MXPA01008434A - Composiciones floculantes para el tratamiento de aguas y desechos industriales y procedimiento de obtencion de la misma. - Google Patents

Abstract

La presente invencion se relaciona con productos y composiciones floculantes y con el procedimiento para obtenerlos, que son Utiles para el tratamiento de agua potable y aguas industriales, tales como: aguas utilizadas en procesos de la industria petrolera, en procesos de la industria quimica, aguas contaminadas con grasas, aguas de desecho, provenientes de operaciones relacionadas con la industria alimenticia, textil, de fabricacion de papel y de curtiduria, aguas con un alto contenido de lodos, asi como agua para operaciones en la agricultura y para remediacion y tratamiento de suelos y/u otros liquidos contaminados y desechos industriales. El procedimiento desarrollado de acuerdo con la presente invencion, consiste en la preparacion de una alumina hidratada como materia prima de partida; a continuacion se hace reaccionar con un acido halogenhidrico que se suministra en la cantidad necesaria para satisfacer la sustitucion buscada. Los halogenos sustituyentes son de naturaleza anionica, por lo que aniones de acidos no-halogenhidricos pueden tambien ser empleados. Estos aniones pueden provenir del acido sulfurico o sulfuroso. El punto final de la reaccion se hace potenciometricamente. La actividad de los floculantes asi preparados depende de la naturaleza quimica del o de los aniones sustituyentes y tambien del numero de estos, adicionalmente se ha determinado que una activacion termica del floculante incrementa su actividad.

Description

>~% , . S" f * -a COMPOSICIONES FLOCULANTES PARA EL TRATAMIENTO DE AGUAS Y DESECHOS INDUSTRIALES Y PROCEDIMIENTO DE OBTENCIÓN DE LA MISMA La presente invención se ^relaciona con productos y composiciones floculantes y con el procedimiento para ... obtenerlos, que son útiles para el tratamiento de agua potable y aguas industriales, tales como: aguas utilizadas en procesos de la industria petrolera, en procesos de la industria química, aguas contaminadas con grasas, aguas de desecho, provenientes de operaciones relacionadas con la industria alimenticia, textil, de fabricación de papel y de curtiduría, aguas con un alto contenido ^de lodos, así como agua para operaciones en la agricultura y para remediación y tratamiento de suelos y/u otros líquidos contaminados y desechos industriales .

Existen en la literatura técnica procesos para la obtención de hidroxicloruros de aluminio, a continuación se describe un resumen del contenido de algunas patentes de Estados Unidos que protegen invenciones relacionadas con este tema.

Patente de Estados Unidos 3,909,439. Da a conocer un proceso para la producción de hidroxicloruro de aluminio que •tí" tienen la formula general Al2(OH)xCly en donde V y "y" pueden tener un rango de 1 a 3.5 y de 5 a 2.5 respectivamente; de acuerdo con el proceso de esta invención, se puede utilizar alúmina Bayer_, Bauxita, Bayerita, Gipsita, Hidrargilita y Bohemita de los tipos más comunes, pero también es posible utilizar como material de inicio, cualquier óxido de alumino o hidróxido.

El proceso inventivo consiste en atacar el material de partida con ácido clorhídrico en una cantidad de (1/2.5) a (1/4) de la cantidad estequiométrica para obtener el tricloruro. La reacción ocurre a temperaturas de 100 °C a 160 °C y a presiones de 0.1 kg/cm2 a 4 Kg/cm2 y se completa después de dos a diez horas de iniciada, una parte de la alúmina agregada en exceso no reacciona y permanece como un residuo sólido, el cual puede ser eliminado y alimentado al reactor. Su actividad es muy similar a la del producto originalmente alimentado. Las aluminas empleadas pueden poseer partículas de varios tamaños .

Los hidroxicloruros obtenidos de acuerdo al proceso inventivo, pueden ser empleados en la forma siguiente: Preparación de gama alúmina como una base para catalizadores, para fibras textiles, en la industria de los cosméticos como por ejemplo, polvos antisudoríficos.

La invención ^ reclamada en esta patente difiere del proceso y producto de la presente invención ya que inicialmente el uso al que se destinan los productos en ambos casos son muy diferentes, lo .q e hace que sus propiedades y proceso para obtenerlos sean también diferentes. En cuanto al proceso las diferencias mas evidentes consisten en las condiciones de operación tales como temperatura, tiempo de reacción y presión así como los materiales de partida empleados. Adicionalmente no se hace mención a una etapa de activación de estos compuestos, lo cual es un paso relevante de la presente invención.

