MXPA04009910A

MXPA04009910A - Remocion de arsenico de agua potable y de proceso.

Info

Publication number: MXPA04009910A
Application number: MXPA04009910A
Authority: MX
Inventors: Lenz Peter
Original assignee: Univ Community College Sys Nev
Priority date: 2002-04-10
Filing date: 2003-04-10
Publication date: 2005-08-16
Also published as: WO2003086564A2; AU2003262163A1; US20110094969A1; US7445718B2; US20060086670A1; US20090101588A1; AU2003262163A8; WO2003086564A8; CA2481961A1; WO2003086564A3; CA2481961C

Abstract

Se proporciona un metodo para remover arsenico y metales pesados de agua usando geles de hidroxidos de sales metalicas. El arsenico presente en el agua se adsorbe en los geles de hidroxido que se pueden filtrar de forma efectiva a traves de un lecho de filtracion de tierra diatomacea (DE). La combinacion de geles de hidroxidos mezclados con DE tambien es efectiva en la remocion de arsenico de agua y metales pesados de agua.

Description

REMOCION DE ARSENICO DE AGUA POTABLE Y DE PROCESO Antecedentes de la Invención El arsénico es un elemento que se presenta de forma natural en la corteza de la tierra y se puede encontrar en muchos ecosistemas naturales. La minería de minerales que contienen arsénico libera arsénico en el suelo. La quema de combustibles fósiles que contienen arsénico, erupciones volcánicas y procesos de erosión también introducen cantidades sustanciales de arsénico., ent, el ambiente. Varias actividades industriales tal como fundición, refinación de petróleo, fabricación de pesticidas.. y herbicidas, producción de vidrio y productos cerámicos, generan agua residual que contiene arsénico. La presencia de arsénico en aguas naturales puede originarse de reacciones geoquímicas, descargas residuales, industriales o uso agrícola de pesticidas que contienen arsénico (Gupta y Chen, 1978) . La mayoría de los minerales de oro y plata están cercanamente asociados con compuestos de arsénico. El arsénico está presente en los procesos de cianuración de oro. El arsénico está presente en los procesos de extracción de oro, que utilizan tostado, autoclave a presión y otras rutas de oxidación. La cuestión principal en los estudios relacionados a arsénico en el ambiente ha comprendido sus efectos REF: 159393 2 perjudiciales en el ambiente. El arsénico es móvil dentro del ambiente y puede circular muchas veces en varias formas a través de la atmósfera, agua y suelo antes de entrar finalmente a los sedimentos (Ahmann et al., 1997). La hiperpigmentación, cáncer de piel, cáncer de hígado, trastornos de circulación y otras dolencias se han atribuido a la presencia de arsénico en el agua (National Academy of Sciences, 1977; National Research Council, 1999). La Agencia Norteamericana de Protección Ambiental (USEPA) ha identificado el arsénico como un carcinógeno "conocido" del grupo A. Esta clasificación se basa en evidencia suficiente de la carcinogenicidad de los datos humanos que comprenden exposiciones al agua potable y de ocupación. El arsénico presenta un potencial problema de salud debido a su toxicidad. En respuesta a estas cuestiones de salud, la USEPA, en enero de 2001, promulgó la nueva regla de arsénico que disminuyó el nivel máximo contaminante (MCL) en el agua potable a 10 g/L (10 ppb) tanto para los sistemas de agua de comunidad y de no comunidad no transitorios. Previamente, el Acta de Agua Potable Segura (SDWA) tiene una norma mínima de 50 ppb. La USEPA disminuyó la norma basada en las recomendaciones por el Consejo Nacional de Investigación (1999) que revisaron estudios científicos de los efectos de salud del arsénico en poblaciones humanas. En la actualidad, aproximadamente 4000 sistemas de agua potable en los Estados Unidos necesitarán cumplir con la nueva norma en enero del 2006, y muchos de estos sistemas se localizan en áreas rurales del Oeste. Los sistemas convencionales de tratamiento de agua costarán a la nación entre $180 y $725 millones para cumplir con la norma de 10 ppb establecida por la EPA. El arsénico se presenta en la forma inorgánica en ambientes acuáticos, que resulta de la disolución de las fases sólidas tal como arsenolita (As203) , anhídrido arsénico (As205) y rejalgar (AsS2) . La química del arsénico en sistemas acuáticos es compleja debido a que el elemento puede ser estable en cuatro estados de oxidación principales (+5, +3, 0 y -3) bajo diferentes condiciones de reducción-oxidación. En las aguas naturales el arsénico se encuentra como un anión con características ácidas en sólo los estados de oxidación As (III) y As (V) . En aguas oxigenadas, los oxi-aniones del arsénico existen en cuatro diferentes especies de arsenato, como H3As04/ H2As0~, H3As02~ y As043~ en los intervalos de pH de <2, 3-6, 8-10, y >12, respectivamente. La arsenita se va a encontrar más probablemente en agua subterránea libre de oxígeno (anaeróbica) , en tanto que el arsenato es común en el agua superficial aeróbica. El i n de arsenita se oxida a arsenato en la presencia de oxígeno, cloro o permanganato de potasio. Por lo tanto, bajo condiciones neutrales y condiciones ácidas, existe As (III) como una especie neutral y no se puede adsorber un adsorbente basándose sólo en 4 interacción iónica. La química del arsénico se describe más completamente en la patente de los Estados Unidos No. 6,197, 201. Se han estudiado, y actualmente se están usando, varios métodos para reducir las concentraciones de arsénico a niveles aceptables. Estos métodos incluyen el cuajado y precipitación usando cloruro y sulfato férrico, intercambio iónico, osmosis invertida y adsorción usando carbón activado y alúmina. Estos métodos son efectivos a un cierto grado. Sin embargo, estos métodos son considerablemente más costosos y en general más estrechos en su aplicación que lo deseado para el tratamiento de grandes volúmenes de agua. Se ha descrito (Harper y Kingham, 1992) , el uso de cloruro férrico, cal hidratada, sulfato de sodio y alum para cuajar agua que contiene arsénico. Estos métodos requieren múltiples tratamientos de agua con productos químicos de cuajado y grandes cantidades de productos químicos de cuajado y grandes cantidades de productos químicos con relación a la cantidad de arsénico presente para obtener la reducción deseada en la concentración de arsénico. Además, los métodos producen sedimento que requiere el secado o solidificación y eventualmente el almacenamiento en rellenos como desperdicio peligroso. También, el proceso de cloruro férrico requiere pH de menos de 6.5 (Merrill et al., 1987) . También se ha descrito ( asay et al., 1996) un 5 método para precipitar los iones de arsenita y arsenato de soluciones acuosas usando carbonato de itrio a pH alcalino. Este método requiere un control estricto del pH para lograr una remoción suficiente para cumplir con las normas ambientales. Además, encontró que el intervalo efectivo de pH depende de que especie de arsénico se desee precipitar. La patente de los Estados Unidos No. 3,956,118 describe un proceso para remover iones de fosfato de aguas residuales usando una sal de tierras raras. Sin embargo, el proceso descrito se limita a la remoción de fosfatos. Recientemente, se han usado nuevos adsorbentes, óxido de lantano y óxido de lantano-alúmina , para remover las especies de arsenato y arsenita de la solución (patente de los Estados Unidos No. 5,603,838, 1995) . Esta patente describe que el óxido de lantano solo o en unión con sólidos de alúmina y otros óxidos puede remover arsénico a bajos niveles (menor a 50 ppb) . También, se encontró que la cinética de adsorción es extremadamente rápida en comparación a otros adsorbentes tal como alúmina (Davis y Misra, 1997; Misra y Adutwum, 2000; Misra et al., 1997; Rawat y Misra, 1998) . Un nuevo proceso de precipitación desarrollado por Misra et al. (patente de los Estados Unidos No. 6,197,201) usa cloruro de lantano y opcionalmente otras sales para co-precipitar de forma selectiva la arsenita y arsenato del agua 6 de proceso (Misra et al., 2000; Nanor, Misra, y Chen, 1999; Nanor y Misra, 1998) . Las desventajas generales de los procesos analizados anteriormente incluyen remoción ineficiente de arsénico a un nivel aceptablemente bajo para el agua potable y descarga en agua subterránea, el problema de filtración de sedimento precipitado y ensuciamiento de las resinas y membranas. Además, una vez que se remueven las especies de arsénico, los materiales sólidos formados se deben eliminar. Los materiales sólidos formados de los procesos anteriores también son susceptibles a lixiviación de metales en un tiempo futuro. Existe la necesidad de un reactivo altamente selectivo y barato, que precipite y estabilice de forma efectiva las especies de arsenato y arsenita sobre un amplio intervalo de pH a partir de soluciones o mezclas de sólidos/líquido. También hay la necesidad de un medio barato, adecuado para la filtración de las especies adsorbidas de arsénico . Breve Descripción de la Invención Esta invención está en el campo de la remoción de metales tóxicos de soluciones acuosas y de la estabilización de metales tóxicos, específicamente de la remoción de arsénico y metales pesados de soluciones acuosas y agua potable. 