PT95307B

PT95307B - Processo para remover especies metalicas de vapores de escape e aparelho para realizacao do mesmo

Info

Publication number: PT95307B
Application number: PT95307A
Authority: PT
Inventors: Aart Pieter De Graaf; Georg Heinrich Linder; Leendert Cornelis Hoekman
Original assignee: Atochem North America
Priority date: 1989-09-13
Filing date: 1990-09-13
Publication date: 1998-06-30
Also published as: CA2025348A1; JPH03157124A; HUT59029A; FI98051B; IL95684A0; NZ235327A; EP0418075B1; NO903980D0; AR246238A1; SK279342B6; AU6253390A; HU211221B; DK0418075T3; DE69020273T2; ATE123967T1; JP3080646B2; CN1040728C; IE903331A1; NO300200B1; ES2074134T3

Description

Nota ao Pedido de Patente Relacionado

Este pedido de patente ê uma continuação em parte do nosso pedido de patente anteriormente depositado, número de série 406 482, pedido a 13 de Setembro de 1989.

ANTECEDENTES DO INVENTO

Campo do Invento. Este invento refere-se ao campo da remoção de espécies metálicas de vapores. Mais particularmente, o presente invento refere-se à remoção de espécies de haleto metálico ou de haleto organometálico a partir de vapores de escape descarregados durante pro cessos de fabrico e é particularmente útil na remoção de espécies contendo estanho a partir de vapores de escape.

Descrição da Arte Anterior. Alguns processos industriais libertam vapores metálicos para a atmosfera; com a finalidade de proteger o ambiente, têm sido estabelecidos limites aue continuam a ser revistos quanto à quantidade de metal que pode ser assim libertada. Este facto pode requerer a modificação ou mesmo o abandono de processos ineficazes ou deficientemente controláveis; alternativamente, podem ser necessários passos de processos, adicionais, para remover espécies metálicas a partir dos gases de escape, para permitir a continuação dos processos. Tais processos bem conhecidos empregam métodos tais como a depuração dos gases de escape com água, empregando filtros com sólidos absorventes, por exemplo, carbono, a incineração dos gases de escape e a passagem dos gases através de filtros de pó ou preçipitadores electrostãticos.

Larkin, nas U.S. 4 144 262 e 4 130 673, e Lindner, na U.S. 4 530 857, descrevem o tratamento de objectos de vidro recentemente formados e ainda quentes, com um vapor de tricloreto de monobutilestanho (MBTC) para formar uma camada de óxido de estanho, protectora, sobre estes objectos e a concomitante remoção do MBTC dos gases de escape daquele processo. São recomendados preçipitadores electrostãticos ou outros dispositivos.

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Para resolver o problema da remoção da corrente residual, um outro processo conhecido na arte é o de pôr em contacto os gases de escape com uma solução aquosa de uma base, tal como hidróxido de sódio. Contudo, verificou-se que os processos de tratamento de gases de escape, conhecidos, sofrem de um certo número de des· vantagens; a maioria dos processos não alcança os baixos níveis de metal necessários para permitir a emissão livre dos gases de escape limpos. Este ê o caso, por exemplo, do uso de um precipitador electrostático ou condensador.

A depuração com solução cáustica produz um óxido metálico aquoso e a lama contendo óxido, necessita de ser novamente tratada por filtração ou centrifugação, produzindo, assim, um novo problema, o da evacuação da água residual. Este processo é também caro e necessita de uma entrada de mão-de-obra pouco económica.

SUMÃRIO DO INVENTO

O processo deste invento é caracterizado por:

(a) contactar o vapor contendo a espécie metálica com um meio aquoso ácido com um valor de pH inferior a cerca de 6, e preferivelmente inferior a cerca de 2, com a finalidade de absorver uma quantidade substancial da espécie metálica até um nível, no vapor, que permita a libertação do vapor para a atmosfera, mantendo simultaneamente o meio ácido essencialmente isento de precipitado, e, em que o meio ácido contenha já um nível mínimo da espécie metálica a ser absorvida, (b) circular, opcionalmente, o meio aquoso ácido para aumentar a concentração de metal na solução, (c) usar, opcionalmente, a solução contendo metal para recuperar o metal acumulado como metal, óxido metálico ou composto organometãlico, e (d) reciclar, opcionalmente, parte ou toda desta solução no processo que produz os vapores contendo metal, pelo menos, parcialmente para substituir os compostos metálicos usados.

O invento inclui adicionalmente o produto formado pelo pro

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- 4 cesso descrito e o aparelho para a sua produção.

BREVE DESCRIÇÃO DO DESENHO

A figura é uma representação parcialmente esquemática da aparelhagem útil na concretização preferida do presente invento.

DESCRIÇÃO DAS CONCRETIZAÇÕES PREFERIDAS presente invento refere-se a um processo para a remoção de espécies metálicas e, particularmente, contendo estanho, a partir de vapores, que emanam dos gases de escape de instalações usadas no processo de revestimento de objectos de vidro com uma camada de óxido de estanho, ao material assim formado e â aparelhagem pelo qual o processo é realizado.