Respecto a los productos el contenido de cloro de los desarrollados en la presente invención, no se menciona de manera especifica en la patente USA que originen propiedades sobresalientes como agentes floculantes. -5 Patente de Estados Unidos No. 3,989,805. Reclama un proceso para la producción de hidroxicloruros de aluminio teniendo un contenido controlado de cloro, en esta patente se describe un proceso para la obtención de estos productos que 0 tienen aplicación en el campo de la catálisis heterogénea.

De acuerdo con el proceso que se describe se puede utilizar alúmina Bayer, Bayerita, Gibsita, Hidrargilita, Diaspore, Bohemita de los tipos mas comunes, pero también es 5 posible iniciar con cualquier tipo de óxido o hidróxido de aluminio .

El proceso inventivo de esta patente se basa en una reacción inicial del material de partida con ácido 0 clorhídrico, lo que da lugar a un producto que tiene una composición indefinida y usualmente tiene un contenido de cloro el cual no es apropiado para usos subsecuentes. Sin embargo, se observó que si el material antes mencionado se trata con una base, se produce una neutralización y, si el pH 5 se mantiene debajo de 3.6 se puede obtener un material que tenga una composición deseada.

Particularmente el proceso inventivo consiste en reaccionar el material de partida con ácido clorhídrico en 0 solución acuosa con objeto de formar hidroxicloruros de aluminio de formula Al2 (OH) xCly en donde los valores de "x" y "y" están en el rango de 2.5 a 3.5 y de 3.5 a 2.5 respectivamente .

La reacción con ácido clorhídrico se lleva a cabo a temperaturas en el rango de 110 °C a 150 °C, a la misma temperatura, la velocidad de reacción se afecta por los tamaños de las partículas del compuesto de aluminio empleado. Ventajas peculiares se han identificado utilizando productos que tienen partículas con un diámetro de 500-1000 Á.

La neutralización se lleva a cabo controlando en forma continua el pH y se detiene cuando el pH alcanza valores prefijados, en el rango entre 2.7 y 3.1 medido a 70 °C en presencia de todo el NH4C1.

El empleo de amoniaco como agente de neutralización da lugar a la formación de cloruro de amonio el cual puede ser separado por cristalización. Las mejores condiciones de cristalización se alcanzan cuando el hidroxicloruro se lleva a temperatura de 0°C a 25°C.

Teniendo en cuenta que el contenido de esta patente es muy similar a la anterior, puesto que inventores y cesionaria son los mismos, se tiene que las diferencias que se expresaron para la patente USA 3,909,439 son aplicables a la patente que ahora se describe.

Se hace notar que los productos de esta patente se destinan a la preparación de productos utilizados en catálisis heterogénea, que es una aplicación muy diferente de la de un agente floculante para el tratamiento de aguas.

Patente de Estados Unidos No. 5,830,388. Da a conocer un agente floculante y un método para producirlo, en donde el agente floculante esta formado por pentáhidroxi cloruro de aluminio y se emplea para la purificación y tratamiento de agua y/o agua de desecho y/o lodos y/o otros líquidos contaminados, también para separar partículas suspendidas y partículas coloidales de líquidos en procesos industriales de manufactura, posee una actividad incrementada de floculación con un aditivo orgánico o inorgánico, tal como una zeolita natural o sintética y/o poliacrilamida aniónica y no iónica en polvo, emulsificada o líquida. El pentahidroxicloruro de aluminio se forma al tratar una Nefelina natural, polvo de aluminio, óxido de aluminio u otro material que proporcione aluminio con ácido clorhídrico, después de lo cual se mezcla con el aditivo incrementador de la floculación.

De acuerdo con los objetivos dados a conocer en esta patente, ía invención consiste en un agente coagulante y floculante y también en un método para producirlo, en el cual el pentahidroxicloruro de aluminio es producido de una fuente de suministro de aluminio tal como mineral Nefelina, polvo de aluminio, óxido de aluminio o hidróxido de aluminio, utilizando ácido clorhídrico con adición de un aditivo incrementador de la floculación, particularmente zeolita.

El agente coagulante y floculante propuesto, es un material mineral que comprende pentahidroxicloruro de aluminio Al2 (OH) 5C16 H20 mezclado con un aditivo incrementador de la floculación, el cual es un aluminosilicato, que es un material en donde la alúmina y el silicio están interconectados o un material orgánico sintético a base de poliacrilamida. El pentahidroxicloruro de aluminio, preferiblemente se produce a partir de Nefelina del tipo general (Na, K) (Al, Si)20 y particularmente del tipo de Sienita o Alunita, generalmente R2OAl203 2Si02, en donde por ejemplo R20 es (K, Na) 20 o polvo de aluminio u óxido de aluminio.

