disoluciones de cloruro férrico durante un largo periodo o a largas distancias, preferiblemente en contenedores intermodales o una barcaza, no parece que se hayan realizado ni contemplado previamente. La presente invención permite producir disoluciones altamente concentradas de cloruro férrico de manera rápida, barata y fiable, pero requiere la presencia de sustancias que contienen hierro. Debido a su alta concentración, resulta posible producir la disolución de cloruro férrico en un sitio en el que están presentes, se producen o se recogen sustancias que contienen hierro, y almacenar la disolución durante un periodo de tiempo más largo o transportar o mover la disolución a una larga distancia, donde puede diluirse hasta una concentración requerida, para un uso o una aplicación dados. En caso de que el punto de fusión o punto de congelación de la disolución sea alto, en particular superior a la temperatura ambiental, es necesario que se tomen medidas adicionales para mantener el producto en estado líquido. Tales medidas pueden comprender, por ejemplo, el aislamiento o el traceado, para evitar la cristalización o solidificación del producto. A este respecto, se prefiere una disolución con una concentración aumentada de entre el 67% en peso y el 75% en peso, más preferiblemente de aproximadamente el 71% en peso, ya que cristaliza sólo a aproximadamente 8°C, lo que simplifica el transporte y almacenamiento de la disolución. Para el almacenamiento, por ejemplo, puede ser suficiente un aislamiento y/o un traceado limitados. La temperatura de fusión o congelación de la disolución determina el tipo de traceado que puede usarse. Si un producto se funde/congela a aproximadamente 8°C, habitualmente es suficiente un traceado eléctrico. Un producto con una temperatura de fusión/congelación superior a 100°C requiere, por ejemplo, un traceado de vapor. El tipo de traceado también determina al menos parcialmente el material que puede usarse en los recipientes o las tuberías de almacenamiento o transporte, así como su vida útil. En este caso pueden adaptarse contenedores intermodales para tal almacenamiento a largo plazo y/o transporte a larga distancia. Pueden adaptarse barcazas para el transporte a larga distancia. Obsérvese que, debido a la naturaleza corrosiva de las disoluciones de cloruro férrico, no resulta evidente usar barcazas para transportar disoluciones de cloruro férrico.
Los contenedores intermodales, también denominados contenedor, contenedor de carga, contenedor ISO, contenedor de envío, contenedor High Cube, caja, caja Conex o cubo marítimo, son preferiblemente una caja de acero reutilizable estandarizada usada para el almacenamiento y movimiento seguros, eficientes y protegidos de materiales y productos dentro de un sistema de transporte de carga intermodal global en contenedores. “Intermodal” indica que el contenedor puede moverse desde un modo de transporte a otro (por ejemplo, desde un barco, a un ferrocarril, a un camión) sin descargar y volver a cargar el contenido del contenedor.
Barcazas se refieren a botes o barcos, adaptados para transportar bienes y productos por vías navegables, preferiblemente por ríos, canales y lagos.
En vista de lo anterior, la presente invención también se refiere a un contenedor intermodal o a una barcaza que comprenden una disolución de cloruro férrico con una concentración de entre el 7% en peso y el 75% en peso tal como se define en la reivindicación 15. La presente invención también se refiere al uso de un contenedor intermodal o una barcaza para almacenar, transportar y/o mover una disolución de cloruro férrico, preferiblemente una disolución de cloruro férrico obtenida mediante un método según la presente invención tal como se define en la reivindicación 16.
El agente usado en la etapa de oxidación puede elegirse de la lista de gas de cloro (Cl2), ozono (O3), gas de oxígeno (O2), dióxido de cloro (CO2), hipoclorito de sodio (NaOCI), gas de oxicloración (que puede ser una combinación de gas de oxígeno (O2 ) y ácido clorhídrico (HCI)), peróxidos, especialmente peróxido de hidrógeno (H2O2), perclorato, especialmente perclorato de sodio (NaClO3). En una realización preferida se usa gas de cloro (Ch), gas de oxígeno (O2), una mezcla de gas de oxígeno y gas de ácido clorhídrico (O2+HCl), o una mezcla de los mismos.
La presente invención se describirá ahora con más detalle, haciendo referencia a ejemplos que no son limitativos.
Ejemplos
Ejemplo 1: véase la figura 1 (no según la presente invención).