O processo deste invento torna possível a limpeza, relativamente simples, dos gases de escape da operação de revestimento de vidro com compostos de estanho. Evita, também, a produção de resíduos sólidos e evita a formação de água residual contendo estanho, por exemplo, numa fábrica de vidro. 0 presente processo torna possível limpar o gás de escape atê uma concentração inferior a cerca de 5 miligramas (mg) de estanho metálico, por metro cúbico nas condições padrão (MCP) de gás, como requerido, por exemplo, pela República Federal da Alemanha.

Ê conveniente reciclar o meio aquoso no processo de fabrico do composto de estanho. Quando é realizada esta recirculação, não ê requerido qualquer processamento adicional, do meio aquoso, pelo fabricante de vidro e o processo não origina produtos residuais. Tal reciclagem ê economicamente possível devido â elevada concentração de metal que pode ser conseguida, tornando viável armazenar e transportar o líquido de depuração resultante do contacto dos meios aquosos ácidos, com o vapor. É também possível reciclar todo ou parte do líquido de depuração, de volta para o processo que produz os vapores contendo metal, para substituir parte do composto metálico puro necessário. Uma vez que, na maior parte dos casos, a reciclagem total no último processo conduzirá a um teor em ácido no

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líquido de depuração, cada vez mais elevado, pode ser economicamente vantajoso reciclar, pelo menos, parte dos líquidos de depuração para o processo de fabrico do composto metálico.

Um meio adequado com o qual se começa é um que é principal· mente água, com um acidificante para evitar ou reduzir a precipitação de sólidos. Devido â circulação, a concentração da espécie metálica pode ser facilmente aumentada até ao nível desejado.

presente processo é especialmente adequado para uso numa operação em que o óxido de estanho vai revestir o vidro ou substratos similares, e em que o estanho residual é removido dos gases de escape que saem da instalação de revestimento. Uma concentração preferida do estanho nas soluções de contacto é de cerca de 5% em peso (% em peso) de estanho metálico mantendo, simultaneamente, um valor de pH inferior a cerca de 6, preferivelmente inferior a cerca de 2,5, e mais preferivelmente inferior a cerca de 2. É usada uma concentração em estanho metálico de, preferivelmente, cerca de 10%, em peso, e, mais preferivelmente, até cerca de 20%, em peso.

vapor de escape pode ser posto em contacto com o meio líquido num depurador de alta energia. Contudo, de acordo com uma concretização preferida deste invento, o vapor ê posto em contacto com um meio líquido num depurador de baixa energia ou numa torre de pulverização sob condições que evitam a formação de uma névoa.

Ê conyeniente manter sempre os vapores a uma temperatura superior ao ponto de saturação para a espécie de estanho. Isto pode ser feito por aplicação de calor adicional para evitar a formação local de condições de separação do vapor tendo a espécie con tendo estanho. De acordo com uma concretização, é adicionado vapor aos gases de escape para evitar o arrefecimento local do licor de lavagem, no depurador. É preferível que os vapores sejam mantidos a uma temperatura superior ao seu ponto de saturação para a espécie de estanho. Numa outra concretização preferida, o líquido de lavagem é aquecido por circulação através de um permutador de calor. O presente processo ê especialmente adequado para uso com tetracloreto de estanho, um haleto de alquilestanho ou MBTC.

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Sabe-se que as soluções aquosas diluídas de MBTC têm já uma forte tendência para formar espuma; isto interfere com o tratamento de yapores em sistemas de depuração. Surpreendentemente, contudo, verificou-se agora que o presente processo pode ser usado com concentrações elevadas de estanho no líquido de depuração sem a formação de quantidades significativas de espuma.

De acordo com este invento, num segundo passo adicional, pode ser usado um segundo dispositivo com uma solução mais diluída do composto metálico em água, para reduzir o teor em metal do vapor, se a economia do processo ou o respeito para com o ambiente exigirem o tratamento adicional. Adicionalmente, o invento proporciona a aparelhagem e o sub-produto líquido que estã enriquecido na espécie metálica e noutros produtos de decomposição.

Serã evidente que pode ser usada uma solução concentrada no processo de fabrico a partir do qual o vapor de escape foi, originalmente, descarregado ou no processo de fabrico do composto de estanho. Contudo, também é possível transportar a solução concentrada para uma instalação exterior para recuperar o metal aí contido. Por causa dos níveis muito baixos de estanho, encontrados nos vapores que são finalmente libertados, o processo deste invento é espeeialmente útil em ãreas geográficas que estão sujeitas a regulamentações rígidas no que respeita a emissões de materiais nocivos para a atmosfera.

O invento também compreende, genericamente, processos de uso de espécies metálicas no fabrico ou, processamento, e a remoção das espécies metálicas a partir de qualquer vapor de escape des carregado daquele processo.