La patente USA que se describe, da a conocer procesos para la obtención de agentes coagulantes y floculantes, sin embargo los mismos presentan diferencias considerables respecto a los reclamados en la presente invención. Para el caso de esta patente se incrementa la actividad de los agentes coagulantes y floculantes mediante un aditivo, mientras que en la invención desarrollada por el solicitante, la actividad incrementada de los compuestos floculantes se logra mediante un proceso de activación de los mismos. Por otra parte los productos presentan diferencias en cuanto a su ' composición ya que preferiblemente el valor de cloro es de 5 "en la patente USA y en esta solicitud se reclama preferiblemente otro valor, asimismo en la patente USA no se hace mención de poder utilizar otro anión diferente a un halógeno mientras que en esta invención si se utilizan aniones diferentes al cloruro, como son los iones S042" y HS03~ En cuanto al proceso reclamado en esta patente, existen diferencias considerables respecto a las que forman parte de la presente invención, tales como rangos de temperatura, tiempo de reacción y pasos del procedimiento que se siguen.

Es un objeto de la presente invención el proporcionar agentes floculantes con un nivel de actividad superior para el tratamiento de, por ejemplo, agua de diferentes tipos, sin la necesidad de usar aditivos indrementadores de la actividad floculante .

Otro objeto de la presente invención lo constituye el proporcionar un proceso para la obtención de compuestos floculantes, el cual resulta sumamente simple en sus operaciones unitarias, permite la preparación de los compuestos floculantes con un costo de fabricación sumamente bajo, asimismo la simpleza de las operaciones unitarias involucradas en el proceso, hace posible tener una elevada capacidad de producción.

El proceso desarrollado de acuerdo con la presente invención, consiste en la preparación de una alúmina hidratada (Al203.3H20) que es la materia prima de partida. La forma conveniente de prepararla consiste en tratar una solución de sulfato de aluminio (*) con hidróxido de amonio o mejor con amoniaco anhidro, ya que hemos encontrado que el uso de otras fuentes de iones OH", como pueden ser NaOH o KOH, dificultan el manejo del hidróxido obtenido. El uso de hidróxido de amonio introduce agua al sistema reaccionante y esto diluye la concentración del producto que se quiere obtener; a continuación se hace reaccionar con un ácido halogenhídrico que se suministra en la cantidad necesaria para satisfacer la sustitución buscada. Así se ha encontrado que las sustituciones de oxhidrilos por halógenos, produce floculantes de elevada actividad cuando el número de sustituciones va de 1 a 3. Los halógenos sustituyentes son de naturaleza aniónica, por lo que aniones de ácidos no-halogenhídricos pueden también ser empleados. Estos aniones pueden provenir del ácido sulfúrico o sulfuroso. El punto final de la reacción se hace potenciométricamente. La actividad de los floculantes así preparados depende de la naturaleza química del o de los aniones sustituyentes y también del número de estos, adicionalmente se ha determinado que una activación térmica del floculante incrementa su actividad.

(*) .- La solución de sulfato de aluminio debe ajustarse a las siguientes características : A1203 % 7.4 - 7.7 Hierro 80 - 100 ppm Gravedad específica 1.28 - 1.33 °Bé 33.0 - 34.0 Su apariencia debe ser la de un líquido claro y transparente.

Los pasos de que consta el proceso desarrollado se indican a continuación: Primer paso: preparación de la alúmina hidratada. 2 l' 60H" - Al2 (OH) Segundo paso Sustitución de oxhidrilos de la alúmina por aniones .

Al2 (OH) + nCl" "> Al2 (OH) 6_nCln Tercer paso: Determinación potenciométrica del final de la reacción.

Cuarto paso: Activación del floculante, enfriamiento; maduración de los cristales de sulfato de amonio.

Quinto paso: Filtración y envase .

Las condiciones de reacción para cada uno de los pasos son los siguientes: Primer paso. Rango de temperaturas: la temperatura de reacción es de 20°C, preferiblemente a temperatura ambiente. Esto implica la ventaja de evitar gastos de energéticos para realizar un calentamiento. Como la neutralización se hace con hidróxido de amonio o con amoníaco, resulta que también es preferible trabajar a temperatura ambiente con objeto de dosificar mejor este reactivo y además evitar sus emanaciones a la atmósfera. En caso de trabajar con reactores cerrados, la presión puede ser menor o mayor que la atmosférica, en este primer paso el valor de pH queda comprendido entre 7.0 y 7.5.