Se proporciona una disolución (11) de cloruro férrico con una concentración del 12% en peso. Se absorbe (13) ácido clorhídrico (12) en estado gaseoso en dicha disolución (11), lo que da como resultado una disolución (14) que comprende cloruro férrico y ácido clorhídrico. Obsérvese que esto puede disminuir la concentración de cloruro férrico en la disolución (14). Se añade óxido férrico (15), por ejemplo en forma de hematita o ferrita, a la disolución (14). El óxido férrico reacciona al menos parcialmente con el ácido clorhídrico (16) para formar cloruro férrico en la disolución. Obsérvese que el óxido férrico puede añadirse como un sólido, pero que la reacción (16) da como resultado hierro férrico que se disuelve en la disolución. Obsérvese también que la adición del óxido férrico aumenta el contenido en hierro de la disolución (14), a pesar de que se forma agua en la reacción (16). Esto se debe a la pesada masa molecular del cloruro férrico en comparación con el agua, lo que teóricamente permite hasta aproximadamente el 85,7% en peso de disolución de cloruro férrico con esta reacción.
La disolución (17) de cloruro férrico resultante comprende una concentración, que es mayor del 12% en peso, por ejemplo el 16% en peso. La disolución resultante también puede comprender ácido clorhídrico, por ejemplo que no participó en la reacción (16). Con el fin de aumentar adicionalmente la concentración, pueden repetirse las etapas (13) y (16) usando la disolución (17) resultante como aporte (19). Esta repetición de etapas puede realizarse múltiples veces para aumentar la concentración de cloruro férrico, lo que da como resultado una disolución (18) final que comprende al menos el 38% en peso, preferiblemente el 40% en peso, más preferiblemente entre el 60% en peso y el 80% en peso, lo más preferiblemente aproximadamente el 71% en peso, de cloruro férrico.
En caso de que esté presente ácido clorhídrico en la disolución (17) resultante, la etapa (16) puede repetirse usando la disolución (17) resultante como aporte (20).
En un ejemplo similar, la concentración inicial de cloruro férrico puede ser de aproximadamente el 40% en peso: a. Por ejemplo, se satura una disolución de cloruro férrico (FeCl3) al 40% en peso, con un contenido en hierro de aproximadamente el 14% en peso, con gas de ácido clorhídrico (HCl(g)) húmedo.
b. Se aumenta el contenido en hierro mediante la adición de magnetita (Fe3O4) lo que produce una disolución que comprende cloruro férrico (FeCb) y cloruro ferroso (FeCb), con un contenido en hierro aumentado de aproximadamente el 16,5% en peso.
c. A esto le sigue la cloración de cloruro ferroso para obtener una disolución con una concentración de cloruro férrico del 47% en peso.
Con estas etapas, la concentración aumentada de cloruro férrico es mayor que dicha concentración inicial de cloruro férrico en un 7% en peso.
Ejemplo 2: véase la figura 2.
Se proporciona una disolución (21) de cloruro férrico con una concentración de aproximadamente el 12% en peso. La disolución también puede comprender cloruro ferroso. Se añade hierro sólido (22) a la disolución (21). El hierro sólido (22) reacciona con cloruro férrico en la disolución (21) para formar cloruro ferroso según la reacción (23). Obsérvese que esto da como resultado un aumento del contenido en hierro de la disolución, y que se obtiene una disolución (24) que comprende cloruro ferroso y posiblemente cloruro férrico que no reaccionaron en la reacción (24). Se añade gas de cloro (25) a la disolución (24), lo que da como resultado la oxidación del hierro ferroso según una reacción (26) de oxicloración.
La disolución (27) de cloruro férrico resultante comprende una concentración, que es mayor del 12% en peso, por ejemplo el 38% en peso. La disolución resultante también puede comprender cloruro ferroso, por ejemplo que no participó en la reacción (26).
Con el fin de aumentar adicionalmente la concentración, las etapas (23) y (26) pueden repetirse usando la disolución (27) resultante como aporte (29). Esta repetición de etapas puede realizarse múltiples veces para aumentar la
concentración de cloruro férrico, lo que da como resultado una disolución (28) final que comprende al menos el 40% en peso, preferiblemente entre el 60% en peso y el 80% en peso, lo más preferiblemente aproximadamente el 71% en peso, de cloruro férrico.
En caso de que esté presente cloruro ferroso en la disolución (27) resultante, la etapa (26) puede repetirse usando la disolución (27) resultante como aporte (30).
Ejemplo 3: véase la figura 3.