7 Se descubrió que el hidróxido de lantano es un reactivo poderoso para precipitar metales pesados y arsénico como iones de arsen ita y arsenato, por ejemplo, de solución acuosa a varios pH. El hidróxido de lantano puede ser puro o puede estar mezclado con otros elementos de la serie de lantánidos. También se puede usar hidróxido de lantano en combinación con otros metales tal como hidróxido férrico, hidróxido de magnesio, hidróxido de sodio y/o hidróxido de aluminio. Opcionalmente , el hidróxido de lantano combinado con otros hidróxidos metálicos se refieren como "geles de hidróxidos de sales metálicas" . Una modalidad preferida es la combinación de cloruro de hierro y cloruro de lantano a varias relaciones que forman geles de hidróxidos mezclados de sales metálicas a un pH apropiado que se usan para remover el arsénico del agua, como se describe en la presente. Cuando se adiciona una pequeña cantidad de cloruro de lantano a soluciones que contienen arsenita y arsenato en la presencia de iones férricos, los iones precipitan sustancialmente de la solución. El precipitado resultante es extremadamente estable fácil de filtrar. El precipitado se puede filtrar a través de un lecho de tierra diatomácea (lecho de filtro de DE o lecho de DE) , a manera de ejemplo. De manera alternativa, se puede usar un lecho de DE de pre -revestimiento, donde el DE se reviste en un tamiz o septo de filtro y la solución que contiene arsénico se hace pasar a través de lecho de DE de 8 pre-revestimiento . El tamiz o septo de filtro es un material compatible con agua. Algunos ejemplos de los materiales compatibles con agua son polietileno, polipropileno o acero inoxidable, u otros materiales adecuados como se conoce por un experto en la técnica. La DE revestido con los geles de hidróxidos de sales metálicas se puede usar para cuajar arsénico que se puede filtrar adicionalmente a través de un segundo lecho de DE de pre-revestimiento, si es necesario, para reducir la concentración de arsénico a un nivel deseado. En general, el lecho de filtro de DE se elabora al filtrar el agua acondicionada con DE a través de un tamiz. El espesor del lecho de DE varía desde 1.27 cm (0.5 pulgadas) a varias pulgadas de grueso, como se conoce por un experto en la técnica . Los geles de hidróxidos de sales metálicas se pueden formar antes de la puesta en contacto con el agua que se va a tratar al combinar las sales metálicas no de hidróxido a un pH apropiado, formando los geles de hidróxidos de sales metálicas. Estos geles de hidróxido de sales metálicas entonces se ponen en contacto con el agua que se va a tratar. De manera alternativa, los geles de hidróxido de sales metálicas se pueden formar al poner en contacto el agua que se va a tratar con sales metálicas, por ajuste adecuado del pH. De manera específica, se proporciona un método para 9 remover arsénico de agua que contiene arsénico que comprende: poner en contacto el agua con una composición de precipitación que comprende un gel de hidróxido de sal metálica; y separar el agua de la composición de precipitación. De manera preferente, la separación se lleva a cabo usando un filtro. El filtro es de manera preferente un lecho de filtro de DE o un lecho de filtro de DE de pre-revestimiento . También se proporciona un método para remover arsénico de agua que contiene arsénico que comprende: revestir DE con uno o más geles de hidroxidos de sales metálicas para formar los geles de hidroxidos pre- revestidos de DE; y poner en contacto el agua que contiene arsénico con los geles de hidroxidos pre-revestidos de DE. También se proporcionan materiales que comprenden tierra diatomácea revestida con geles de hidroxidos de sales metálicas. Estos materiales se elaboran al mezclar sales metálicas con DE. Los hidroxidos se pueden formar por ajuste del pH en el mezclado o los materiales se pueden almacenar y el pH se ajusta para formar hidróxidos cuando se desee. Estos materiales se describen adicionalmente en los ejemplos I hasta L. También se proporcionan métodos para remover metales pesados de soluciones que contienen metales pesados. Los mismos métodos, geles de hidróxidos de sales metálicas y 10 filtros descritos en la presente para remover arsénicos se usan para remover metales pesados . Los metales pesados preferidos incluyen cobre, bromo y cromo. De manera preferente, el gel de hidróxido de sal metálica se forma de uno o más miembros del grupo que consiste de: cloruro de lantano, nitrato de lantano, carbonato de lantano u otras sales de tierras raras, cloruro férrico, sulfato férrico, cloruro de magnesio, nitrato de magnesio, carbonato de magnesio, cloruro de aluminio, nitrato de aluminio, sulfato de aluminio y aluminato de sodio. Se pueden usar otras sales, como se conoce en la técnica. Las sales de hidróxidos tal como La (OH) 3 también se pueden usar para formar el gel de hidróxido de sal metálica, sin precipitar de otra sal metálica, tal como cloruro. Los métodos de la invención se llevan a cabo a un pH que es suficiente para permitir que se presenten las reacciones deseadas, de manera preferente entre aproximadamente 2 a aproximadamente 1 , de manera más preferente entre aproximadamente 4 a aproximadamente 10. El gel de hidróxido de sal metálica se pone en contacto con agua que contiene arsénico o metales pesados durante un tiempo adecuado para permitir que se presente el nivel deseado de reducción, típicamente entre aproximadamente 1 minuto a aproximadamente 30 minutos. El pH y el tiempo requerido para permitir que se presente el nivel deseado de reducción de 11 arsénico se determina fácilmente por los métodos descritos en la presente. Los métodos de la invención remueven arsénico de agua que contiene arsénico que tiene una variedad de concentraciones de arsénico, de manera preferente cerca de 10 ppb a varios ppm. El agua que contiene arsénico puede contener una o más especies de arsénico tal como arsenita y arsenato. Los métodos de la invención se pueden usar para tratar cualquier agua, incluyendo agua natural, agua de pozo, agua potable (clorada o no) , y agua de proceso. Los métodos de la invención remueven metales pesados de agua que contienen metales pesados que tiene una variedad de concentraciones de metales pesados, de manera preferente desde aproximadamente 10 ppb a varios ppm. De manera preferente, el gel de hidróxido de sal metálica comprende lantano e hierro, de manera preferente a relaciones en peso de entre aproximadamente 1:1 y 1:10 y todos los valores intermedios e intervalos en los mismos. En los métodos de la invención, el filtro se selecciona de manera preferente del grupo que consiste de: tierra diatomácea (DE) , celulosa y perlita, pero se puede usar cualquier material adecuado, como se conoce en la técnica. El agua que contiene arsénico se pone en contacto con el gel de hidróxido de sal metálica por cualquier medio conocido en la técnica, que incluye mezclado mecánico, mezclado ultrasónico, mezclado en línea usando un atomizador, 12 mezclado en línea usando venturi y usando bombas de dosificación. Los métodos de la invención pueden comprender además separar el agua removida del arsénico de los geles de hidróxidos que contienen arsénico. Esta separación se puede lograr por cualquier medio conocido en la técnica, incluyendo asentamiento, asentamiento asistido con DE, flotación de geles de hidróxidos o centrífuga asistida con DE. El sedimento que contiene arsénico, que consiste de gel de hidróxido y DE, es estable. El sedimento que contiene arsénico preparado por los métodos descritos en la presente pasa la prueba del procedimiento de lixiviación característico de toxicidad (TCLP) . Breve Descripción de las Figuras La Figura 1 muestra una vista esquemática de una modalidad de la invención. La Figura 2 muestra la remoción de arsénico como una función de la adición de gel de hidróxido. La Figura 3 muestra la remoción de arsénico de agua de pozo de Fernley usando el método ex-situ. La Figura 4 muestra la remoción de arsénico de agua de pozo de Fernley usando el método in-situ. La Figura 5 muestra la remoción de arsénico de solución sintética de arsenita usando el método ex-situ. La Figura 6 muestra la remoción de arsénico de solución sintética de arsenita usando el método in-situ. 13 La Figura 7 muestra un diagrama de flujo de una modalidad del proceso ex-situ. La Figura 8 