Segundo paso. Rango de temperaturas de 50 a 55 °C. La reacción de introducción del anión Cl~ es exotérmica, a esto se debe la elevación de temperatura a 50° - 55 °C. La presión de trabajo es preferiblemente la atmosférica y la reacción es total en un tiempo no mayor que 2 horas.

Tercer paso. Valores de pH en el rango de 3.2 - 3.4, son los convenientes en la preparación del producto monoclorado; es decir, el procedimiento para la fabricación de los productos con iones cloro de 2 a 5 sigue los mismos pasos que la preparación del monoclorado. La única diferencia es la cantidad empleada del halogenhidrico. Como consecuencia, los valores de pH comprendidos entre 0 y 2.5, resultan lógicos por razones estequiométricas.

Cuarto paso. Temperatura de 70° - 80° C. A temperatura mayor de 80°C, se desprende HCl y esto origina una imprecisión en el valor que debe tener el pH final, que no debe alterarse ya que esto origina a su vez una alteración en la estequíometría y consecuentemente no se obtiene el compuesto buscado. La presión se encuentra en el rango de 660-684 mm Hg.

Las proporciones de los reactivos quedan determinadas por la estequiometría.

Con objeto de ilustrar el proceso de obtención de los floculantes de acuerdo con la presente invención, a continuación se proporcionan ejemplos experimentales de preparación de los mismos.

Ejemplo No. 1. -Obtención de hidroxicloruro de aluminio.

Se toman 2500 1 de solución de sulfato de aluminio (25%) con una densidad de 1.30 y bajo agitación constante se adicionan 966 1 de sol. de hidróxido de amonio al 28% con una densidad de 0.896 y 1000 1 de agua con el fin de obtener un material fluido (al formarse el hidróxido de aluminio tiende a formar una pasta espesa si no se adiciona agua) . La reacción es rápida, se lleva a cabo en un tiempo menor de 2 horas, pero se deja agitar la pasta por 15 minutos con el fin de homogeneizar. En estas condiciones no se observa ningún volumen que decantar, sin embargo se filtra fácilmente el 'producto y se lava.

En esas condiciones se adicionan 900 1 de solución de ácido clorhídrico al 30%, si la reacción se hace en caliente es a 50 grados centígrados durante -2 horas y si es a temperatura ambiente (de aproximadamente 20° - 25°C) , durante 5 horas, en ambos casos se requiere agitación. El pH al final de la reacción es de 3.4 - 3.6.

Con el proceso anterior se obtiene una solución translúcida que debe ser filtrada.

Dado que en el mercado existen productos con diferentes concentraciones de cloro en el producto polihidroxicloruro de aluminio, se optó por realizar experimentos para la producción de los diferentes productos desde Cl = 1 hasta Cl = 5, introduciendo cantidades diferentes de cloro en la molécula, realizando la experimentación como sigue: I. El material monosustituido, con un pH de 3.4 y con densidad entre 1.08 - 1.10 cuya formula es Al2 (OH) 5C1. II. El material con formula Al2 (OH) 4C12 donde el resultado de pH es de 2.5 y con gravedad específica de 1.07 III. El material con formula Al2 (OH) 3C13 donde el resultado de pH es de 1.8 y con gravedad especifica de 1.05 IV. El material cuya formula es Al2 (OH) 2C14 donde el resultado de pH es de 0.91 y con gravedad específica de 1.045 V. El material cuya formula es Al2 (OH) ?Cl5 donde el resultado de pH es de 0 y con gravedad específica re 1.04 Ejemplo No 2 Preparación del Tetrahidroxicloruro de Aluminio.

Ejemplo No 3.- Preparación del Trihidroxicloruro de Aluminio .

Ejemplo No Preparación del Dihidroxicloruro de Aluminio .

Ejemplo No 5. Preparación del Monohidroxicloruro de Aluminio .

Los ejemplos No 2 al 5, fueron preparados siguiendo una técnica análoga a la descrita para la preparación del Pentahidroxicloruro de Aluminio.

Ejemplo No 6.- Preparación del Hidroxisulfatocloruro de Aluminio.

Ejemplo No 7.- Preparación del Hidroxibisulfitocloruro de Aluminio .