O vapor de escape ou do processo de fabrico possuindo espécies metálicas contidas nele é posto em contacto com um meio aquo so sob condições de tempo, temperatura, agitação e composição de meio que permitam a absorção de uma porção substancial da espécie metálica pela fase aquosa, mantendo, simultaneamente, a composição resultante essencialmente isenta de precipitado; a solução resultante pode ser usada até ter sido alcançada uma concentração signi7m 547

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ficativa de espécie contendo metal, que permita o tratamento económico da solução para recuperar o metal e, preferivelmente, o estanho ou a espécie contendo estanho. Ao mesmo tempo, o processo permite a limpeza dos gases de escape até um teor em metal inferior a cerca de 5 mg/MCP. Estes resultados não podem ser obtidos por processos conhecidos na arte; os presentes processos usando condensadores, filtros ou precipitadores electrostãticos nao conduzem a gases de escape com uma concentração suficientemente baixa de espécie metálica. Os processos que empregam meios aquosos alcalinos podem alcançar este objectivo, mas são bastante incómodos e intensivos em termos de mão de obra.

Por exemplo, é necessário remover continuamente o precipitado formado durante o processo da arte anterior de contacto dos gases de escape com uma solução alcalina, sendo a operação difícil de realizar porque os precipitados de compostos de estanho são, notoriamente, difíceis de filtrar. A filtração e a centrifugação são, elas próprias, operações estranhas à indústria envolvida e os processos produzem água efluente de uma qualidade que não permite a evacuação num esgoto ou noutra instalação, sem tratamento adicional desse mesmo efluente; o contacto dos gases de escape só com água, que é constantemente renovada, dá origem a grandes quantidades de água residual, que, também, necessita de ser adicionalmente tratada.

Surpreendentemente, e ao contrário das expectativas baseadas em cálculos das pressões de vapor dos compostos de estanho envolvidos, verificou-se que é possível usar uma solução contendo quantidades significativas de espécie contendo estanho e, opcionalmente , ácido clorídrico ou outros ácidos, como um meio de contacto para limpar gases de escape. Usando os aparelhos adequados, de acordo com o presente invento, verificou-se, inesperadamente, ser possível empregar soluções de contacto que contêm mais do que 5, preferivelmente mais do que 10, e mais preferivelmente mais do que 20% em peso, da espécie contendo estanho, calculado como estanho metálico, mantendo, simultaneamente, um pH inferior a cerca de 6, no meio de processo.

O contacto entre o líquido e a fase de vapor pode ser efec71 547

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tuado através de uma variedade de métodos, incluindo a agitação estática e a agitação activa, mas é preferivelmente feito por mistura activa das duas fases. Por exemplo, o vapor pode ser simplesmente borbulhado através do meio aquoso armazenado num reservatório, ou por agitação do meio aquoso à medida que o vapor entra na atmosfera acima do líquido. Num procedimento, o vapor é posto em contacto com o meio líquido num depurador de alta energia.

Num procedimento preferido, o meio líquido é posto em contacto com o vapor num aparelho de depuração de baixa energia ou numa torre de pulverização sob condições que favorecem a saturação do vapor com a espécie contendo estanho. De acordo com o processo deste invento, ê possível evitar o uso de um depurador de alta energia e usar um depurador de baixa energia mais simples e menos dispendioso, se o vapor for impedido de se tornar supersaturado com a espécie contendo estanho. Verificou-se, inesperadamente, que a espécie contendo metal pode ser removida de vapores com relativa facilidade e para níveis inferiores aos previstos a partir das pressões parciais calculadas dos compostos envolvidos, ã sua concentração no líquido de lavagem, se os vapores foram mantidos a uma temperatura superior ao seu ponto de saturação para a espécie envolvida.

Se for permitido, aos vapores, arrefecer abaixo do seu ponto de saturação, a névoa ou sol de líquido finamente divididos, resultantes, que contém compostos metálicos, e especificamente estanho, são bastante difíceis de separar do vapor. Neste último caso, devem ser empregues mais equipamento e processos de energia intensiva para separar a névoa ou sol do vapor.

Este invento inclui o processo de uso de uma solução aquosa ácida para se obter uma concentração relativamente elevada de composto metálico no licor de lavagem. O grau de acidez do licor de lavagem, necessário para evitar a formação de precipitado e espuma, pode ser obtido iniciando o processo com água acidificada com uma quantidade de, por exemplo, ácido clorídrico ou outro ácido inorgânico ou orgânico adequado.

Estã dentro do espírito e âmbito deste invento começar o

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passo de tratamento aquoso com água contendo já uma quantidade deliberadamente adicionada de um haleto metálico ou organometálico tal como, por exemplo, o MBTC, que contribui com o nível necessário de acidez. Além disso, no processo, será raramente necessário adicionar composto ãcido ou estanho, adicional, se os vapores de escape contiverem um ácido tal como, por exemplo, ... haleto de hidrogénio. Neste caso, o processo manterá, automaticamente, o nível requerido de acidez.

O processo deste invento pode ser realizado sob uma gama de temperaturas; em geral, é aconselhável usar temperaturas ambiente por razões de simplicidade e economia. Se forem empregues depuradores de baixa energia, os meios de adição de calor adicional podem ser vantajosos para evitar a formação local de condições de supersaturação do vapor com o líquido contendo as espécies metálicas tais como, por exemplo, haletos de estanho e haletos organometãlicos, e silanos e semelhantes. Adicionalmente, pode ser adicionado vapor aos gases de escape para evitar o arrefecimento local do licor de lavagem devido à evaporação excessiva de água sob condições de baixa humidade ambiente.