muestra un diagrama de flujo de una modalidad del proceso in-situ. La Figura 9 muestra la remoción de arsénico de agua subterránea de Fernley. Descripción Detallada de la Invención Como se usa en la presente, "remoción" significa que la concentración se reduce a un nivel deseado. Por ejemplo, "remoción de arsénico de agua que contiene arsénico" significa reducir la concentración de arsénico, de manera preferente en la forma de arsenita y arsenato, en el agua que contiene arsénico a un nivel deseado, de manera preferente a una concentración por debajo de 10 ppb. "Agua que contiene arsénico" puede contener otros elementos diferentes del arsénico. "Solución acuosa" se refiere a una solución en la cual el agua es el medio disolvente, o solvente. Una "composición de precipitación" se refiere a cualquiera de los agentes descritos en la presente que provocan precipitación o estabilización de los iones de interés. Las composiciones de precipitación preferidas son geles de hidróxidos de sales metálicas. Un material "sólido" se refiere al material resultante formado de la puesta en contacto de la composición de precipitación con la solución acuosa. Los materiales sólidos formados incluyen materiales amorfos y materiales 14 cristalinos o mezclas. El pH de la solución acuosa se ajusta por cualquier medio conocido por un experto en la técnica, incluyendo adición de hidróxido de calcio e hidróxido de sodio para aumentar el pH o ácido para disminuir el pH. Una "concentración efectiva para remover al menos un ion" se refiere a la concentración de la composición de precipitación requerida para remover una cantidad medible del ion seleccionado. "Cloruro de lantano" se refiere a cloruro de lantano tanto puro como impuro. El cloruro de lantano impuro puede contener varios elementos de la serie de lantánidos además de lantano. La serie de elementos de lantánidos incluye los elementos lantano, cerio, praseodimio, neodimio, etc., como se conoce en la técnica. Se pueden preparar hidróxidos férricos a partir de cloruro férrico, sulfato férrico y nitrato férrico, como se conoce en la técnica. Se pueden preparar otros óxidos metálicos de otras sales metálicas al mezclar con cal, sosa cáustica y óxido de magnesio, como se conoce en la técnica. Como se usa en la presente, "puesta en contacto" significa el agua que contiene arsénico o metales pesados y la composición de precipitación se colocan conjuntamente de modo que se presenta la reacción deseada al grado deseado. Como se usa en la presente, un "gel de hidróxido de sal metálica" es un hidróxido formado de una sal metálica, que se puede usar en los métodos de la invención para remover arsénico de agua que contiene arsénico o metales pesados de aguas que contienen metales pesados. El proceso de esta invención puede lograr la remoción de más de 99 % de las especies de arsénico en una solución acuosa. Se pueden lograr concentraciones de menos de 5 partes por billón de arsénico. Los procesos de esta invención pueden lograr la remoción de más de 99 % de al menos una especie de metal pesado en una solución acuosa. Se pueden lograr concentraciones de menos de 5 partes por billón de metal pesado. En los métodos de la invención, se ponen en contacto soluciones que contienen iones de arsénico con una composición de precipitación. Para la remoción y estabilización de iones de arsénico, estas composiciones de precipitación comprenden de aproximadamente 10-5000 moles de lantano u otros elementos de la serie de lantánidos por cada mol de iones de arsénico en solución. Las composiciones pueden comprender iones férricos en concentraciones de aproximadamente 1 mol a aproximadamente 500 moles de iones férricos u otro metal diferente de los elementos de lantánidos u otros de la serie de lantánidos por cada mol de ión de arsénico. Las mismas concentraciones son útiles para remover metales pesados de la solución. La solución debe permanecer en contacto con la composición de precipitación durante un periodo de tiempo suficiente para provocar remoción de iones de arsénico a los 16 intervalos deseados de concentración. Típicamente, son suficientes cerca de 5-30 minutos para provocar la precipitación al intervalo deseado de concentración y/o estabilización del arsénico cuando la concentración de arsénico en solución está entre 12-100,000 ppb. El proceso de esta invención se puede usar para remover arsénico en soluciones que contienen una o más especies de arsénico. Un proceso preferido de esta invención comprende ajustar el pH de la solución a entre 6 y aproximadamente 10, al adicionar 1000 moles de lantano por cada mol de iones de arsénico presentes en solución, y adicionar aproximadamente 5 a aproximadamente 6 moles de iones férricos por cada mol de iones de arsénico presentes en solución. El arsénico se estabiliza por los geles de hidróxidos de sales metálicas, formados. La solución entonces se separa típicamente de los sólidos, de manera preferente a través de un filtro. Los niveles adecuados de la composición de precipitación dependen del nivel deseado de remoción de arsénico o metales pesados. En general, es útil un nivel de entre 10 mg de composición de precipitación por litro que se va a tratar y 1000 mg/L, y todos los valores individuales e intervalos en los mismos. Las ayudas de filtro de DE se usan en general en dos diferentes modos: como un pre-revestimiento, en donde la 17 DE actúa como la barrera superficial de separación sólido/líquido (aunque con algo de profundidad) , y como una alimentación de cuerpo, en donde la DE actúa para mantener una estructura de torta permeable y crea una filtración de profundidad efectiva. Estos dos modos se usan tanto en combinación como de forma individual, dependiendo del tipo y grado de dificultad de la filtración Para aplicaciones de pre-revestimiento, la DE debe ser capaz de formar una barrera suficientemente hermética para proporcionar la claridad deseada del filtrado, en tanto que al mismo tiempo sea tan abierta como sea posible para proporcionar una máxima producción del filtrado. Cuando se usa como una alimentación de cuerpo o mezcla, la ayuda de filtro debe ser suficientemente hermética para impedir la migración de los sólidos atrapados a través de la torta de formación. Estos aspectos de filtración se conocen por un experto en la técnica. El pre-revestimiento de DE se forma al hacer pasar una suspensión diluida (en general menos de 5 % en peso) de DE en agua de proceso sobre un septo o tamiz. El septo o tamiz sirve como una estructura de soporte para la formación del pre-revestimiento de DE. Conforme pasa la suspensión espesa a través del septo o tamiz, los sólidos de DE se atrapan en su superficie y se forma un pre-revestimiento. El espesor del pre-revestimiento puede ser tan poco como 1.5 mm 18 y proporcionar aun una separación sólido/líquido adecuada durante la filtración subsiguiente. Las fuerzas de impulsión durante la formación del pre-revestimiento puede ser presión ya se negativa (vacío) o positiva. Las aberturas en el septo o tamiz deben ser suficientemente pequeñas para atrapar las partículas de DE, pero pueden ser altamente variables en tamaño y geometría. El septo o tamiz se puede construir de cualquier material compatible con agua, incluyendo acero oxidable, polipropileno, polietileno y otros materiales conocidos en la técnica. La invención se ilustra adicionalmente por los siguientes ejemplos no limitantes. En los ejemplos posteriores, se prepararon soluciones sintéticas volumétricas para arsénico. Todas las soluciones volumétricas se hicieron usando agua des-ionizada . El cloruro de lantano usado puede ser cloruro de lantano puro o carbonato de lantano tratado con ácido clorhídrico. Se puede obtener cloruro férrico a partir de una variedad de fuentes comerciales. El diagrama esquemático de una modalidad preferida señalada en la Figura 1. Ejemplo A. Remoción de Arsénico de Soluciones Sintéticas Se llevó a cabo la remoción de arsénico de soluciones sintéticas usando diferentes productos químicos de precipitación. La concentración inicial de arsénico en la solución se mantuvo a 100 ppb, y el pH se ajustó a 6-8.5 19 usando cal y/o hidróxido de sodio. Después de la adición del reactivo, la mezcla se acondicionó durante 10 minutos. Se filtró a través de un lecho de filtro de 2 pulgadas de grueso, previamente preparado, elaborado por DE. El lecho de filtro de DE se elaboró al filtrar 4 gramos de DE acondicionada en 500 ce de agua en un crisol de filtro de 4 pulgadas de diámetro. Se usó un papel filtro grueso para formar el lecho de filtro usando un filtro de vacío. La solución se filtró usando un sistema de filtración de vacío. En la Tabla 1 se dan los resultados obtenidos con la adición directa de diferentes agentes de precipitación.