Fabricación del producto como Hidroxisulfatocloruro con iones Sulfato e Hidroxibisulfitocloruro con iones Bisulfito I . Producto con fórmula Al2 (OH) 3S04C1 II. Producto con fórmula Al2 (OH) HS03C1 REACCIONES I Al2 (S04) 3+6NH40H?2Al (OH) 3+3 (NHJ 2S04 2A1 (OH) 3+H2S04?Al2 (OH) 4. S04+2H20 Al2 (OH) 4. S04+HC1?A12 (OH) 3. S04C1+H20 I Al2 (S04) 3 + 6NH40H?2Al (OH) 3+3 (NH4) S04 1 2A1 (OH) 3+HCl- A12 (0H) 5 . C1+H20 Al2 (OH) 5Cl+S02- A12 (0H) 4HS03 . C1 PREPARACIÓN Para la preparación del gel de hidróxido de Aluminio, de acuerdo a la estequiometria de la reacción se obtiene directamente el producto de las cantidades correspondientes de materia prima; la adición del hidróxido de amonio debe ser lenta .

I. Una vez obtenido el gel de hidróxido de aluminio se inicia la adición de ácido sulfúrico previamente diluido en agua en el mismo volumen (50%-50%) con agitación, al termino de esto, se adiciona el ácido clorhídrico lentamente hasta llegar a un pH de 3.4 II. En el gel de hidróxido de aluminio se adiciona el ácido clorhídrico hasta un pH=3.4 y se suministra bióxido de azufre hasta un pH de 2.35 RESULTADOS Al2 (OH) 3S04C1 Al2 (OH) 4HS03C1 Floculación Regular Buena. Tiempo 20 min. 20 min. Volumen 235 ml 120 ml . Sedimentado Los dos materiales fueron activados por calentamiento a una temperatura de 80 °C por espacio de 10 minutos y las pruebas realizadas fueron con una solución al 6% de carbonato de sodio que contiene carbón.

Frente al comportamiento del Sulfato de Aluminio, considerado como patrón unitario, los experimentos muestran, coherentemente, como se muestra para el caso del Hidroxicloruro de Aluminio que su poder coagulante y su capacidad de sedimentación, es de: 100 : 2 Esta evidencia experimental, se realiza tanto frente a substratos de baja turbidez como frente a aquellos de alta turbidez . El detalle experimental se encuentra descrito más adelante.

Consecuentemente, se puede afirmar con fundamento experimental que el producto resulta ser 50 veces más poderoso que el Sulfato de Aluminio, en los substratos ensayados.

Tomando en consideración que la físico-química de sedimentación depende de varios factores, entre los que se puede citar: el pH, la concentración del agente sedimentador, la temperatura y particularmente la viscosidad y naturaleza del substrato, por estas razones, aunque los resultados experimentales son mejores, el producto Pentahidroxicloruro de aluminio debe quedar preconizado con características de actividad de 100 : 5. Es decir 5 partes del hidroxicloruro preparado en la forma descrita, realizan el mismo trabajo de sedimentación que 100 partes de sulfato de aluminio.

Determinación de actividad del Pentahidroxicloruro de aluminio comparada con la correspondiente del sulfato de aluminio en solución.

Se considera la conveniencia de realizar esta determinación de actividad sobre substratos de baja y de alta turbidez .

Preparación de las muestras. i. Preparada con 0.2 g/1 de celite (baja turbidez) . El celite es sílice pura, empleada industrialmente como ayuda filtro. ii. Preparada con 2 g/1 de celite (alta turbidez) iii. Preparada con 2 g/1 de celite + 2 g/1 de carbonato de sodio que contiene 2.5% de carbón en polvo.

La experimentación propiamente dicha.

Todas las pruebas son realizadas en probetas de 500 ml Experimento No 1. (Baja turbidez) 500 ml de muestra (i) + 1 ml de Pentahidroxicloruro de aluminio + 3 ml de ?aOH, pH de 12.51 500 ml de muestra (i) + 50 ml de Sulfato de Aluminio + 10 ml de ?aOH, pH de 6.02.

Experimento ?o 2. (Alta turbidez) 500 ml de muestra (ii) + 1 ml de Pentahidroxicloruro de aluminio, pH de 6.52. 500 ml de muestra (ii) + 50 ml de Sulfato de Aluminio + 10 ml de NaOH, pH de 6.34.

