BRPI0609046A2 - método para floculação e separação de sólidos suspensos de uma corrente de processo industrial contendo sólidos suspensos, e, composição - Google Patents
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Abstract
SUSPENSOS DE UMA CORRENTE DE PROCESSO INDUSTRIAL CONTENDO SóLIDOS SUSPENSOS, E, COMPOSIçãO. São fornecidos um método e composição para a floculação e separação de sólidos suspensos a partir de uma corrente de processo industrial contendo sólidos suspensos. O método inclui as etapas de adição à corrente de um polímero em emulsão de água em óleo em água em uma quantidade eficaz para flocular os sólidos suspensos e separação dos sólidos floculados. A composição é uma emulsão de água em óleo em água de um polímero solúvel em água em que a fase contínua é uma solução aquosa de um sal solúvel em água.
Description
"MÉTODO PARA FLOCULAÇÃO E SEPARAÇÃO DE SÓLIDOSSUSPENSOS DE UMA CORRENTE DE PROCESSO INDUSTRIALCONTENDO SÓLIDOS SUSPENSOS, E, COMPOSIÇÃO"
Campo da Invenção
A presente invenção se refere aos floculantes e métodos parusá-los e mais particularmente aos floculantes de emulsão polimérica comhidroxamato e métodos para o processo de floculação de sólidos em correntesde processo industrial. Os floculantes e métodos da presente invenção sãousados em tais processos industriais como o processo Bayer para arecuperação de alumina a partir do minério de bauxita.
Fundamentos da Invenção
Os processos industriais que utilizam meio líquido maisfreqüentemente empregam técnicas de separação de sólidos-líquidos. No casode sistemas aquosos, os floculantes são freqüentemente usados para melhoraro processo de separação. Estes processos são praticados em diversasindústrias tais como na separação de sólidos minerais de sistemas aquosos, naprodução de polpa e papel e para o tratamento de sobras de papel assim comopara o tratamento de resíduos industriais e municipais. Correntemente osfloculantes são fabricados e vendidos ou como formas em pó sólidas que sãodifíceis de se dissolver, ou como formas líquidas que são mais fáceis demanusear e utilizar. As formas líquidas incluem emulsões de água em óleo depolímeros solúveis em água. Estes foram usados durante muitas décadas emmuitas aplicações industriais diversas. No entanto, estas formas de produtosofrem de várias desvantagens. Um dos problemas de uso da forma deproduto de água em óleo ocorre quando temperaturas baixas (abaixo do pontode congelamento da emulsão) são encontradas. Freqüentemente, o subterfúgiode água em óleo se inverterá durante o processo de descongelamento queforma géis insolúveis que torna o produto não utilizável. As soluções aquosasde polímeros solúveis em água também tendem a congelar quando expostosàs temperaturas baixas o que as tornam inadequadas para climas adversos. Asformas de emulsão de água em óleo sofrem da necessidade de pré-diluir emum meio aquoso antes do uso, desta maneira adicionando ao custo tanques dearmazenagem e equipamento de dissolução especializado. Quando o processofor um processo Bayer, a etapa de pré-diluição resulta em um problemaadicional visto que ele adiciona água ao processo que necessita a adição desoda cáustica adicional de modo a manter a alcalinidade do sistema.
Existe portanto uma necessidade de formas de produtofloculantes melhoradas que possam ser usadas nos processos industriais parasuperar estas deficiências.
O processo Bayer é quase universalmente usado para afabricação de alumina a partir de bauxita. Neste processo, o minério debauxita em estado natural é primeiro aquecido com solução de soda cáusticaem temperaturas na faixa de 140 a 250 0C. Isto resulta na dissolução(digestão) da maioria dos minerais que transportam alumínio, especialmente otriidrato de alumina AI (OH)3 (gibbsita) e boemita de monoidrato de alumina,para fornecer uma solução supersaturada de aluminato de sódio (líquidolatente). As concentrações resultantes de materiais dissolvidos são muitoelevadas, com concentrações de hidróxido de sódio sendo maiores do que 150gramas/litro e alumina dissolvida sendo maior do que 120 g/l. Quaisquersólidos não dissolvidos, geralmente óxidos de ferro que são conhecidos comolamas vermelhas, são depois fisicamente separados da solução de aluminato.Tipicamente um floculante polimérico é usado para intensificar asedimentação e remoção das partículas sólidas finas. Os sólidos suspensosresiduais são removidos por uma etapa de filtração. A solução ou líquidoclaro filtrado é esfriado e semeado com triidrato de alumina para precipitaruma parte da alumina dissolvida. Após a precipitação de alumina, estasubstância líquida esgotada ou gasta é reaquecida e reutilizada para dissolvera bauxita mais nova.A substância líquida de aluminato de sódio clarificada ésemeada com cristais de triidrato de alumina para induzir a precipitação dealumina na forma de triidrato de alumina, AI (OH)3. As partículas ou cristaisde triidrato de alumina são depois separadas da substância líquida cáusticaconcentrada. Os cristais de triidrato de alumina são geralmente separados dasubstância líquida em que eles são formados por sedimentação e/ou filtração.