Tabla 1 Remoción de Arsénico de Solución Sintética de Arsénico Reactivo, pH As Inicial, As Final, % adición, gm ppb ppb removido .25 gm de LaCl3 8.5 100 26 74 .25 gm de FeCl3 8.18 100 11 89 .25 gm de A1C13 8.69 100 12 88 .25 gm de 8.8 100 15 85 La2 (C03)2 .25 gm de La{N03)3 7.81 100 57 43 20 Los resultados muestran que se puede remover arsénico por adición de agentes químicos. Las eficiencias de remoción están entre 43 % - 89 %.

Ejemplo B. Remoción de Arsénico con Hidróxidos Mezclados, Precipitados Seguido por Filtración con DE-Pre-revestimiento • Hidróxido Férrico Precipitado Se disolvieron 0.25 gm de FeCl3 en 100 ce de agua. Se precipitó hidróxido férrico a pH 7.53 usando cal. Se adicionaron diferentes cantidades de hidróxidos húmedos a una solución sintética de 500 ce de arsénico. Después de 10 minutos de tiempo de acondicionamiento, la solución se filtro usando un filtro de pre - revest imiento de DE. Los resultados se dan en la tabla 2. 21 Tabla 2 Remoción de As con Hidróxido Férrico Precipitado Como se puede ver, 1 gramo de hidróxido férrico precipitado puede reducir el nivel de As por abajo de 10 ppb. • Hidróxido de Lantano Precipitado Se preparó hidróxido de lantano a partir de cloruro de lantano y/o nitrato de lantano al adicionar cal a pH 10.0. Se disolvieron 0.5 g de sales de lantano en 100 ce de agua. Se recolectó el precipitado después de la filtración. Se adicionó un gramo de precipitado húmedo a 500 ce de las soluciones que contienen arsénico. En la Tabla 3 se muestran los resultados. Tabla 3 Remoción de Arsénico de Solución Sintética Usando Hidróxido de Lantano Cantidad precipitada, gm pH As inicial, ppb As final , ppb 1 7.49 100 15 1 8.12 100 32 22 Los resultados mostraron que el hidróxido de lantano es capaz de remover arsénico de la solución sintética .

· Hidroxidos Mezclados, Precipitados de hierro y Lantano para Remoción de As Se prepararon hidroxidos mezclados de hierro y lantano al mezclar FeCl3 y LaCl3 (preparado de carbonato de lantano) al adicionar cal a intervalos de pH de 8-9. Se preparó el precipitado mezclado a tres diferentes relaciones en peso de Fe a La. Se adicionaron diferentes cantidas de precipitado a una solución sintética que contiene 100 ppb de arsénico y se mezclaron durante 10 minutos. Los resultados se muestran en la Tabla 4.