Experimento No 3.- Doble impacto.- Substrato mixto. Se denomina Doble impacto a aquellas experiencias en las que intervienen muestras preparadas con dos materiales insolubles capaces de ser precipitados. Obviamente las partículas a sedimentar tienen diferente forma, densidad, tamaño y concentración. A esto se debe la denominación. 500 ml de muestra (iii) + 1 ml de Pentahidroxicloruro de aluminio, pH de 7.05. 500 ml de muestra (iii) + 50 ml de Sulfato de Aluminio + 7 ml de NaOH, pH de 6.8.

Resultados experimentales.

I.- Solución de baja turbidez. t (min) 1 2 3 4 5 6 ' 7 8 9 10 20 A12(S04)3 500 500 490 480 475 460 420 390 360 300 100 P* 500 500 500 495 474 450 400 340 300. 260 76 * Pentahidroxicloruro de aluminio Diferencia 0 0 +10 +15 +1 -10 -20 -60 -60 -40 -24 II.- Solución de Alta Turbidez. t (min) 1 10 20 A12(S04)3 500 475 450 435 400 375 350 340 315 290 175 P* 500 490 470 450 430 350 300 230 180 110 90 * Pentahidroxicloruro de aluminio Diferencia 0 +15 +20 +15 +30 -25 -50 -110 - 135 -180 -85 III.- Solución de Doble Impacto. t(min) 1 4 10 20 A12(S04)3 500 500 495 490 490 475 460 405 375 350 150 P* 500 500 500 492 490 450 400 350 290 220 90 *Pentahidroxicloruro de aluminio Diferencia 0 0 +5 +2 0 -25 •60 -55 • -130 -60 Discusión y Conclusiones, 1. Puede observarse que en el Experimento No 1 el Pentahidroxicloruro de aluminio muestra un tiempo de inducción de 3 minutos, contrariamente a lo que debiera esperarse por tratarse de una prueba acelerada : la concentración de Pentahidroxicloruro de aluminio es de 2000 ppm.

Se observa que en el minuto 5 se iguala la actividad, que en los primeros minutos es mayor para el caso del Sulfato de Aluminio que tiene una concentración en la solución de 100,000 ppm. A partir del minuto 5 el Pentahidroxicloruro de aluminio se muestra más activo.

Las lecturas observadas para el minuto 20 muestran un menor volumen de lodos para el caso del Pentahidroxicloruro de aluminio. Si los valores del experimento se extrapolan a tiempos mayores la diferencia final debe ser mayor hasta el límite de compactación a que pueda llegarse.

En el caso del Experimento II y en soluciones de Alta Turbidez, el tiempo de inducción parece disminuir. Observando las lecturas correspondientes al minuto 5 existe una aceleración para el caso del Sulfato de Aluminio; sin embargo en el minuto 6 la aceleración se invierte y el Pentahidroxicloruro de aluminio muestra una elevada aceleración en la sedimentación que hace que el volumen de lodos para el minuto 20 sea sólo el 51,43 % del volumen que presenta el Sulfato de Aluminio.

En el Experimento III el Pentahidroxicloruro de aluminio vuelve a mostrar un tiempo de inducción de hasta 3 minutos. Nuevamente como en el caso de la solución de Baja Turbidez, las actividades se igualan en el minuto 5. Durante los primeros 4 minutos la actividad del Sulfato de Aluminio supera la del Pentahidroxicloruro de aluminio, el resultado final es menor que en el Experimento II pero el trabajo de sedimentación es mayor como resultado de la composición de la muestra (iii) .

No parece haber una influencia importante por los valores diferentes del pH. De hecho se trabajó a un pH sensiblemente neutro (7.05); a uno ligeramente ácido (6.52) y, en el Experimento I, a un pH fuertemente alcalino (12.51) . En ningún caso pudo observarse una actividad del Sulfato de Aluminio que resultara ser mayor que la del Pentahidroxicloruro de aluminio.

Pruebas de los productos con 1 , 2 , 3 , 4 y 5 átomos de Cl Cl-1 Cl-2 Cl-3 Cl-4 Cl-5 Floculación Buena Buena Muy buena Regular Mala Tiempo 10 min 10 min 10 min 10 min 10 min Vol. 110 110-115 80 185 330 ml Sedimento Conclusión: Los materiales con mayor actividad de floculacíón son los que tiene 1, 2 y 3 átomos de Cl, dando un notable comportamiento de acuerdo a los datos obtenidos experimentalmente . Puede observarse que el Trihidroxitricloruro de aluminio resulta ser el más activo, ya que todo el material sedimentable lo entrega con el menor volumen de lodos. Todos los substratos a tratar tienen la misma concentración de sólidos sedimentables y las observaciones fueron hechas a tiempos fijos.