As partículas não refinadas se sedimentam facilmente, mas as partículas finasse sedimentam lentamente resultando em perdas de rendimento. As partículasfinas podem também blindar os filtros. As partículas finas de triidrato dealumina que não sedimentam facilmente, são mais freqüentemente recicladasde volta à digestão com a substância líquida gasta. O triidrato de alumina nãorecuperado é depois re-digerido e re-precipitado em um segundo ciclo atravésdo processo Bayer, não necessariamente consumindo energia e reduzindo acapacidade de extração de alumina da substância líquida gasta. E portantoaltamente desejável sedimentar tanto do triidrato quanto possível de modo alimitar as conseqüências adversas destes problemas.
A Patente Canadense no. 825.234, Outubro de 1969, utilizadextrano, sulfato de dextrano e combinações com estes contendo saisaniônicos para melhorar a floculação e filtração do triidrato de alumina apartir de suas soluções alcalinas. A Patente U.S. nfi 5.041.269, Agosto de1991, Moody et al., utiliza um floculante para a recuperação de cristais detriidrato de alumina compreendendo uma combinação de dextrano, ou certosoutros polissacarídeos, juntamente com um polímero floculante aniônicoincluindo monômero acrílico.
O dextrano tem, no entanto, provado ser um floculante fracopar cristais de triidrato resultando em claridades de sobrenadante fracas.
A patente US 4767540 descreve o uso de polímeros comhidroxamato para a floculação de sólidos suspensos no processo Bayer.
O pedido de patente Australiana AU-B-46114/93 descreve ouso de certos polímeros com hidroxamato para a clarificação de sólidos dehidrato no processo Bayer.
A US 6.608.137 descreve emulsões de água em óleo depolímeros com hidroxamato. Estes polímeros devem em primeiro lugar serdissolvidos e pré-diluídos em um meio aquoso (freqüentemente umasubstância líquida de processo Bayer) antes que eles possam ser adicionados àsubstância líquida do processo Bayer a ser sedimentada/clarificada.
Assim, é um objetivo desta invenção fornecer novascomposições de alto desempenho de matéria, dispersões de água em óleo emágua de polímeros solúveis em água, que podem ser adicionados diretamenteem correntes do processo industriais tais como correntes de processo Bayersem pré-diluição, desta maneira eliminando a necessidade de recipientes dearmazenagem caros e equipamento de bombeamento e diluição associado. Asemulsões de água em óleo em água de um polímero com hidroxamato dainvenção corrente também apresentam estabilidade de armazenagemintensificada sobre a solução da técnica anterior e polímeros em emulsão deágua em óleo particularmente quando se submete a extremos de temperaturabaixa.
É também um objetivo da presente invenção fornecer umprocesso Bayer mais eficaz em que a floculação, sedimentação, clarificação eseparação de sólidos do processo Bayer, incluindo triidrato de alumina esólidos de lama vermelha das correntes do processo é melhorada mediante aadição à corrente de processo de uma emulsão de água em óleo em água deum polímero com hidroxamato.
Estes e outros objetivos da presente invenção são descritoscom detalhes abaixo.
Descrição Detalhada da Invenção
Em uma forma de realização, a presente invenção fornece umacomposição de uma emulsão de água em óleo em água de um polímerosolúvel em água em que a fase aquosa ou de água contínua é compreendida deuma solução aquosa de sal solúvel em água. Preferivelmente a emulsão deágua em óleo em água de um polímero solúvel em água é uma emulsão deágua em óleo em água de um polímero com hidroxamato. A fase descontínuaé uma emulsão de água em óleo de um polímero solúvel em água,preferivelmente um polímero com hidroxamato solúvel em água. Os termosemulsão, microemulsão ou dispersão são usados sinonimicamente paraindicar que o polímero está presente na forma de partículas pequenas ougotículas dispersas em uma fase oleosa contínua da emulsão de óleo em água.O tamanho de partícula pode variar de 0,01 mícron a 50 mícrons e pode estarna forma de uma microemulsão ou microdispersão. As partículas podemtambém conter pouca ou alguma água variando de 0 a 90 %, o resíduo sendopolímero. Preferivelmente a faixa de tamanho de partícula é de 0,05 a 10mícrons. As emulsões de água em óleo em água com hidroxamato da presenteinvenção podem ser preparadas mediante a mistura de uma emulsão de águaem óleo ou dispersão de um polímero com hidroxamato com água ou umasolução aquosa de sal solúvel em água. O sal solúvel em água pode serqualquer sal que impeça o polímero de se dissolver. Preferivelmente o sal éum sal contendo alumínio ou cálcio.