Programa A: Fe : La Relación en peso 1:1 Preparado al mezclar 0.25 gm de FeCl3 más 0.25 gm de La2(C03)3 en HCl y luego el pH aumentó a 8.84 con cal. Programa B : Fe: La Relación en peso 2:1 Preparado al mezclar 0.25 gm de FeCl3 y 0.25 gm de La2(C03)3 en HCl y luego el pH aumentó a 8.2 con cal . Programa C : Fe: La Relación en peso 1:4 Preparado al mezclar 0.25 gm de FeCl3 y 0.625 gm de La2 (C03) 3 en HCl y luego el pH aumentó a 8.6 con cal . 23 Tabla 4 Efecto de Hidróxidos Mezclados en Remoción de As de Solución Sintética Los geles de hidróxidos mezclados de hierro y lantano son efectivos para remover arsénico. Se pueden mezclar diferentes relaciones de hierro y lantano para remover diferentes cantidades de arsénico. A una relación de 1:1, 1 gm de precipitado mezclado puede disminuir de manera efectiva arsénico desde 100 ppb a 7 ppb. Ejemplo C. Cuajado Mejorado de Arsénico de Agua Potable de Fernley con Gel de Hidróxido Precipitado Seguido por Filtración de Pre-revestimiento de DE En estas pruebas, se probó el agua potable obtenida 24 de un pozo en Fernley, Nevada. La adición directa del coagulante químico para arsénico tiene las siguientes desventajas. Estos: (1) necesitan acondicionamiento más prolongado para precipitar y cuajar arsénico; (2) aniones tal como cloruros, sulfatos o nitratos se liberan al agua potable los cuales necesitan ser removidos ; (3) la unión de arsenato no es fuerte; (4) se requiere control de pH para cuajar los iones de arsenato y arsenita; (5) demanda excesiva del reactivo; (6) el tamaño de un cuagulante es pequeño durante la adición directa; como resultado, puede presentarse durante la preparación la remoción incompleta del arsénico. A fin de evitar los problemas mencionados anteriormente e incrementar la eficiencia de la remoción de arsénico, se ha desarrollado un nuevo proceso de cuagulante de gel de hidróxido precipitado. Este proceso es excepcionalmente adecuado para la filtración barata de pre-revestimiento usando material de DE. Los resultados obtenidos con hidróxido de lantano en combinación con otros óxidos se dan posteriormente en las Tablas 5-7. • Prueba con Hidróxido de Lantano Puro Se disolvieron cinco gramos de carbonato de lantano 25 en ácido clorhídrico a pH 1.0. Se precipitó el hidróxido de lantano a pH 10.0 usando cal. Se filtró el precipitado. El peso total de hidróxido fueron 5 gramos (en base húmeda) . Se adicionaron 1.25 gramos de precipitado al agua potable de Fernley. El pH fue 8.70. Después de diferentes tiempos de acondicionamiento, el agua se filtró a través de un filtro de pre-revestimiento de DE. Los resultados se dan en la Tabla 5.

Tabla 5 Remoción de Arsénico de Agua Potable de Fernley Como se puede ver, la adición directa de hidróxido de lantano precipitado es capaz de reducir el nivel de arsénico en el agua potable de Fernley a menos de 10 ppb en 5 minutos. Después de 10 minutos, el nivel de arsénico fue de 2 ppb. • Prueba de Hidróxido Férrico Precipitado Se disolvieron 0.25 gramos de FeCl3-7H20 en 100 ce de agua. Se precipitó hidróxido férrico a pH 7.5 usando cal. El peso total del precipitado fue de 2 gramos en una base en 26 peso. Se adicionó un gramo de precipitado húmedo a 500 ce de agua potable de Fernley. El pH de la solución fue de 8.03. Después del tiempo de acondicionamiento especificado, la solución se filtró usando filtración de pre-revestimiento de DE. Los resultados se dan en la Tabla 6.

Tabla 6 Remoción de As de Agua Potable de Fernley con Hidróxido férrico Como se puede ver, el hidróxido férrico precipitado es capaz de remover arsénico de agua potable. Después de 10 minutos, la concentración de As está por abajo de 10 ppb. • Pruebas con Hidróxido de Lantano Precipitado más Hidróxido Férrico En otro experimento, se usaron para la precipitación cantidades reducidas de cloruro férrico y cloruro de lantano. En este experimento, se mezclaron 0.25 gramos de FeCl3-7H20 y 0.25 gramos de LaCl3 (preparado de LaC03) en 100 ce de agua. El pH se incrementó a 8.80 usando cal. El precipitado mezclado se filtró. El peso total del precipitado fue de 5 gramos. Se adicionaron 2.5 gramos en peso de precipitado al agua potable de Fernley a un pH de 8.01. Después del acondicionamiento durante un tiempo especificado, la solución se filtró usando filtración de pre-revestimiento de DE. Los resultados se dan en la Tabla 7 Tabla 7 Remoción de Arsénico con Hidróxidos Precipitados, Mezclados Los geles de hidróxidos, mezclados, precipitados de hierro y lantano pueden reducir el nivel de arsénico por abajo de 10 ppb a una menor concentración. • Efecto de Dosis de Hidróxidos Mezclados en Remoción de Arsénico Como se describe en la Tabla 7, el precipitado de hidróxido mezclado se preparó al mezclar una cantidad igual de FeCl3-7H20 y LaCl3. En otra serie de experimentos, se prepararon hidróxidos mezclados al usar diferentes relaciones de hierro a hidróxido. Se adicionaron diferentes cantidades de hidróxidos mezclados al agua potable de Fernley. Después del mezclado durante un tiempo especificado, el agua se filtró usando un filtro de pre-revestimiento de DE. Los resultados se dan en las Tablas 8-10.

Tabla 8 Pruebas con Hidróxido Férrico (preparado al precipitar 0.25 gramos de FeCl3 con cal a pH de 7.5); precipitado total = 2.0 gramos (húmedo) ; tiempo de acondicionamiento = 10 minutos Los resultados anteriores muestran que una concentración preferida de hidróxido férrico es de 1 gm/litro (equivalente a 0.12 gramos de FeCl3) . Por abajo de esta concentración es difícil reducir As del agua de Fernley por abajo de 10 ppb. • Efecto de Adición Directa de Cloruro Férrico y Sulfato Férrico En otra serie de experimentos, se adicionaron directamente cloruro férrico y sulfato férrico grado 29 químico al agua potable de Fernley. El pH del agua se incrementó a 8.2 con cal y se mezcló durante 30 minutos. Después de 30 minutos de mezclado, el agua se filtró a través del lecho de DE previamente preparado.

Tabla 9 Pruebas con adición directa de FeCl3 (solo) y FeS0 ; 500 ce de agua de Fernley Estas pruebas muestran que la adición directa de FeCl3 o FeS04 puede disminuir la concentración de As por abajo de 10 ppb. Sin embargo, se necesita una mayor cantidad de cloruro férrico en comparación a los hidróxidos . Además, se requiere un mayor tiempo de mezclado y ajuste del pH. La desventaja de la adición directa es que los iones de cloruro y sulfato presentes en el agua tienen que ser removidos. 30 Tabla 10 Pruebas con Hidróxido férrico más Hidróxido de Lantano Combinados, Preparados al Mezclar 0.25 gramos de La2(C03)3 más 0.25 gramos de FeCl3; Hidróxido total = 5 gramos (base húmeda) Como se puede ver, 1 gm de precipitado combinado de gel de hidróxido puede disminuir la concentración de As por abajo de 10 ppb. Tabla 11 Pruebas con Hidróxido de Lantano e Hidróxido Férrico Combinados a Menor Concentración; (0.125 gm de La2(C03)3 más 0.25 gm de FeCl3; ppt total = 1.6 gm) Cantidad de ppt, Concentración Concentración final de gm inicial de AS, AS , ppb ppb .5 67 29 (5 min) .5 67 10 (10 min) .25 67 25 (5 min) .25 67 23 (10 min) 31 Estos resultados muestran que las adiciones pequeñas de La(OH)3 disminuirán la adición FeCl3 para lograr 10 ppb. Ejemplo D. Prueba de Puesta a Escala Usando Hidróxidos Mezclados Se llevaron a cabo una serie de experimentos usando cinco galones de agua potable de Fernley, en este caso, geles de hidróxidos preparados al mezclar cloruro de lantano y cloruro férrico a una relación de 1:4. En un caso, se llevó a cabo la precipitación de hidróxidos usando cal grado químico y en otro caso, se usó MgO grado químico. En la Figura 2 se da la remoción de arsénico como una función de la adición de gel de hidróxido. Como se puede ver, el precipitado de hidróxido preparado usando cal y MgO es efectivo en la remoción de arsénico de agua. Sin embargo, el gel d e hidróxido preparado usando cal es más efectivo que aquel del precipitado preparado usando MgO. Ejemplo E. Pruebas con Hidróxidos Revestidos con DE (La + Fe) En estas pruebas, se precipitaron los hidróxidos de lantano e hierro a una relación de 1:4 por ciento en peso, respectivamente. La precipitación de hidróxidos se llevó a cabo usando cal a pH de 9-10. Se filtraron los precipitados usando el método de filtración de pre-revestimiento de DE. El lecho de filtro de pre-revestimiento de DE se preparó al mezclar 4 gramos de DE en 500 ce de agua y al filtrar la' mezcla a través de un dispositivo de filtro. El espesor de lecho fue de aproximadamente 2.54 cm (1 pulgada) de grueso. Se usó precipitado de hidróxido revestido con DE en la prueba de remoción de arsénico. Los resultados se dan en la Tabla 12.