Se proporciona una disolución (31) que comprende cloruro ferroso y/o férrico, que comprende un contenido en hierro de aproximadamente el 6% en peso, por ejemplo licor de decapado residual a partir de una planta de decapado de acero. Se absorbe (33) ácido clorhídrico (32) en estado gaseoso en dicha disolución (31). Obsérvese que esto puede disminuir el contenido en hierro en la disolución (34). Se añaden sustancias (35) que comprenden hierro a la disolución (34). Pueden tener lugar varias reacciones (36), lo que da como resultado un aumento del contenido en hierro. Se obtiene una disolución (37) que comprende cloruro ferroso. Esta disolución (37) puede comprender además cloruro férrico ya formado en las reacciones (36) y/o ácido clorhídrico que no participó en las reacciones (36). Se añade un agente (38) oxidante a la disolución (37), lo que da como resultado la oxidación (43) del hierro ferroso en el cloruro ferroso. El agente (38) oxidante puede ser gas de cloro y/o gas de oxígeno, y el hierro ferroso puede estar al menos parcialmente oxiclorado. En caso de que la cantidad de ácido clorhídrico en la disolución (37) se considere demasiado baja como para permitir la oxicloración con gas de oxígeno, puede añadirse gas de ácido clorhídrico adicional en esta etapa.
La disolución (39) de cloruro férrico resultante puede comprender un contenido en hierro que es mayor de una concentración de aproximadamente el 10% en peso, y una concentración de cloruro férrico que es mayor del 16% en peso, por ejemplo el 38% en peso. La disolución (39) resultante también puede comprender cloruro ferroso y/o ácido clorhídrico, por ejemplo que no participaron en las reacciones (36).
Con el fin de aumentar adicionalmente la concentración, las etapas (33), (36) y (43) pueden repetirse usando la disolución (39) resultante como aporte (41). Esta repetición de etapas puede realizarse múltiples veces para aumentar la concentración de cloruro férrico, lo que da como resultado una disolución (40) final que comprende al menos el 38% en peso, preferiblemente el 40% en peso, más preferiblemente entre el 60% en peso y el 80% en peso, lo más preferiblemente aproximadamente el 71% en peso, de cloruro férrico.
En caso de que esté presente ácido clorhídrico y/o cloruro ferroso en la disolución (39) resultante, las etapas (36) y (43) pueden repetirse usando la disolución (39) resultante como aporte (42). Obsérvese que si está presente cloruro ferroso en la disolución (39) resultante, la etapa (43) puede repetirse usando la disolución (39) resultante como aporte (44) con el fin de aumentar la concentración de cloruro férrico.
Ejemplo 4: Reacción entre hierro (Fe), cloruro férrico (FeCb) y gas de cloro (Cb) para obtener una disolución de cloruro férrico (FeCl3) al 69% en peso partiendo de una disolución de cloruro férrico FeCl3 al 40% en peso. Véanse también el ejemplo 2 y la figura 2.
En este ejemplo se añade hierro a una disolución de cloruro férrico, lo que produce una disolución que comprende cloruro ferroso. El cloruro ferroso se oxida a cloruro férrico mediante la reacción con gas de cloro. Al repetir este procedimiento 3 veces, el contenido en cloruro férrico de la disolución aumenta desde el 40% en peso, a lo largo del 50% en peso y el 60% en peso hasta el 69% en peso. Con estas etapas, la concentración aumentada de cloruro férrico es mayor que dicha concentración inicial de cloruro férrico en un 10% en peso, un 20% en peso hasta incluso un 29% en peso.
Aumento en múltiples etapas del contenido en hierro mediante la adición de Fe en la disolución de FeCb seguido de la oxidación de cloruro ferroso a férrico
Obsérvese que en este ejemplo 4, no se realiza la etapa (C2), aunque se realiza la etapa (C4) ya que está presente una gran cantidad de ion ferroso en la disolución de cloruro ferroso obtenida después de añadir el hierro (Fe) a la disolución.
Nota: una vez cargado el reactor con FeCb al 69%, esta reacción puede tener lugar en 1 etapa en el reactor mediante la adición simultánea de Fe, FeCb al 40% y Cb. Es decir, después de realizar las etapas (C3) y (C4) tres veces subsiguientemente, ahora pueden realizarse simultáneamente para aumentar la concentración de cloruro férrico de una disolución de cloruro férrico al 40% en peso hasta el 69% en peso, es decir un aumento del 29% en peso, en un único procedimiento que combina las etapas (C3) y (C4) de manera simultánea. En una vista alternativa, también puede observarse que aumenta la cantidad de disolución con una concentración de cloruro férrico del 69% en peso. Esto se ilustra en la tabla a continuación.