De acordo com um outro aspecto da invenção, é fornecido ummétodo melhorado para a floculação, clarificação e separação de sólidos deuma corrente de processo industrial que compreende a adição à corrente deprocesso de uma emulsão de água em óleo em água ou dispersão de umpolímero solúvel em água. Quando a corrente de processo for uma corrente deprocesso Bayer, os sólidos consistem de uma lama vermelha (resíduo) ousólidos de triidrato de alumina (produto). A emulsão de água em óleo em águaou a dispersão do polímero solúvel em água é adicionada em uma quantidadeeficaz para melhorar a clarificação de dita corrente de processo mediante aredução da quantidade de sólidos suspensos presentes no sobrenadante.Quando o processo for uma corrente de processo Bayer o floculante preferidoé uma emulsão de água em óleo em água de um polímero com hidroxamato,mas pode incluir outros floculantes tais como polímeros de ácido acrílico.
Os polímeros com hidroxamato são bem conhecidos poraqueles qualificados na técnica e são especificamente divulgados, como sãoos métodos para a sua produção, no Pedido de Patente U.K. 2171127 e Pat.U.S. nos. 3.345.344; 4.480.067; 4.532.046; 4.536.296 e 4.587.306, 4767540,e 6.608.137 que são por meio desta aqui incorporadas por referência.
Geralmente, estes polímeros com hidroxamato podem ser produzidos pelareação de um grupo reativo pendente, em solução, com uma hidroxilamina ouseu sal em uma temperatura variando de cerca de 50 0C a 100 0C. De cerca de1 a 90 % dos grupos reativos pendentes disponíveis do polímero podem sersubstituídos por grupos hidroxâmicos de acordo com ditos procedimentos.
As emulsões de água em óleo em água de polímeros destainvenção podem ser preparadas mediante a adição em uma solução aquosa desal solúvel em água de uma emulsão de água em óleo de um polímero maispreferivelmente um polímero com hidroxamato. Preferivelmente, a ordem deadição pode ser invertida, isto é, a solução aquosa de sal solúvel em águapode ser adicionada à emulsão de água em óleo de um polímero que é maispreferivelmente um polímero com hidroxamato. Alternativamente a ordem deadição pode ser invertida, isto é, a solução aquosa de sal solúvel em águapode ser adicionada à emulsão de água em óleo de um polímero comhidroxamato. Preferivelmente o polímero é um polímero com hidroxamatoquando o substrato a ser tratado for uma corrente de processo Bayer. Osmétodos de preparação da emulsão de água em óleo de um polímero comhidroxamato são descritos na US 6.608.137 que é por meio desta aquiincorporado por referência. Geralmente um polímero da cadeia principal épreparado pela formação de uma emulsão de água em óleo de um monômerosolúvel em água tal como acrilamida mediante a dispersão da fasemonomérica dentro de uma fase de óleo e tensoativo e condução dapolimerização na ausência de oxigênio por técnicas de polimerizaçãoconvencionais, por exemplo, pela adição de oxi-redução, iniciadores térmicos,por exemplo, azo, ou pela aplicação de irradiação UV na presença deiniciadores UV. A cadeia principal polimérica é depois reagida comhidroxilamina para formar o polímero com hidroxamato. A concentração depolímero com hidroxamato presente na emulsão de água em óleo do polímerocom hidroxamato pode variar de 1 a 60 %, geralmente na faixa de 10 a 30 %.A concentração de sal presente na solução aquosa deve ser tal como paraimpedir a dissolução da dispersão de água em óleo de um polímero comhidroxamato. Uma faixa preferida para a concentração de sal solúvel em águaé de 0,1 a 10 % com base na emulsão de água em óleo em água. Maispreferivelmente a faixa é de 1 a 5 %. Os sais solúveis em água adequadosincluem aluminato de sódio, sulfato de alumínio, cloreto de sódio, cloreto depotássio e outros mais. Os sais de alumínio são preferidos. A relação deemulsão de água em óleo de um polímero com hidroxamato para soluçãoaquosa de sal solúvel em água que é usada para preparar a dispersão de águaem óleo em água de um polímero com hidroxamato pode variar de 1:99 a99:1, preferivelmente de 10:90 a 90:10, mais preferivelmente de 20 a 50 %.