Tabla 12 Condiciones: 500 ce de Agua Potable de Fernley; pH Tiempo de As As Acondi- % Cantidad, gramos inicial , final , ciona- removido ppb ppb miento, min 3 g, hidróxidos 93 5 8 91.3 revestido con DE (La + Fe) 3 g de hidróxidos 93 10 6 93.5 revestido con DE (La + Fe) 3 g de hidróxido 93 5 12 87.0 revestido con DE (sólo Hidróxido de Lantano) 33 Estos experimentos mostraron que los hidróxidos de lantano e hierro revestidos con DE así como el hidróxido de lantano revestido con DE son eficientes en la remoción de arsénico del agua potable. Ejemplo F. Pruebas con Agua Potable Clorada Usando Diferentes Hidróxidos Se recolectó agua potable clorada de la Instalación del Tratamiento de Aguas de Fernley. Se llevaron a cabo pruebas de remoción de Arsénico usando diferentes hidróxidos preparados en el laboratorio. En la Tabla 13 se dan los resultados experimentales. En este caso, se prepararon geles de hidróxidos de carbonato de lantano grado comercial al mezclar con cloruro férrico y precipitar con cal . 34 Tabla 13 Condiciones: 500 ce de agua de Fernley; pH = 6.7 Conc . Cantidad de geles As Tiempo de final % de hidróxido inicial , Acondic . , de As, removido adicionada, gm ppb min ppb 1 g de hidróxidos 80 5 5 93.7 (hidróxidos de lantano) 1 g (hidróxidos 80 10 <5 -100 de hierro + lantano) .25 g hidróxido de 80 5 11 86.2 aluminio .25 g hidróxido de 80 10 <5 -100 aluminio 1 g de hidróxido 80 5 11 (hidróxido de aluminio + hidróxido de lantano) 35 Las pruebas llevadas a cabo con diferentes hidróxidos (preparados de sus sales respectivas) fueron efectivas en la remoción de arsénico del agua potable usando filtros de pre-revestimiento de DE. La remoción de arsénico de agua clorada es mucho más fácil en comparación a agua no clorada . 36 Ejemplo G. Evaluación de Diferentes Materiales de Filtro de Pre-revestimiento para Remoción de As En las siguientes pruebas, se usaron geles de hidróxidos de hierro y lantano para cuajar arsénico de agua. Se adicionó un gramo del sedimento de gel de hidróxido preparado al combinar cloruro férrico y carbonato de lantano y se mezcló en 500 ce de agua de Fernley a un intervalo de pH de 8.3-8.5. Los resultados se dan en la Tabla 14.

Tabla 14 fecto de Diferentes Materiales de Filtración de Pre- revestimiento en Remoción de As después de Cuajado Tipo de MateTiempo de AS As Cantidad de riales de Pre- acondic . , inicial , final , Hidróxido/gm revestimiento min . ppb ppb Lecho de DE 1 5 100 9 Lecho de DE 1 10 100 4 Lecho de 1 5 100 29 celulosa Lecho de 1 10 100 26 celulosa Lecho de 1 5 100 13 perlita 37 • DE.- Tierra Diatomácea de Eagle-Picher • Celulosa.- Celulosa PB-40M, Eagle-Picher • Perlita.- Perlita CP-1400, Eagle-Picher La DE fue mucho más efectiva que ya sea perlita o celulosa. La celulosa no fue tan efectiva como DE.

Ejemplo H. Evaluación de Gel de Hidróxido Revestido con DE Mezclado a Diferentes Relaciones En otro experimento, se filtraron geles de hidróxidos de lantano y férrico a través de un lecho de DE previamente preparado. El gel de hidróxido que contiene DE se mezcló con agua de Fernley durante diferentes momentos. Después del mezclado, el agua se filtró a través de un lecho de filtro de DE de pre-revestimiento . Los resultados se dan en la Tabla 15. 38 Tabla 15 Gel de Hidróxido que contiene DE para remoción de Arsénico Concentración Cantidad de pH de Concentración de inicial de As, Precipitado Solución AS en Filtrado ppb [DE+La (OH) 3] después de 5 min adicionado a y 10 min, ppb solución, gurí 86 3 8.45 9, 8 Concentración Cantidad de pH de Concentración de inicial de As, Precipitado Solución AS en Filtrado ppb [DE+La (OH) 3+ después de 5 min Fe(OH)3] y 10 min, ppb (La:Fe) (1:4) adicionado a solución, gm 86 3 8.31 7, 6 Concentración Cantidad de pH de Concentración de inicial de As, Precipitado Solución AS en Filtrado ppb [DE+La (OH) 3+ después de 5 min Fe(OH)3] y 10 min, ppb (La:Fe) (1:2) adicionado a solución, gm 86 3 8.45 5, 4 Los resultados dados en la Tabla 15 muestran que los geles de hidróxidos que contienen DE son potentes coagulantes para remover arsénico del agua potable. Se ve que un filtro de pre-revestimiento de DE es excepcionalmente adecuado para geles de hidróxidos que contienen DE.