No caso dos gases de escape serem muito quentes, como pode ser o caso em alguns processos de revestimento de vidro, o arrefecimento do líquido circulante ou dos gases de escape, pode tornar-se necessário. 0 aquecimento ou arrefecimento de gases, líquidos ou do aparelho podem ser efectuados por métodos comuns de engenharia bem conhecidos na arte, métodos esses que não fazem parte deste invento como tal.

O tempo de contacto necessário entre os gases de escape e o líquido de lavagem depende do nível de composto metálico a ser en contrado no gás de escape final que é descarregado para a atmosfera a seguir aç» tratamento pelo processo deste invento. O processo continua enquanto necessário até serem satisfeitos os critérios para efluentes. Pode ser benéfico, relativamente a este fim, empregar uma coluna de depuração ou um dispositivo similar relativamente grande, ou empregar uma pluralidade de dispositivos mais pequenos, em série. Esta última opção permite, também, um aumento adicio

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nal na concentração âe compostos metálicos na solução descarregada do aparelho para a recuperação de metal e de compostos contendo metal; o líquido de lavagem recircula no aparelho atê a concentração da porção metálica no líquido exceder o nível que possibilita a limpeza eficiente dos gases de escape. Este nível pode variar como uma função da temperatura ou dos parâmetros de concepção da aparelhagem e deve ser determinado para um dado conjunto de circunstâncias.

Para a limpeza de gases de escape do processo de revestimento de vidro com óxido de estanho, usando MBTC como um precursor, podem ser obtidas concentrações máximas no líquido de lavagem de mais do que 5 e, preferivelmente, mais do que 10%, em peso, calculadas como o estanho metálico. No caso de ser usado mais do que um dispositivo de lavagem em série, e usando o licor de lavagem de um dispositivo para alimentar o anterior, a concentração de estanho metálico no primeiro dispositivo pode alcançar 20% ou mais. O desempenho do aparelho pode ser facilmente monitorizado por medição de um parâmetro físico, tal como densidade, para controlar a concentração do líquido de lavagem. No caso de ser usado mais do que um dispositivo em série, pode ser mantido um nível predeterminado por substituição de parte do líquido por água ou por líquido de lavagem do dispositivo de lavagem a jusante.

Numa concretização preferida do invento, o aparelho para remover espécies metálicas de vapores decorrente de processos está ligado para receber os vapores de escape de uma instalação para o revestimento de objectos de vidro com óxido de estanho. Conhece-se uma variedade de compostos de estanho que são úteis para um tal fim; tais compostos incluem, mas não estão limitados a, por exemplo,

MBTC, tetracloreto de estanho, dicloreto de dimetilestanho, diacetato de dibutilestanho, tricloreto de monometilestanho e semelhantes. Compostos particularmente preferidos são o tetracloreto de estanho e os tricloretos de alquilestanho tais como MBTC. Descrições de tais processos de revestimento com estanho podem ser encontradas, por exemplo, nas Patentes dos Estados Unidos N.os 4 530 857,

144 362 e 4 130 673. O processo deste invento é útil para a remoção de compostos de estanho e seus produtos de reacção ou de decom71 547

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posição contendo metal de gases de escape de tais processos. O processo do invento irá remover, ao mesmo tempo, do gãs de escape, substancialmente todo o ácido clorídrico ou outros ácidos que se possam ter formado durante o processo de revestimento.

Por consequência, o presente invento compreende o processo de remoção do excesso de espécie de estanho e de produtos de reacção dos gases de escape resultantes da deposição de compostos de estanho, processo que compreende os passos de:

(a) contactar o substrato de vidro que estã a uma temperatura entre cerca de 350 e cerca de 650 graus Celsius (°C) com um vapor ou uma suspensão de partículas finamente dividida de, pelo menos, um composto de estanho capaz de formar uma camada de óxido de estanho sobre a superfície do substrato de vidro, sob aquelas condições;

(b) contactar os gases de escape deste processo, gases que podem conter produtos de reaeção ou porções que não reagiram dos compostos de estanho, com um líquido ácido, aquoso, de lavagem para reduzir o teor em estanho dos gases de escape;

(c) reciclar o líquido de lavagem atê que ele contenha mais do que cerca de 5 e, preferivelmente, mais do que cerca de 10% em peso, de estanho metálico na forma dos compostos de estanho originais ou dos seus produtos de reaeção ou de decomposição; e (d) usar o líquido de lavagem para a recuperação dos compostos de estanho ou do estanho metálico.

Nas várias concretizações, o substrato de vidro ê uma garrafa ou um outro recipiente de vidro, vidro plano, dispositivos de vidro tubular e semelhantes. O composto de estanho pode ser o tetracloreto de estanho, o MBTC ou outro composto para tratamento de vidro e pode ser empregue como tal ou em formulações contendo outros ingredientes orgânicos ou inorgânicos.

Os exemplos seguintes descrevem e ilustram o efeito da con centração de metal no líquido de depuração e da temperatura e humidade relativa do vapor a ser depurado na concentração residual de

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C 1563-01 (6 8RB H4 8) “ 12 espécie metálica, no vapor, à sarda do depurador.