Por otro lado el producto de mayor actividad de floculación es el de 3 átomos de Cl .

Los compuestos correspondientes a los ejemplos 6 y 7 fueron preparados siguiendo una técnica similar a la empleada en los compuestos únicamente clorados; de los que el monoclorado es descrita detalladamente . En la preparación de los compuestos sulfatados y sulfitados, se toma en cuenta obviamente la electronegatividad de los ácidos que intervienen para evitar que uno desaloje al otro. A continuación se señalan los resultados que describen su poder de floculación, en condiciones frente _ a substratos equivalentes a los descritos para la experimentación del producto monoclorado: Al2 (OH) 3S04C1 Al (OH) 4HS03C1 Floculación Regular Buena Tiempo 20 min 20 min Vol. Sedimentado 235 ml 120 ml (lodos) * Floculación del hidroxicloruro de aluminio con diferentes iones Con cada uno de los productos se corren dos pruebas A y B en donde : A es el Material no activado B es el Material Activado 0 Hidroxicloruro de aluminio con formula A12 (OH) 5C1 1 Hidroxicloruro de aluminio con formula Al2 (OH) 4C12 2 Hidroxicloruro de aluminio con formula A12 (OH) 3C13 3 Hidroxicloruro de aluminio con formula A12 (OH) 3S04C1 4 Hidroxicloruro de aluminio con formula Al2 (OH) 4HS03C1 5 Sulfato de Aluminio con formula A12(S04)3 Todas la pruebas se realizaron utilizando una solución de carbonato de sodio el cual contiene carbón activado. Solución al 6%.

Para la realización de las pruebas se tomaron 500 ml de la solución anterior RESULTADOS : A12 (0H5) C1 Al2 (OH) 4Cl2 A12 (0H) 3C13 Al2 (OH) 3S04C1 Al2 (OH) 4HS03C1 A12 (S04) 3 I A* IB 11 A* IIB 11 JA* IIIB IVA* IVB VA* VB VI FloculaciónBuena Buena Buena Buena Buena Buena Regular Regular Regular Regular Regular Tiempo 20min 20min 20min 20min 20min 20min 20min 20min -20min 20min 20min V. Sedimentado (Lodos) lOOml 90ml 95ml 90ml 90ml 80ml 253ml 240ml 135ml 123ml 185ml Todos los productos no activados tienden a dejar una solución, que sobrenada a los lodos, menos clara que los activados; además deja lodos poco compactados de mayor volumen que los obtenidos con productos activados. Se considera el más activo aquel que permite la formación de un menor volumen de lodos mayormente compactados y que sean sobrenadados por agua completamente clara. La solución que queda más clara es la del polihidroxicloruro de aluminio con 3 cloros. Puede observarse que éste, presenta también el menor volumen de lodos es decir, la mayor compactación de ellos. En principio si todos los compuestos tuvieran el mismo grado de actividad, todos los volúmenes de lodos serían idénticos, ya que la composición y concentración de los materiales sedimentables es la misma en todas las experiencias.

Claims (15)

Reivindicaciones

1. Procedimiento para la obtención de composiciones floculantes para el tratamiento de aguas y desechos industriales, caracterizado porque comprende la preparación de una alúmina hidratada (Al203.3H20) mediante la reacción de una solución de sulfato de aluminio con hidróxido de amonio y preferiblemente con amoníaco anhidro; la temperatura de reacción es de aproximadamente 20°C, preferiblemente la temperatura ambiente, en este primer paso el valor de pH queda comprendido entre 7.0 y 7.5; a continuación se lleva a cabo la reacción con un compuesto generador de aniones tal como ácido halogenhídrico, ácido sulfúrico o sulfuroso, que se suministran en la cantidad necesaria para satisfacer la sustitución buscada del número de grupos oxhidrilo, el rango de temperaturas para esta reacción en el caso de aniones halogenhídricos es de 50 a 55 °C, la presión de trabajo es preferiblemente la atmosférica, el final de la reacción se determina en forma potenciométrica cuando los valores de pH están en el rango de 0 a 3.4; a continuación se realiza la activación térmica del producto obtenido, la cual se efectúa a temperaturas de aproximadamente 70° a 80 °C, siendo la presión de aproximadamente 660 a 684 mm Hg, el último paso es el de: filtración y envase de la composición obtenida.