Ejemplo 5: Reacción entre hierro (Fe), ácido clorhídrico (HCl(g)) y gas de cloro (Cb) para obtener una disolución de cloruro férrico (FeCb) al 57% en peso partiendo de una disolución de cloruro férrico (FeCb) al 19% en peso (no según la presente invención).
a. Se satura una disolución de cloruro férrico (FeCb) al 19% en peso con ácido clorhídrico (HCl(g)).
b. Se aumenta el contenido en hierro mediante la adición de hierro (Fe), lo que produce una disolución que comprende cloruro ferroso (FeCb) a una concentración del 51% en peso.
c. Se oxida el cloruro ferroso (FeCl2) a cloruro férrico (FeCl3) usando gas de cloro (Cl2).
En este caso, realizar las etapas (C2), (C3) y (C4) da como resultado un aumento de la concentración de cloruro férrico en un 38% en peso.
Ejemplo 6: Reacción entre magnetita (Fe3O4), hierro (Fe), ácido clorhídrico (HCl(g)) y gas de cloro (Cb) para obtener una disolución de cloruro férrico (FeCb) al 55% en peso partiendo de una disolución de cloruro férrico (FeCb) al 40% en peso (no según la presente invención).
a. Se satura una disolución de cloruro férrico (FeCb) al 40% en peso con ácido clorhídrico (HCl(g)).
b. Se aumenta el contenido en hierro mediante la adición de magnetita (Fe3O4), lo que produce una disolución que comprende cloruro férrico y cloruro ferroso (FeCb) con un contenido en hierro aumentado.
c. Se aumenta adicionalmente el contenido en hierro mediante la adición de hierro (Fe), lo que produce una
disolución que comprende cloruro ferroso (FeCb).
d. Se oxida el cloruro ferroso a cloruro férrico usando gas de cloro (Cb).
En este caso, se logra un aumento del 15% en peso de la concentración de cloruro férrico al realizar las etapas (C2), (C3) y (C4).
Ejemplo 7: Reacción entre hematita (Fe2O3) y ácido clorhídrico (HCl(g)) para obtener una disolución de cloruro férrico (FeCb) al 71% en peso partiendo de una disolución de cloruro férrico (FeCb) al 40% en peso mediante la adición simultánea de hematita (Fe2O3) y ácido clorhídrico (HCl(g)) en un reactor.
En este caso, se logra un aumento del 31% en peso de la concentración de cloruro férrico al realizar las etapas (C2) y (C3) simultáneamente.
Ejemplo 8: Producción de un concentrado de cloruro férrico (FeCb) con más del 71% en peso de FeCb partiendo de una disolución de cloruro férrico (FeCb) al 40% en peso.
Se ha preparado una disolución de FeCb al 76,1% en peso, partiendo de una disolución de cloruro férrico al 40% en peso, repitiendo 4 veces el siguiente procedimiento: saturar la disolución de cloruro férrico (FeCb) con ácido clorhídrico (HCl(g)), añadir magnetita (Fe3O4) y oxidar con gas de cloro (Cl2 ). La concentración de FeCl3 aumentó desde el 40% en peso a lo largo del 53,6% en peso, el 62,3% en peso, el 68,8% en peso hasta el 76,1% en peso de FeCl3.
Análisis de la disolución de partida: 0,55 g/l de Fe(II), 199,4 g/l de Fe(III), 11,4 g/l de HCI y d=1,434 g/ml = 40,3% en peso de FeCl3.
ETAPA 1
1) Adición de HCl(g) a una disolución de FeCb al 40% en peso hasta la saturación.
2) Adición de Fe3O4 a la disolución saturada de HCl/FeCb.
3) Adición de Cb a la disolución de FeCb/FeCb.
Lo que produce <0,5 g/l de Fe(II), 302,4 g/l de Fe(III), 17,5 g/l de HCI y d=1,638 g/ml = 53,6% en peso de FeCl3.
ETAPA 2
4) Adición de HCl(g) a una disolución de FeCb al 53,6% en peso hasta la saturación.
5) Adición de Fe3O4 a la disolución saturada de HCl/FeCb.
6) Adición de Cb a la disolución de FeCb/FeCb.
Lo que produce 1,0 g/l de Fe(II), 364,2 g/l de Fe(III), 13,4 g/l de HCI y d=1,696 g/ml = 62,3% en peso de
FeCla.
ETAPA 3
7) Adición de HCl(g) a una disolución de FeCl3 al 62,3% en peso hasta la saturación.
8) Adición de Fe3O4 a la disolución saturada de HCl/FeCb.