Ejemplo I. Preparación de Adsorbente de DE Se pueden preparar geles de hidróxido revestidos con DE in situ y ex-situ. En el método ex-situ, se pone en contacto una composición de precipitación con DE y el pH se ajusta para formar un gel de hidróxido revestido con DE. El pH se puede ajustar al mismo tiempo, en que el gel de hidróxido revestido con DE se pone en contacto con agua que contiene arsénico o metales pesados. La composición de precipitación es de manera preferente una solución de sal de lantano y una sal de hierro. En el método in situ, las sales metálicas se ponen en contacto con DE y la composición se envejece (usualmente entre 24-96 horas) . Después del envejecimiento, la DE y las sales metálicas se ponen en contacto con el agua que contiene arsénico o metales pesados y el pH se ajusta para formar geles de hidróxidos revestidos con DE. Como se muestra en la presente, el método in situ de preparación permite en general que se use una menor cantidad de composición de precipitación para proporcionar el nivel deseado de remoción de arsénico o metales pesados. 40 Para los ejemplos J hasta L, el gel de hidroxi de sal metálica se revistió sobre DE usando dos diferentes técnicas, es decir, método ex-situ y método in-situ. El gel de hidróxido se preparó por la combinación de dos sales (cloruro de lantano y cloruro férrico) a una condición apropiada, como se describe en la presente. En la preparación in-situ, se mezcló DE con cloruro de lantano y cloruro férrico. Después de un tiempo de envejecimiento de 24 horas, la mezcla entonces se almacenó para uso posterior. La formación del gel de hidróxido de sal metálica se llevó a cabo in situ al mezclar el material preparado con afluente y al ajustar el pH a 7.5 con NaOH. En la preparación ex-situ, se mezcló primero DE con cloruro de lantano y cloruro férrico, y el pH se ajustó a 7.5 con la adición de NaOH de modo que toma lugar la formación de gel de hidróxido de sal metálica. Este material se puede aplicar directamente al agua . Ejemplo J. Prueba a Escala de Laboratorio para Remoción de Arsénico Se usaron dos clases de agua de arsénico en la prueba de laboratorio, es decir, una muestra sintética preparada con arsenita sódica y una muestra de agua subterránea que contiene arsénico, obtenida de Fernley, Nevada. Los resultados se muestran en las Figuras 3 hasta 6. Los resultados mostraron que tanto las especies de arsenato como de arsenita se pueden remover efectivamente de las soluciones sintéticas y el agua potable usando DE revestido con hidroxi . Sin embargo, el material preparado por el método in-situ fue más efectivo que el material preparado por el método ex-situ. Para la muestra de agua sintética, se puede lograr un efluente de 10 ppb o menos al aplicar 1000 mg/L de reactivo con el método ex-situ, o 500 mg/L con el método in-situ. Para la muestra de agua subterránea de Fernley, la dosis de reactivo requerida fue de 400 mg/L y 150 mg/L, respectivamente. Ejemplo K. Prueba de Planta Piloto para Remoción de Arsénico También se llevaron a cabo pruebas de planta piloto de flujo continuo para tratar el agua subterránea que contiene arsénico. El esquema generalizado de la hoja de flujo de proceso se da en las Figuras 7 y 8. Durante la prueba, se variaron el tiempo de retención, adición del reactivo, pH, y el modo de adición del reactivo. La planta piloto se operó a una velocidad de flujo de 12-15 galones/min. Las muestras del afluente y efluente se tomaron después de que se alcanzó un estado estable. En la Figura 9 se da la concentración de arsénico en el efluente para diferentes cantidades de adiciones de reactivo. Se requieren aproximadamente 100 mg/1 del reactivo (preparado por el método ex-situ) para lograr un nivel de arsénico de 10 ppb. La concentración de arsénico en el 42 efluente como una función de la adición del reactivo preparado por el método in-situ también se muestra en la Figura 9. Como se puede ver, la adición de reactivo de 60 mg/L se requiere para lograr el nivel de arsénico de 10 ppb . Los resultados muestran que el método in-situ es más eficiente en la adsorción de arsénico que el método ex-situ. Esta conclusión es consistente con la prueba a escala de laboratorio.

Ejemplo L. Adsorción de Metales Pesados por Adsorbentes de DE Revestidos Se llevaron a cabo pruebas de adsorción de metales pesados a escala de laboratorio usando los métodos de DE revestida in-situ y ex-situ. En estas pruebas, se trataron soluciones sintéticas que contienen Cu ( 11 ) , Pb(II), y Cr(VI) con adsorbentes de DE revestidos. Durante las pruebas, se usó un diferente tiempo de puesta en contacto. Los resultados se muestran en la Tabla 16 y 17. Ambos métodos mostraron una alta proporción de remoción para cobre y plomo, en tanto que el método in-situ fue mucho más efectivo en el tratamiento del agua que contiene cromo. 43 Tabla 16 Remoción de metales pesados por adsorbente de DE revé (Método ex-situ) Tabla 17 Remoción de metales pesados por adsorbente de DE revestido (Método in-situ) Tiempo de Conc 5 min 15 min 60 min contacto inicial (min) Metal (ppb) (ppb) (%) (ppb) (%) (ppb) (%) Cu (II) 8, 064 3.8 99.95% 11.4 99.86% 11.7 99.85% Pb(II) 8,333 2.8 99.97% 20.6 99.75% 24.4 99.71% Cr (VI) 7, 733 63.2 99.18% 46.2 99.40% 336 95.65% Todas las referencias citadas en la presente, se incorporan de este modo como referencia, al grado que no están inconsistentes con la descripción con la presente. Aunque esta descripción contiene muchas especificidades, no se deben considerar como limitantes del alcance de la invención, si no sólo para proporcionar ilustraciones de algunas de las modalidades preferidas de la invención. Por ejemplo, se pueden usar geles de hidróxido de sales metálicas diferentes de aquellos específicamente ilustrados. Todos los intervalos numéricos dados en la presente incluyen todos los valores individuales e intervalos intermedios en los mismos.

Referencias Ahmann, D., Krumholz, L.R., Hemond, H.F., Lovley, D.R., y Morel, F.M.M., 1997, "Microbial Mobilization of Arsenic from Sediments of the Aberjona atershed, " Environ. Sci. Technol., 31:2923-2930. Davis, S. y Misra M. , "Transport Model for the Adsorption of Oxyanions of Selenium (IV) and Arsenic (V) from Water Onto Lanthanum and Alumina Oxides", Journal of Colloid & Interface Science, 188, 1997, p. 340-350. EPA, 2002, EPA Implements Standard of 10 ppb -http : //www. epa . gov/safewater/arsenic . html Gupta, S.K. and Chen, K.Y. , "Arsenic Removal by Adsorption,"" 50(3} Journal of Water Pollution Control 45 Federation, 493, Mar. 1978. Harper, T.R. y Kingham, N.W. "Removal of Arsenic from Wastewater using Chemical Precipitation Methods," 64(3) Water Environment Research 200-203, 1992. Merrill, D.T., et al., "Field Evaluation of Arsenic and Selenium Removal by Iron Coprecipitation, " 6(2) Environmental Progress 82-90, 1987. Misra, M. y Nayak, D. , Patente de los Estados Unidos número, 5,603,838. Misra, M., et al., Patente de los Estados Unidos número. 6,197,201. Misra, M. , Raichur, A.M. and Keltner, K. , "Adsorption and Separation of Arsenic from Process Water Using LS™ (Lanthanum-Silica Compound) , " Proceedings of the Randol Gold Forum '97, 1997, pp. 203-206. Misra, M. y Adutwum, K.O., "Adsorption of Oxyanions of Selenium Onto Lanthanum Oxide and Alumina," Minor Elements 2000, Publicada por SME, Feb. 2000, pp. 345-353. Misra, M., Nanor, J. , y Bucknam, C.H., "Enhanced Precipitation and Stabilization of Arsenic from Gold Cyanidation Process," Minor Elements 2000, Publicada por SME, Feb. 2000, pp. 141-148. Nanor, J. y Misra, M. , "Removal and Stabilization of Arsenic," Randol Gold Forum, 1999, pg. 191-196. National Academy of Sciences, "Arsenic-Medical and Biological Effects of Environmental Pollutants," Oficina Norteamericana de Impresión Gubernamental, Washington, D.C., 1977. National Research Council, Arsenic in Drink.ing Water, Washington D.C., National Academy Press, 1999. Rawat, A. y Misra, M . , "Adsorption of the Oxyanions of Arsenic onto Lanthanum Oxide," EPD Congress, The Minerals, Metals and Materials Society (TMS) , Warrendale, PA, 1998, pp. 14-23. Wasay, S.A., et al. "Removal of Arsenite and Arsenate Ions from Aqueous Solution by Basic Yttrium Carbonate," 30(5) Wat. Res. 1143-1148, 1996. Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la presente invención, es el que resulta claro a partir de la presente descripción de la invención.