EXEMPLO I

Neste exemplo, 7 metros cúbicos (m ) de ar seco a 20°C e a uma atmosfera foram humidificados até uma humidade relativa pré-determinada, a 20°C. Depois, foram aquecidos 0,7 m deste ar e carregados com 2,66 gramas (g) de MBTC, passados através de um tubo de vidro aquecido a 550°C e, em seguida, recombinados com os restantes 6,3 m do ar. Usando este procedimento, aproximadamente 30% do MBTC usado permanece, no tubo de vidro, na forma de óxido de estanho e o vapor resultante assemelha-se de perto aos gases de escape do processo de revestimento de recipientes de vidro, com uma camada de óxido de estanho, por meio de tratamento com vapor de MBTC.

O vapor foi mantido a uma temperatura prê-estabelecida e passado através de uma primeira coluna de vidro com 80 milímetros (mm) de diâmetro e 30 mm de altura, cheia com anéis de vidro; foi feita circular através da coluna uma solução aquosa a 3% de ácido clorídrico. Após deixar a primeira coluna, o vapor passou através de uma segunda coluna de vidro com 80 mm de diâmetro e 300 mm de comprimento, também cheia com anéis de vidro. Foi feita circular ãgua da torneira através da segunda coluna e a solução desta coluna foi usada para completar o líquido da primeira coluna, com a finalidade de manter a concentração desejada de MBTC naquela primeira coluna. Foi medida a concentração em estanho do vapor â saída da segunda coluna. Os resultados em mg de estanho metálico em ~

m padrao de vapor, sao dados nas tabelas seguintes.

Contra o que se esperava, verificou-se que pode ser tolerado, pelo menos, 20%, em peso, de estanho no líquido de depuração e tem, de facto, um efeito benéfico sobre a eficiência do processo de depuração. Os resultados indicam, também, que a absorção do composto de estanho aumenta com uma humidade relativa mais elevada e uma temperatura de entrada mais elevada, do gãs.

Embora não se tencione estar limitado pela teoria aqui apresentada, uma explicação possível pode ser a de que as condições dos exemplos aqui dados, contra o que se esperava, ajudam a impedir

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a formação de névoas finamente divididas dos produtos a serem removidos. Verificou-se ser muito difícil remover tais névoas, de vapores, por depuração ou por outros meios conhecidos na arte.

A verificação de que a depuração com um líquido que jã contém uma quantidade substancial dos produtos a serem removidos de um vapor, ajuda a resolver um número de problemas graves associados à limpeza destes gases e ê uma melhoria inesperada e importante que torna desnecessário empregar processos difíceis, tais como a lavagem do gás com uma solução cáustica e a centrifugação e filtração dos precipitados resultantes, passando, simultaneamente, o filtrado através de um sistema de limpeza de água residual, secundário. Adicionalmente, ê desnecessário usar depuradores de alta energia ou precipitadores electrostãticos e o volume da solução produzida é consideravelmente reduzido, conduzindo a economias adicionais no tratamento de correntes efluentes, de processo, potencialmente nocivos.

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CONCENTRAÇÃO EM ESTANHO APÕS LAVAGEM COM GÃS Miligramas de Estanho por Metro Cúbico

TABELA I

40°C	. 7	. 50	100	125
LÍQUIDO DE	DEPURAÇÃO
% Sn	DENSIDADE
3	1,05	5	7	5	10
6	1,10	20	9	2	—
8	1,15	1,5	-	2	—
11	1,20	1,5	-	2	2
14	1,25	1,5	-	2	2
17	1,30	1,5	-	2	2,'
20	1,35	2	-	-	6
		TABELA II
Temperatura de Entrada	O. Ό	de Humidade	Relativa 20°C
50°C		......7 .	50	100	125
LÍQUIDO DE	DEPURAÇÃO
% Sn	DENSIDADE
3	1,05	6	6	3,5	3,5
6	1,10	5	4	1,5	1,5
8	1,15	3,5	2,5	—	1,5
11	1,20	1,5	1,5	—	1,5
14	1,25	1,5	—	2	2
17	1,30	1,5	—	2	2,5
20	1,35	2	—	—	6

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TABELA III

Temperatura de Entrada % de Humidade Relativa 920°C

60°C	7	50	100	125
LÍQUIDO DE	DEPURAÇÃO
% Sn	DENSIDADE
3	1,05	3,5	—	—	3
6	1,10	10	4	—	2
8	1,15	1,5	1,5	—	1,5
11	1,20	1,5	—	2	2,5
14	1,25	1,5	—	1,5	1,5
17	1,30	2	—	1,5	—
20	1,35	2	2	—	4

EXEMPLO II

O exemplo seguinte demonstra o efeito da concentração de MBTC e de um dos seus produtos de decomposição, acido clorídrico, na formação de espuma no líquido de depuração.

Setenta litros por hora, de azoto, medidos a 20°C e a uma atmosfera, foram passados através de 20 ml de líquido num tubo de teste com 200 mm de comprimento e 24 mm de largura, por meio de um tubo de politetrafluoroetileno de 3 mm de diâmetro interno. O líquido tinha a composição dada nas tabelas abaixo. Após a espuma produzida ter alcançado um peso estável, ela foi medida; a altura da espuma é descrita em mm nas tabelas.