9) Adición de Cl2 a la disolución de FeCb/FeCb.
Lo que produce <0,5 g/l de Fe(II), 410,5 g/l de Fe(III), 20,4 g/l de HCI y d=1,734 g/ml = 68,8% en peso de FeCl3.
ETAPA 4
10) Adición de HCl(g) a una disolución de FeCb al 68,8% en peso hasta la saturación.
11) Adición de Fe3O4 a la disolución saturada de HCl/FeCb.
12) Adición de Cb a 0,95 litros de la disolución de FeCb/FeCb a 85°C durante 2 horas.
Lo que produce <0,5 g/l de Fe(II), 476,4g/l de Fe(III), 8,1 g/l de HCI y d=1,818 g/ml = 76,1% en peso de FeCl3.
Se supone que la presente invención no se restringe a ninguna forma de realización descrita anteriormente y que pueden añadirse algunas modificaciones a los ejemplos presentados sin la revisión de las reivindicaciones adjuntas.
Claims (16)
- (C1) proporcionar una disolución que comprende cloruro férrico y/o ferroso,que comprende una concentración inicial de cloruro férrico;(C2) opcionalmente añadir ácido clorhídrico a dicha disolución;(C3) aumentar el contenido en hierro de dicha disolución mediante la adición de una sustancia que comprende hierro, hierro férrico y/o ferroso;(C4) opcionalmente oxidar el ion ferroso en dicha disolución;mediante lo cual se realiza al menos una de las etapas (C2) o (C4), lo que conduce a una disolución que comprende una concentración aumentada de cloruro férrico en comparación con dicha concentración inicial de cloruro férrico.
- 2. Método según la reivindicación 1, en el que no está comprendida ninguna etapa de evaporación.
- 3. Método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, comprendiendo dicho método una etapa (C2) en la que se añade ácido clorhídrico a la disolución proporcionada en la etapa C2.
- 4. Método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, comprendiendo dicho método las etapas de:(C1) proporcionar una disolución que comprende cloruro férrico, comprendiendo dicha disolución una concentración inicial de cloruro férrico;(C2) añadir ácido clorhídrico a dicha disolución;(C3) aumentar el contenido en hierro de dicha disolución mediante la adición de una sustancia que comprende hierro férrico, seleccionándose preferiblemente dicha sustancia de hematita, ferrita, o cualquier combinación de las mismas, lo que conduce a una disolución que comprende una concentración aumentada de cloruro férrico en comparación con dicha concentración inicial de cloruro férrico.
- 5. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, comprendiendo dicho método las etapas de:(C1) proporcionar una disolución que comprende cloruro férrico y, opcionalmente, ferroso, comprendiendo dicha disolución una concentración inicial de cloruro férrico;(C2) añadir ácido clorhídrico a dicha disolución;(C3) aumentar el contenido en hierro de dicha disolución mediante la adición de una sustancia que comprende hierro, ion férrico y/o hierro ferroso, seleccionándose preferiblemente dicha sustancia que comprende hierro de hierro, hematita, magnetita, óxido de hierro, ferrita, o cualquier combinación de los mismos;(C4) oxidar dicho hierro ferroso y/o dicho cloruro ferroso en dicha disolución.
- 6. Método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha disolución tal como se obtiene mediante la etapa (C3) comprende ion ferroso y dicho ion ferroso en dicha disolución se oxida en la etapa (C4).
- 7. Método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha concentración aumentada de cloruro férrico es mayor que dicha concentración inicial de cloruro férrico en al menos el 1% en peso.
- 8. Método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la disolución proporcionada en la etapa (C1) comprende una concentración de cloruro férrico de al menos el 12% en peso.
- 9. Método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha oxidación en la etapa (C4) es mediante oxicloración, mediante oxidación y/o mediante cloración.
- 10 Método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha oxidación es con un agente seleccionado de gas de cloro, ozono, gas de oxígeno, dióxido de cloro, hipoclorito de sodio, gas de oxicloración, peróxidos, o cualquier combinación de los mismos.
- 11. Método según la reivindicación 9, en el que el gas de oxicloración comprende una combinación de gas de oxígeno y ácido clorhídrico.
- 12. Método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que las etapas (C2), (C3) y (C4) se realizan múltiples veces de manera subsiguiente o simultánea.
- 13. Método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la etapa (C2) se realiza antes de, durante y/o después de la etapa (C3), y/o en el que las etapas (C2) y/o (C3) se realizan antes de y/o durante la etapa (C4).