Claims

47 REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones: 1. Un método para remover arsénico de agua que contiene arsénico, caracterizado porque comprende: poner en contacto el agua con una composición de precipitación que comprende un gel de hidróxido de sal metálica. 2. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque además comprende separar el agua de la composición de precipitación. 3. El método de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque la separación se realiza usando un filtro. 4. El método de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque el filtro se reviste con DE en un tamiz o septo elaborado de material compatible con agua. 5. El método de conformidad con la reivindicación 4 caracterizado porque el material compatible con agua es polietileno, polipropileno o acero inoxidable. 6. El método de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque el filtro es un lecho de filtro de DE . 7. El método de conformidad con la reivindicación 48 6, caracterizado porque el filtro es un lecho de filtro de DE revestido con un gel de hidróxido de sal metálica. 8. El método de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque el paso de separación se realiza usando asentamiento asistido con DE o centrífuga asistida con DE. 9. El método de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque el paso de separación se realiza usando asentamiento o flotación de geles de hidróxido. 10. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el gel de hidróxido de sal metálica se forma antes de la puesta en contacto del agua con la composición de precipitación. 11. El método de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque el gel de hidróxido de sal metálica se forma para ajustar el pH de una solución que contiene sales metálicas de modo que se forma un gel de hidróxido de sal metálica. 12. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el pH de la composición de precipitación y el agua que contiene arsénico se ajusta para formar un gel de hidróxido de sal metálica después de la puesta en contacto de la composición de precipitación y el agua . 13. El método de conformidad con la reivindicación 49

1, caracterizado porque la composición se pone en contacto con el agua que contiene arsénico a un pH de aproximadamente 2 a aproximadamente 14. 14. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el paso de puesta en contacto se realiza usando un miembro del grupo que consiste de: mezclado mecánico, mezclado ultrasónico, mezclado en línea usando un atomizador, mezclado en línea usando venturi y mezclado usando bombas de dosificación. 15. Un método para remover arsénico de agua que contiene arsénico, caracterizado porque comprende: revestir DE con uno o más geles de hidroxidos de sales metálicas para formar geles de hidroxidos pre-revestidos con DE; y poner en contacto el agua que contiene arsénico con los geles de hidroxidos pre-revestidos de DE. 16. El método de conformidad con las reivindicaciones 1 o 15, caracterizado porque el gel de hidróxido de sal metálica se forma de al menos un miembro del grupo que consiste de: cloruro de lantano, nitrato de lantano, carbonato de lantano, cloruro férrico, sulfato férrico, cloruro de magnesio, nitrato de magnesio, carbonato de magnesio, cloruro de aluminio, nitrato de aluminio, sulfato de aluminio y aluminato de sodio. 17. El método de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque la composición de precipitación 50 comprende más de una diferente sal metálica. 18. El método de conformidad con la reivindicación 1 ó 15, caracterizado porque el agua que contiene arsénico contiene arsénico a una concentración de aproximadamente 10 ppb a 100 ppm. 19. El método de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado porque el agua que contiene arsénico contiene uno o más miembros seleccionados del grupo que consiste de: arsenita y arsenato. 20. El método de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado porque el agua que contiene arsénico comprende uno' o más miembros del grupo seleccionado de: agua natural, agua de pozo, agua potable y agua de proceso. 21. El método de conformidad con la reivindicación 1 o 15, caracterizado porque la composición se pone en contacto con agua que contiene arsénico durante un tiempo de entre aproximadamente 1 minuto a aproximadamente 6 minutos a un pH entre aproximadamente 3 y aproximadamente 12. 22. El método de conformidad con la reivindicación 1 o 15, caracterizado porque el gel de hidróxido de sal metálica comprende lantano e hierro. 23. El método de conformidad con la reivindicación 1 o 15, caracterizado porque el hierro y lantano se adicionan al agua a relaciones en peso de entre aproximadamente 1:1 y 1:10 de lantano : hierro . 51

2 . El método de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque el filtro se selecciona del grupo que consiste de: tierra diatomácea (DE), celulosa y perlita. 25. El método de conformidad con la reivindicación 1 o 15, caracterizado porque el gel de hidróxido de sal metálica consiste esencialmente de hidróxido de lantano. 26. El método de conformidad con la reivindicación 1 o 15, caracterizado porque el gel de hidróxido de sal metálica es un hidróxido de tierra rara. 27. Un método para remover metales pesados de solución que contiene metal pesado caracterizado porque comprende : poner en contacto la solución con un gel de hidróxido de sal metálica; y hacer pasar la solución a través de un filtro. 28. El método de conformidad con la reivindicación 27, caracterizado porque el gel de hidróxido de sal metálica comprende lantano e hierro. 29. El método de conformidad con la reivindicación 27, caracterizado porque el filtro es un lecho de filtro de DE . 30. El método de conformidad con la reivindicación 27, caracterizado porque el filtro es un lecho de filtro de DE revestido con un gel de hidróxido de sal metálica. 31. Una composición para remover arsénico o metal pesado de agua que contiene arsénico o metal pesado, 52 caracterizada porque comprende: tierra diatomácea, una sal de lantano y una sal de hierro. 32. La composición de conformidad con la reivindicación 31, caracterizada porque la sal de lantano y la sal de hierro son cloruros. 3

3. La composición de conformidad con la reivindicación 31, caracterizada porque el metal es arsénico. 3

4. La composición de conformidad con la reivindicación 31, caracterizada porque el metal es un metal pesado. 3

5. Un método de uso de la composición de la reivindicación 31, caracterizado porque comprende mezclar la composición de precipitación con agua que contiene arsénico o metal pesado y ajustar el pH de modo que se forme un gel de hidróxido de sal metálica. 3

6. Un método para elaborar un gel de hidróxido revestido con DE, caracterizado porque comprende: poner en contacto una composición de precipitación con DE; y ajustar el pH para formar un gel de hidróxido revestido con DE. 3

7. Un método para elaborar un gel de hidróxido revestido con DE, caracterizado porque comprende: poner en contacto las sales metálicas con DE, formar una composición; y envejecer la composición. 3

8. El método de conformidad con la reivindicación 37, caracterizado porque además comprende separar la composición sólida del líquido. 3

9. El método de conformidad con la reivindicación 37, caracterizado porque además comprende poner en contacto el agua que contiene arsénico con la composición; y ajustar el pH de la composición resultante para formar un gel de hidróxido revestido con DE.