Os resultados demonstrara que, a concentrações relativamente elevadas de MBTC, a quantidade de espuma foi reduzida até níveis muito aceitáveis. Adicionalmente, aparece um efeito surpreendentemente benéfico de uma concentração aumentada do produto de decomposição, ácido clorídrido. A extensão de formação de espuma estava, também, dependente da natureza da água de depuração. Como pode ser observado a partir dos resultados, quantidades razoavelmente peque71 547

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nas de MBTC chegam para produzir uma espuma considerável, tornando impossível usar, de outro modo, água não processada num dispositivo de depuração.

TABELA IV

FORMAÇÃO DE ESPUMA EM MILÍMETROS, A VÁRIAS CONCENTRAÇÕES DE ÃCIDO CLORÍDRICO E MBTC, EM ÃGUA DA TORNEIRA (9° German Hardness)

Concentração de HC1

Concentração	Mol/1. 0	0,025	0,05	0,1	0,15	0,2	0,25	0,337	0,!
de	MBTC	g/i. o	0,9	1,8	3,7	5,5	7,3	9,1	12,3	18,:
Mol/1.	g/1.
0	0	10
0,018	5,1
0,035	9,9	> 140
0,053	15,0
0,071	20,0	>140	—	75	—	—	40	—	—	30
0,089	25,1
0,133	37,5	>140	100	75	—	70	—	30	—	20
0,177	49,9	>140	—	100	—	40	—	—	—	20
0,226	63,8	30	—	—	—	—	—	—	—	20
0,354	99,9	15								20

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TABELA V

FORMAÇÃO DE ESPUMA EM MILÍMETROS, A VÁRIAS CONCENTRAÇÕES DE ÃCIDO CLORÍDRICO E MBTC, EM ÁGUA DESMINERALIZADA

Concentração em HC1

Concentração	Mol/1. 0	0,025	0,05	0,1	0,15	0,2	0,25	0,337	0,5
de	MBTC	g/i o	0,9	1,8	3,7	5,5	7,3	9,1	12,3	18,3
Mol/1.	g/1.
0	0	10
0,018	5,1	40	40	40	40	30	30	25	25	25
0,035	9,9	=>140	140	80	70	40	30	25	30	25
0,053	15,0	>140	100	80	40	35	—	—	—	25
0,071	20,0	70	50	50	35				—	20
0,089	25,1	35	—	30						20
0,133	37,5	20								20

A figura desenhada ilustra a aparelhagem na qual o processo do presente invento ê conduzido. A conduta de escape 102 pode ser ligado a uma instalação para revestir vidro ou outros materiais, com uma camada de óxido de estanho, ou a outras instalações que produzam gases de escape contendo espécie metálica. A aparelhagem mostrada não se destina a limitar o âmbito do invento a esta concre tização particular; outras formas de praticar a descrição deste invento tornar-se-ão evidentes para aqueles peritos na arte a partir de uma consideração deste preceito.

vapor de escape a ser limpo de estanho ou de outras espécies metálicas ê impelido por pressão atmosférica ou por pressão de processo da unidade de fabrico ou da unidade de aplicação, não mostrada, através da linha de entrada do processo 102 e da linha de saída do processo 103, como o resultado da pressão diminuída na linha 102, causada pelo funcionamento do ventilador 104. A corrente de gás é medida pelo indicador de corrente (medidor de caudal) 106

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- 18 na linha de saída 107 do ventilador 104.

O vapor de uma fonte externa 108 é alimentado através da linha 105 e da válvula 109 para a conduta de circulação 110 do primeiro leito depurador 112 para manter sempre a temperatura do líquido circulante 124 acima do ponto de orvalho dos gases de escape. Neste exemplo, é usado um leito depurador duplo 112 e 116, embora aqueles peritos na arte compreendam que pode também ser empregue, dentro do âmbito e espírito deste invento, quer uma instalação única quer uma instalação múltipla. 0 dispositivo mostrado permite a manutenção de uma concentração em estanho no primeiro leito depurador 112, de cerca de 15%, em peso, calculada como estanho metálico. A concentração do líquido 124 é mantida substancialmente constante por meio do primeiro controlador de massa específica 114 que alimenta um líquido mais diluído 118 do segundo leito depurador 116 através da linha 113 e da válvula 111 ao primeiro leito 112. Se o nível do líquido 124 no primeiro depurador 112 se tornar demasiado elevado, o controlador de nível 120 abre a válvula de fundo 122 para passar algum líquido 124 através da linha 141 para o tanque de armazenagem 142..

A partir do primeiro leito 112, os gases passam através da chicana 115 para dentro do segundo leito 116 que tem um circuito de líquido separado 126 para a recirculação do meio 118, para o seu interior, para proporcionar o contacto adequado da corrente de escape e do líquido de tratamento 118.