- 14. Método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el ácido clorhídrico se añade mediante absorción a partir de un estado gaseoso por dicha disolución en (C2).
- 15. Contenedor intermodal o barcaza que comprende una disolución de cloruro férrico obtenida mediante el procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1-14, mediante lo cual dicho contenedor o dicha barcaza están adaptados para el almacenamiento a largo plazo y/o transporte a larga distancia con traceado.
- 16. Uso de un contenedor intermodal o una barcaza adaptados para el almacenamiento a largo plazo y/o transporte a larga distancia con traceado para almacenar, transportar y/o mover una disolución de cloruro férrico obtenida mediante el procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1-14.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP13168775 | 2013-05-22 | ||
| EP13195781 | 2013-12-05 | ||
| PCT/EP2014/060589 WO2014187925A2 (en) | 2013-05-22 | 2014-05-22 | Improved method for obtaining an iron-comprising solution of high concentration |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2933574T3 true ES2933574T3 (es) | 2023-02-10 |
Family
ID=50732987
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES14726140T Active ES2933574T3 (es) | 2013-05-22 | 2014-05-22 | Método mejorado para obtener una disolución que comprende hierro de alta concentración |
| ES14169447.1T Active ES2668311T3 (es) | 2013-05-22 | 2014-05-22 | Proceso de retirada de cloruro de hidrógeno con compuestos ferrosos |
Family Applications After (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES14169447.1T Active ES2668311T3 (es) | 2013-05-22 | 2014-05-22 | Proceso de retirada de cloruro de hidrógeno con compuestos ferrosos |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (3) | US9376329B2 (es) |
| EP (3) | EP2999666B1 (es) |
| AU (2) | AU2014270411A1 (es) |
| CA (1) | CA2913094C (es) |
| ES (2) | ES2933574T3 (es) |
| HU (1) | HUE060769T2 (es) |
| PL (2) | PL2999666T3 (es) |
| WO (1) | WO2014187925A2 (es) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI511865B (zh) | 2009-01-20 | 2015-12-11 | Gerald F Rocha | 製造鉤式固定件之方法及裝置 |
| ES2933574T3 (es) * | 2013-05-22 | 2023-02-10 | Tessenderlo Group Nv | Método mejorado para obtener una disolución que comprende hierro de alta concentración |
| CN104891440B (zh) * | 2015-04-03 | 2017-02-22 | 煤科集团杭州环保研究院有限公司 | 一种含铁废盐酸提纯回收系统及方法 |
| CN109453615B (zh) * | 2018-12-19 | 2021-11-02 | 湖北星火化工有限公司 | 一种甲基磺酰氯生产尾气的处理方法 |
| NL2022821B1 (en) * | 2019-03-27 | 2020-10-02 | Urban Mining Corp Bv | Stock solution |
| CN114100339A (zh) * | 2021-11-09 | 2022-03-01 | 徐作元 | 一种脱硫脱硝一体化脱硫塔 |
| CN114288935B (zh) * | 2021-12-30 | 2022-11-15 | 中山市高平织染水处理有限公司 | 一种碱雾喷淋塔的加药配药装置 |
Family Cites Families (31)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE99972C (es) | ||||
| US1430551A (en) * | 1920-07-13 | 1922-10-03 | Union Carbide Corp | Method of oxidizing ferrous sulphate |
| US2096855A (en) * | 1934-07-27 | 1937-10-26 | Innis Speiden & Co | Manufacture of ferric chloride |
| US2677598A (en) * | 1953-01-19 | 1954-05-04 | Dow Chemical Co | Oxidation of ferrous halides to form ferric halides |
| GB1183006A (en) * | 1968-04-05 | 1970-03-04 | David Henry Thomas | Regeneration of Etchant. |
| DD99972A1 (es) * | 1972-04-10 | 1973-09-05 | ||
| US3873678A (en) * | 1973-08-02 | 1975-03-25 | Nl Industries Inc | Method for making ferric chloride |
| FR2514028B1 (fr) * | 1981-10-01 | 1986-05-09 | Pechiney Aluminium | Procede de chloruration selective de melanges d'oxydes metalliques d'origine naturelle ou synthetique |
| JPS61106781A (ja) * | 1984-10-30 | 1986-05-24 | Sumitomo Special Metals Co Ltd | エツチング処理液の再生方法 |