Qualquer emulsão de água em óleo de polímero hidroxâmicopode ser usada. Os polímeros hidroxâmicos, ou polímeros com hidroxamato,são bem conhecidos na técnica e podem ser preparados pela derivação pós-polimerização de polímeros contendo grupos reativos pendentes, tais comogrupos de éster, amida, anidrido e nitrila pendentes e outros mais, pela reaçãodestes com hidroxilamina ou seu sal em uma temperatura dentro da faixa decerca de 20 graus C a cerca de 100 graus C durante várias horas. Osmonômeros adequados para a preparação de polímeros precursores incluemacrilamida e ésteres de ácido (met)acrílico tais como acrilato de metila. Decerca de 1 a cerca de 90 por cento molar dos grupos reativos pendentesdisponíveis do polímero precursor podem ser substituídos por gruposhidroxâmicos de acordo com tais procedimentos. Tal derivação de pós-polimerização pode ser realizada na forma de emulsão ou dispersão de águaem óleo como descrito na US 6.608.137. O peso molecular do polímero comhidroxamato pode variar de 100 a 50 χ IO6. O polímero com hidroxamatopreferivelmente possui um peso molecular médio ponderado de pelo menoscerca de 0,5 a cerca de 40 dl/g quando medido em M NaCl a 30 graus C.
O grau de formação de hidroxamato pode variar de cerca de 1a cerca de 90 por cento molar, e preferivelmente está dentro da faixa de cercade 5 a cerca de 75 por cento molar, e mais preferivelmente de cerca de 10 acerca de 50 por cento molar.
O polímero com hidroxamato na forma de realização preferidaé predominantemente aniônico, embora possa também conter unidades nãoiônicas ou catiônicas. As unidades monoméricas aniônicas diferentes dasunidades monoméricas hidroxâmicas podem ser incorporadas no polímero esão geralmente ácidos carboxílicos ou ácidos sulfônicos e são geralmentederivadas de ácidos (met)acrílicos, acrilamidas de sulfoalquila, tais como 2-sulfopropilacrilamida ou ácido acrilamidodimetilpropilsulfônico.
Os polímeros usados na presente invenção são empregados poradicioná-los, ou diretamente à corrente de processo como emulsão de água emóleo em água de um polímero com hidroxamato ou na forma de soluçõesaquosas pré-diluídas. A corrente de processo pode ser qualquer corrente deprocesso industrial da qual os sólidos necessitam ser separados. Estesprocessos podem incluir processos de beneficiamento mineral tais como sãousados na extração de alumina, fosfato, e outros minerais industriais, cobre,zinco, chumbo, e metais preciosos, na produção de polpa e papel, para otratamento de refugos de papel assim como para o tratamento de resíduosindustriais e municipais. Preferivelmente a corrente de processo é umacorrente de processo Bayer, por exemplo, aquela contendo sólidos de lamavermelha ou triidrato de alumina. A emulsão de água em óleo em água de umpolímero com hidroxamato é adicionada à corrente de processo contendosólidos de lama vermelha ou triidrato de alumina em uma quantidade pelomenos suficiente para sedimentar ditos sólidos suspensos. Geralmente, paramelhores resultados, pelo menos cerca de 0,1 mg do polímero comhidroxamato, per litro da corrente de processo deve ser empregado. Maispreferivelmente, pelo menos 1,0 mg do polímero com hidroxamato éadicionado. Fica entendido que quantidades mais elevadas do que aquelasexatamente mencionadas podem ser empregadas sem divergir do escopo dainvenção, embora geralmente um ponto é alcançado em que quantidadesadicionais de polímero com hidroxamato não melhoram a taxa de separaçãosobre as taxas máximas anteriormente alcançadas. Assim, não é econômicoutilizar quantidades excessivas quanto este ponto é alcançado.
A adição da emulsão de água em óleo em água de polímero comhidroxamato melhora a clareza do sobrenadante dessem modo reduzindo aquantidade de sólidos suspensos que são tipicamente muito finos. Melhorando aclareza de sobrenadante minimiza as perdas de triidrato de alumina e melhora afiltração de sobrenadante mediante a redução da blindagem do filtro, ou elimina anecessidade de filtração.
Acredita-se também que a clarificação de polímero comhidroxamato ajuda a melhorar a separação de líquida cáustico de alumina emum filtro a vácuo mediante a formação de uma massa de filtro mais porosa.