2. Procedimiento para la obtención de composiciones floculantes para el tratamiento de aguas y desechos industriales, de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la reacción cuando se utiliza un generador de aniones diferente de ácido halogenhídrico, se lleva a cabo mediante la adición de ácido sulfúrico precisamente diluido en agua en el mismo volumen (50%-50%) con agitación, al termino de esto, se adiciona ácido clorhídrico lentamente hasta llegar a un pH de 3.4, obteniéndose un producto de Hidroxisulfatocloruro de aluminio, la activación térmica del producto obtenido, realizándose a una temperatura de aproximadamente 80 °C.

3. Procedimiento para la obtención de composiciones floculantes para el tratamiento de aguas y desechos industriales, de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la reacción cuando se utiliza un generador de aniones diferente de ácido halogenhídrico, se lleva a cabo mediante la adición en el gel de hidróxido de aluminio de ácido clorhídrico hasta un pH de aproximadamente 3.4 y se suministra bióxido de azufre hasta alcanzar un pH de aproximadamente 2.35, obteniéndose un producto de Hidroxibisulfitocloruro de aluminio, la activación térmica del producto obtenido, realizándose a una temperatura de aproximadamente 80 °C.

4. Procedimiento para la obtención de composiciones floculantes para el tratamiento de aguas y desechos industriales, de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la solución de sulfato de aluminio tiene las siguientes características: Al203, aproximadamente 7.4 a 7.7%, Hierro aproximadamente 80 a 100 ppm, Gravedad específica aproximadamente 1.28 a 1.33 y °Bé de aproximadamente 33.0 a 34.0.

5. Procedimiento para la obtención de composiciones floculantes para el tratamiento de aguas y desechos industriales, de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el producto cloro monosubstituido se obtiene con un pH de aproximadamente 3.4.

6 . Procedimiento para la obtención-- de composiciones floculantes para el tratamiento de aguas y desechos industriales, de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el producto cloro disubstituido se obtiene con un pH de aproximadamente 2.5.

7. Procedimiento para la obtención de composiciones floculantes para el tratamiento de aguas y desechos industriales, de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el producto cloro trisubstituido se obtiene con un pH de aproximadamente 1.8.

8. Procedimiento para la obtención de composiciones floculantes para el tratamiento de aguas y desechos industriales, de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el producto cloro tetrasubstituido se obtiene con un pH de aproximadamente 0.91.

9. Procedimiento para la obtención de composiciones floculantes para el tratamiento de aguas y desechos industriales, de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porgue el producto cloro pentasubstituido se obtiene con un pH de aproximadamente 0.

10. Composiciones floculantes para el tratamiento de aguas y desechos industriales, obtenidas de acuerdo con el procedimiento de la reivindicación 1, caracterizadas porque comprenden compuestos de formula Al2(0H)xCly en donde "x" tiene valores comprendidos _ de 1 .y., tiene valores comprendidos entre 1 y 5, preferiblemente entre 1 y 3 y mas preferiblemente de 3.

11. Composiciones floculantes para el tratamiento de aguas y desechos industriales, obtenidas de acuerdo con el procedimiento de la reivindicación 1, caracterizadas porque comprenden compuestos de formula Al2 (OH) xS04Cly en donde "x" tiene valor de 3 e "y" tiene valot de 1.

12. Composiciones floculantes para el tratamiento de aguas y desechos industriales, obtenidas de acuerdo con el procedimiento de la reivindicación 1, caracterizadas porque comprenden compuestos de formula Al2 (OH) xHS03Cly en donde "x" tiene valor de 4 e "y" tiene valor de 1.

13. Composiciones floculantes para el tratamiento de aguas y desechos industriales, de acuerdo con la reivindicación 10, caracterizadas porgue comprenden compuestos de formula Al2 (0H)xHS03Cly, los cuales se encuentran en un estado activado antes de su utilización, como resultado de la correspondiente etapa de activación a la que se sometieron.

14. Composiciones floculantes para el tratamiento de aguas y desechos industriales, de acuerdo con la reivindicación 11, caracterizadas porque comprenden compuestos de formula, Al2 (OH) xS04Cly los cuales se encuentran en un estado activado antes de su utilización, como resultado de la correspondiente etapa de activación a la que se sometieron.

15. Composiciones floculantes para el tratamiento de aguas y desechos industriales, de acuerdo con la reivindicación 12, caracterizadas porque comprenden compuestos de formula, Al2 (OH) xHS03Cly, los cuales se encuentran en un estado activado antes de su utilización, como resultado de la correspondiente etapa de activación a la que se sometieron.