| DE3441793A1 (de) * | 1984-11-15 | 1986-05-15 | Herbert Dr. Anuschewski | Verfahren und vorrichtung zur aufbereitung von hcl und eisen(ii)-chloridhaltigen aetzbadloesungen |
| US5364530A (en) * | 1988-11-17 | 1994-11-15 | Otto Oeko-Tech Gmbh & Co. Kg | Process for the biological purification of sewage |
| JPH0673564A (ja) * | 1991-03-22 | 1994-03-15 | Nittetsu Kakoki Kk | ニッケル含有エッチング廃液を処理する方法 |
| US5316998A (en) * | 1992-05-05 | 1994-05-31 | Discovery Chemicals, Inc. | HCl adsorbent and method for making and using same |
| FR2704849B1 (fr) * | 1993-05-07 | 1995-06-23 | Atochem Elf Sa | Procédé de préparation du chlorure ferrique. |
| FR2729941A1 (fr) * | 1995-01-26 | 1996-08-02 | Atochem Elf Sa | Procede de preparation de chlorure ferrique en solution aqueuse |
| BE1011575A3 (fr) * | 1997-11-27 | 1999-11-09 | Solvay | Procede de fabrication d'une solution aqueuse de chlorure ferrique. |
| EP0938961A1 (de) | 1998-02-25 | 1999-09-01 | Paul Troester Maschinenfabrik | Spritzkopf für die Ummantelung von elektrischen Leitern |
| EP0968961A3 (en) * | 1998-06-04 | 2001-08-22 | Tessenderlo Chemie N.V. | Elemental chlorine-free conversion of waste HCl liquor by oxidation and concentration to form aqueous ferric chloride solution |
| JP3985125B2 (ja) | 2000-06-20 | 2007-10-03 | 東亞合成株式会社 | 塩化第二鉄溶液の製造方法、そのシステム、並びにその装置 |
| US20030211031A1 (en) * | 2001-01-18 | 2003-11-13 | Temyanko Valery L. | Ferrous chloride conversion |
| FR2838067B1 (fr) * | 2002-04-04 | 2005-02-04 | Toulouse Inst Nat Polytech | Procede de mise en contact de phases notamment gaz/liquide, reacteur dit a impacts multidirectionnels associe, et application au traitement oxydant de l'eau |
| US20040113783A1 (en) * | 2002-12-11 | 2004-06-17 | Millennium Information Systems, Llc | Container integrity management system |
| US20050258111A1 (en) * | 2003-03-21 | 2005-11-24 | Brandl Raymond M | Method for transporting water in a contaminated environment |
| US20060201861A1 (en) * | 2003-12-23 | 2006-09-14 | Young Wing Y | Water treatment mixture and system for use |
| US8245565B2 (en) * | 2008-06-03 | 2012-08-21 | Infineon Technologies Ag | Slurry transport and storage system |
| BRPI0914876B1 (pt) * | 2008-06-19 | 2020-05-26 | Sms Siemag Aktiengesellschaft | Método de processamento de solução de cloreto de ferro residual |
| US20100061920A1 (en) * | 2008-09-10 | 2010-03-11 | Kevin Edward Janak | Process for producing stable ferric salts for water treatment applications |
| US8071067B2 (en) * | 2009-05-26 | 2011-12-06 | Kemira Water Solutions, Inc. | Processes for making stable ferric chloride solutions |
| EP2646371B1 (en) * | 2010-11-30 | 2020-07-29 | Kemira Oyj | Processes for making high iron content stable ferric chloride solutions |
| EP2655248B1 (en) * | 2010-12-23 | 2016-11-30 | Sampson, Allison H. | Method of preparing, storing, transporting and testing chlorine dioxide solutions |
| ES2933574T3 (es) * | 2013-05-22 | 2023-02-10 | Tessenderlo Group Nv | Método mejorado para obtener una disolución que comprende hierro de alta concentración |
-
2014
- 2014-05-22 ES ES14726140T patent/ES2933574T3/es active Active
- 2014-05-22 US US14/285,372 patent/US9376329B2/en active Active
- 2014-05-22 AU AU2014270411A patent/AU2014270411A1/en not_active Abandoned
- 2014-05-22 EP EP14726140.8A patent/EP2999666B1/en active Active
- 2014-05-22 US US14/893,047 patent/US10550006B2/en active Active
- 2014-05-22 US US14/285,142 patent/US9315393B2/en active Active
- 2014-05-22 EP EP14169447.1A patent/EP2808074B1/en active Active
- 2014-05-22 CA CA2913094A patent/CA2913094C/en active Active
- 2014-05-22 EP EP14169444.8A patent/EP2805920B1/en active Active
- 2014-05-22 ES ES14169447.1T patent/ES2668311T3/es active Active