Após a diminuição do nível de líquido 118, o controlador de nível 128, abre a válvula de entrada de água 130 para manter o nível de líquido operacional apropriado. Opcionalmente, se a concentração em estanho no segundo depurador 116 se tornar inferior a cerca de 1%, em peso, o segundo controlador de massa específica 132 pode alimentar o líquido 124 do primeiro depurador 112 através da linha 117 e da válvula 133 para dentro do segundo depurador 116, com a finalidade de manter a acidez requerida e evitar a formação de precipitados e de espuma. Contudo, verificou-se surpreendentemente que quando a espécie de escape é MBTC, este passo adicionado e desnecessário. Por consequência, numa concretização do invento,

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a linha 117 e o segundo controlador de massa específica 132 não são usados. No arranque, é adicionado algum ãcido clorídrico a ambos os reservatórios de líquido; a acidez é, por conseguinte, mantida pela presença do cloreto de hidrogénio nos gases de escape.

As bombas 134 e 136 fazem circular o líquido de lavagem 124 e 118 sobre os leitos depuradores 112 e 116, que estão cheios com um material de enchimento adequado, tal como, por exemplo, hélices de vidro, selas de porcelana ou polimêricas ou semelhantes.

A bomba 138 serve para descarregar o tanque de armazenagem 142 através das linhas 143 e 144, controladas por válvulas 152 e 153, para um camião cisterna ou para outro meio de transporte, ou para o aparelho de recuperação e reciclagem não mostrado, e não formando parte deste invento como tal.

Numa determinação da utilidade do presente invento, o ar de escape foi introduzido na unidade descrita acima a partir da maquinaria de revestimento de vidro instalada na extremidade a jusante de dez máquinas de fabrico de garrafas. A quantidade de gás de escape era 90 m de gas de escape por minuto, contendo uma media de cerca de 130 mg de estanho, calculado como estanho metálico, e cerca de 140 mg de ãcido clorídrico por MCP, calculado como HC1. A temperatura de entrada do gás de escape estava entre 50 e 75°C, dependendo das condições na instalação de fabrico de vidro. A análise do efluente na linha de saída 107 mostrou que a concentração em estanho, calculada como estanho metálico, foi sempre inferior a 5 mg por MCP de gás de escape. O aparelho produziu 105 quilogramas (Kg) de uma solução contendo cerca de 16 Kg por dia de estanho, calculado como estanho metálico.

As modificações e os melhoramentos das formas preferidas do invento aqui divulgadas e descritas podem ocorrer àqueles peritos na arte que venham a conhecer os seus princípios e preceitos.

Por consequência, o âmbito da patente a ser aqui concedida.a partir daqui não deve estar somente limitada ãs concretizações do invento aqui expostas, mas só deve estar, preferivelmente, limitado pela novidade com que o invento desenvolveu a arte.

Claims

REIVINDICAÇÕES

Processo de remoção de espécies, contendo metal, de um vapor caracterizado por compreender os seguintes passos: (a) contactar o vapor com um meio ácido, possuindo um pH inferior a cerca de 6, com a finalidade de absorver a espécie contendo metal, mantendo simultaneamente o meio substancialmente isento de precipitado, possuindo o referido meio ácido, pelo menos, uma porção da espécie metálica a ser absorvida antes do referido contacto; (b) opcionalmente, recirculação do meio ácido durante o passo de contacto; (c) opcionalmente, tratamento do meio ácido recirculado, de modo a recuperar o metal acumulado, sob a forma de metal, óxido metálico ou composto organornetálico.
2 - Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o referido meio ácido ser aquoso.
3 - Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o pH ser inferior a cerca de 3.
4 - Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o meio ser reciclado no processo de fabrico, a partir do qual o vapor de escape foi originalmente descarregado.
5 - Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o meio ser reciclado num processo de fabrico de um composto de estanho usado no revestimento de vidro.
6 - Processo de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por o meio aquoso de partida ser água com um acidificante para evitar uma precipitação de sólidos substancial.
7 - Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o metal ser estanho.
8 - Processo de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por o estanho ser removido dos gases de escape que saem de uma

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C 1563-01 (68RBH48) instalação na qual um do de estanho.

- 21 vidro ou outro susbtrato ê revestido com õxi
9 - Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por os gases de escape serem removidos atê uma concentração de metal inferior a cerca de 5 mg por MPC (metro cúbico nas condições padrão).
10 - Processo de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por se usar uma solução de contacto contendo mais de cerca de 5% em pe so de estanho, mantendo o valor do pH abaixo de cerca de 2,5.
11 - Processo de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por se usar uma concentração de estanho de mais de cerca de 10% em peso.
12 - Processo de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por se usar uma concentração de estanho de mais de cerca de 20% em peso.
13 - Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o vapor ser posto em contacto com o meio líquido num depurador de baixa energia.
14 - Processo de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por o vapor ser posto em contacto com o meio líquido num depurador de baixa energia ou numa torre de pulverização sob condições que evitam a saturação do vapor com a espécie contendo estanho ou a formação de uma névoa.
15 - Processo de acordo com a reivindicação 14, caracterizado por os vapores serem continuamente mantidos a uma tamperatura superior ao ponto de saturação para a espécie de estanho.
16 - Processo de acordo com a reivindicação 15, caracterizado por ser aplicado um aquecimento adicional, para evitar a separação local do vapor com a espécie contendo estanho.