- 2014-05-22 PL PL14726140.8T patent/PL2999666T3/pl unknown
- 2014-05-22 PL PL14169447T patent/PL2808074T3/pl unknown
- 2014-05-22 WO PCT/EP2014/060589 patent/WO2014187925A2/en active Application Filing
- 2014-05-22 HU HUE14726140A patent/HUE060769T2/hu unknown
-
2018
- 2018-05-01 AU AU2018203002A patent/AU2018203002B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP2808074A1 (en) | 2014-12-03 |
| US20140348733A1 (en) | 2014-11-27 |
| US10550006B2 (en) | 2020-02-04 |
| CA2913094A1 (en) | 2014-11-27 |
| AU2014270411A1 (en) | 2015-12-24 |
| AU2018203002B2 (en) | 2019-07-25 |
| EP2805920A3 (en) | 2014-12-10 |
| US9376329B2 (en) | 2016-06-28 |
| EP2805920B1 (en) | 2019-05-01 |
| EP2808074B1 (en) | 2018-02-28 |
| WO2014187925A3 (en) | 2015-01-22 |
| AU2018203002A1 (en) | 2018-05-17 |
| PL2999666T3 (pl) | 2023-01-23 |
| WO2014187925A2 (en) | 2014-11-27 |
| HUE060769T2 (hu) | 2023-04-28 |
| ES2668311T3 (es) | 2018-05-17 |
| US20140348730A1 (en) | 2014-11-27 |
| PL2808074T3 (pl) | 2018-08-31 |
| US9315393B2 (en) | 2016-04-19 |
| US20160122200A1 (en) | 2016-05-05 |
| CA2913094C (en) | 2022-03-01 |
| EP2999666B1 (en) | 2022-09-21 |
| EP2999666A2 (en) | 2016-03-30 |
| EP2805920A2 (en) | 2014-11-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ES2933574T3 (es) | Método mejorado para obtener una disolución que comprende hierro de alta concentración | |
| Bae et al. | Degradation of diclofenac by pyrite catalyzed Fenton oxidation | |
| US10035966B1 (en) | Systems, devices, compositions, and/or methods for de-sulphurizing acid gases | |
| RU2567937C2 (ru) | Способ получения стабильного водного раствора диоксида хлора | |
| JP5522040B2 (ja) | 土壌及び／又は地下水の浄化剤、ならびに浄化方法 | |
| BR112014008473B1 (pt) | processo para a redução da perda de amônia e odor de material orgânico para a atmosfera e instalação para a redução da perda de amônia e odor do material orgânico para a atmosfera | |
| US20200246747A1 (en) | Treatment of Hydrogen Sulfide Gas Under Aerobic Conditions | |
| ES2915685T3 (es) | Método para la precipitación de desechos metálicos | |
| Campanella et al. | Influence of environmental and anthropogenic parameters on thallium oxidation state in natural waters | |
| JP2009084163A (ja) | 殺菌殺藻方法 | |
| CA2956891C (en) | Water containing permanganate ions and method for producing the same | |
| Nguyen et al. | Enhanced reduction of hexavalent chromium by hydrogen sulfide in frozen solution | |
| CN102448889B (zh) | 制备稳定的氯化铁溶液的方法 | |
| Zheng et al. | A cost-effective pH-sensitive release system for water source pH detection | |
| ES2340424T3 (es) | Uso de un agente reductor organico para el tratamiento del agua mediante la eliminacion de cloramina, cloro y otros compuestos de cloro activo del agua de manteninimiento para organismos acuaticos. | |
| JP6132965B1 (ja) | ポリ硫酸第二鉄の製造方法及び汚泥焼却炉用固結抑制剤 | |
| Petruševski et al. | On the catalyzed disproportionation of SO2 in aqueous solution of KI: A marathon classroom demonstration | |
| Elsheikh et al. | A comparative study of methods used for Fe and Mn oxidation and removal from groundwater | |
| BR102014016211A2 (pt) | composições, modo de preparo para geração de dióxido de cloro e formas de apresentação final | |
| Daly et al. | Ferrate versus chlorine disinfection: Disinfection by-product reduction and other benefits | |
| McHale et al. | The Response of Stream and Soil Chemistry to Decreases in Acid Deposition in the Catskill Mountains, New York, USA | |
| Zacharias et al. | The role of natural zeolite for restoring anoxic environments | |
| ES1096233U (es) | Sistema de tratamiento de agua | |
| Lewis et al. | Chelate-Modified Fenton Reaction for the Destruction of Trichloroethylene in Two-Phase Systems |