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17 - Processo de acordo com a reivindicação 15, caracterizado por ser adicionado vapor aos gases de escape, para evitar o arrefecimento local do licor de lavagem, no depurador.
18 - Processo de acordo com a reivindicação 17, caracterizado por os vapores serem mantidos a uma temperatura superior ao seu ponto de saturação, para a espécie de estanho.
19 - Processo de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por o composto de estanho ser tetracloreto de estanho.
20 - Processo de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por o composto de estanho ser um haleto de alquilestanho.
21 - Processo de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por o composto de estanho ser tricloreto de monobutilestanho.
22 - Aparelho para remover espécies metálicas de uma corrente de processo caracterizado por compreender, em combinação, uma linha de processo de entrada e uma linha de processo de saída, um ventilador ligado a ambas as linhas, um indicador de corrente de gás na linha de saída do ventilador, uma fonte de vapor, alimentada através de uma linha de entrada de vapor e uma primeira válvula num tubo de circulação de, pelo menos, um leito depurador para manter a temperatura do líquido circulante, pelo menos, um controlador de massa específica, um controlador de nível que acciona uma válvula de fundo justaposta a uma segunda válvula, de modo a permitir que, pelo menos, algum líquido passe, através de uma linha de drenagem, para um tanque de armazenagem, e meios para recirculação da corrente de processo através do leito depurador.
23 - Aparelho de acordo com a reivindicação 22, caracterizado por a corrente de processo compreender o efluente de uma instalação de revestimento de vidro.
24 - Aparelho de acordo com a reivindicação 22, caracterizado por a corrente de processo conter estanho.

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25 - Aparelho de acordo com a reivindicação 22, caracterizado por a corrente de processo conter tricloreto de monobutilestanho.
26 - Aparelho de acordo com a reivindicação 22, caracterizado por o controlador de massa específica responder ao pH no leito depurador.
27 - Aparelho de acordo com a reivindicação 22, caracterizado por o controlador de massa específica responder ao teor de estanho no leito depurador.
28 - Aparelho de acordo com a reivindicação 22, caracterizado, adicionalmente, por, pelo menos, uma porção da corrente de processo ser reciclada ao processo após tratamento.
29 - Aparelho de acordo com a reivindicação 22, caracterizado por o leito depurador ser cheio.
30 - Aparelho de acordo com a reivindicação 22, caracterizado por o leito depurador ser cheio com hélices de vidro.
31 - Aparelho de acordo com a reivindicação 22, caracterizado por o leito depurador ser cheio com selas de porcelana.
32 - Processo de remoção de compostos de estanho de gases de escape produzidos quando um artigo de vidro quente é revestido com um haleto de organoestanho, caracterizado por compreender o contacto dos gases de escape com um meio aquoso possuindo um pH inferior a cerca de 2,5, estando o meio substancialmente isento de precipitado.
33 - Processo de acordo com a reivindicação 32, caracterizado por o meio ãcido conter, pelo menos, uma porção do composto de estanho a ser absorvida antes do referido contacto.

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34 - Processo de acordo com a reivindicação 33, caracte rizado por o meio aquoso conter cerca de 5% em peso de composto de estanho.
35 - Processo contínuo de remoção de compostos de estanho a partir dos gases de escape produzidos quando garrafas de vi dro quente são postas em contacto com um haleto de estanho, caracterizado por compreender o contacto dos gases de escape com um líquido ácido aquoso até que o líquido contenha mais do que cerca de 5% em peso de estanho.
36 - Processo de acordo com a reivindicação 35, caracte· rizado por o haleto de estanho ser um haleto de organoestanho.
37 - Processo de acordo com a reivindicação 35, caracte· rizado por o haleto de estanho ser tricloreto de monobutilestanho.
38 - Processo de acordo com a reivindicação 35, caracte rizado por o líquido contendo estanho ser, em seguida, removido do processo e armazenado.
39 - Processo de acordo com a reivindicação 35, caracte rizado por o líquido contendo estanho ser, em seguida, removido e usado, pelo menos parcialmente, numa operação de revestimento de vidro.
40 - Processo de acordo com a reivindicação 35, caracte rizado por o líquido conter mais do que cerca de 10% em peso de es tanho.
41 - Processo de acordo cora a reivindicação 35, caracte rizado por uma porção do líquido contendo mais do que cerca de 5% de estanho ser periodicamente removida do processo e armazenada e ser substituída por água.
42 - Processo contínuo de remoção de compostos de estanho dos gases de escape produzidos quando garrafas de vidro quente

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- 25 são postas em contacto com um haleto de organoestanho, caracterizado por compreender o contacto dos gases de escape com um meio aquoso, possuindo um pH inferior a cerca de 2,5 e que estã substancialmente isento de precipitado, atê que o meio aquoso contenha mais do que cerca de 10% em peso de estanho, a remoção e o armazenamento periódicos de uma porção do referido meio aquoso e o restabelecimento periódico do volume do referido meio aquoso com água.
43 - Processo de acordo com a reivindicação 42, caracterizado por o haleto de organoestanho ser tricloreto de monobutilestanho.