Quando a corrente de processo for uma corrente de lamavermelha, taxas de sedimentação superiores e clarezas de sobrenadante sãoobtidas comparadas com os polímeros da técnica anterior. Da mesma forma,foi surpreendentemente observado que as emulsões poliméricas comhidroxamato de água em óleo em água da presente invenção são floculantesmais eficazes para o tratamento de lamas vermelhas que são contaminadascom minerais contendo silício comumente conhecidos como produtos dedessilicação ou DSP.
Exemplo Comparativo A
Superfloc® HF80 é uma emulsão de água em óleocomercialmente disponível contendo polímero tendo cerca de 60 % molar degrupos de hidroxamato. É fabricado pela Cytec Industries Inc. of GarretMountain, NJ.
Exemplos de 1 a 6: Preparação de emulsões poliméricas de água em óleo emágua com hidroxamato
Seis (6) amostras de emulsões poliméricas de água em óleo emágua com hidroxamato estáveis são preparadas mediante o uso do seguinteprocedimento. Concentrações de componentes em cada uma das seis amostrassão apresentadas na Tabela 1. Triidrato de aluminato de sódio e hidróxido desódio em pó são dissolvidos em água deionizada. O Superfloc® HF80 édepois adicionado rapidamente a uma solução vigorosamente agitada doaluminato de sódio e hidróxido de sódio para formar emulsões de água emóleo em água estável de polímero com hidroxamato.
Tabela 1
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Exemplo de 7 a 15: Preparação de emulsões poliméricas de água em óleo emágua com hidroxamato
Emulsões de água em óleo em água estáveis de polímeros comhidroxamato são preparadas mediante o uso do seguinte procedimento. Umasolução de 250 gramas/litro de sulfato hidrato de alumínio (Al2(SO4)3-ISH2O)e 100 % hidróxido de sódio é dissolvida em água deionizada. O Exemplo A édepois adicionado rapidamente à solução de sulfato de alumínio cáusticovigorosamente agitada. A Tabela 2 lista várias formulações de água em óleoem água que são preparadas por este procedimento.
Tabela 2
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Exemplo 16: Preparação de uma emulsão polimérica de água em óleo emágua com hidroxamato
Uma emulsão polimérica com hidroxamato de água em óleoem água estável é preparada mediante o uso do seguinte procedimento. Centoe cinqüenta (150) partes de uma solução de sulfato de alumínio sãoadicionadas com agitação vigorosa e em uma taxa constante de 30 a 40minutos para 150 partes de Exemplo A. A solução de sulfato de alumínio épreparada usando 18,6 partes de hidrato de sulfato de alumínio a 48 % (Al2(SO4)3.14H20) e 131,4 partes de água deionizada. A concentração deExemplo A no produto final é de 50 %, e a concentração de Al2 (SO4)3-HH2Oé de 2,97 %. A viscosidade de carga do produto final é 780 cps e o pH é 10,1.Este exemplo demonstra que a fase aquosa pode ser adicionada à emulsãopolimérica com hidroxamato de água em óleo para produzir uma emulsãopolimérica com hidroxamato de água em óleo em água estável.
Exemplo 17: Preparação de emulsão polimérica de água em óleo em águacom hidroxamato
Uma emulsão polimérica com hidroxamato de água em óleoem água estável é preparada mediante o uso do seguinte procedimento. Centoe cinqüenta (150) partes de uma solução 2,2 % de cloreto de cálcio (CaCl2)em água DI são adicionadas com agitação vigorosa e em uma taxa constantede 43 minutos, para 150 partes de Exemplo A. A concentração de Exemplo Ano produto final é de 50 %, e a concentração de CaCl2 é de 1,1 %. Aconcentração de Exemplo A no produto final é 50 % e a concentração deCaCl2 é 1,1 %. O produto final, emulsão polimérica com hidroxamato de águaem óleo em água estável, tinha uma viscosidade de carga de 10.750 cps e pHde 10,1.
Exemplo 18
O Exemplo 15 é termicamente girado por 4 ciclos detemperatura ambiente a uma temperatura entre -20 0C e - 30 0C para simularciclos de congelamento em que o produto pode ser submetido quando usadoem climas extremos. Após o descongelamento para a temperatura ambiente oproduto é re-misturado para formar emulsão de água em óleo em água estávelde polímero com hidroxamato.
Exemplo de 19 a 21
A solubilidade das emulsões poliméricas com hidroxamato deágua em óleo em água dos Exemplos 8 e 15 é comparada com a solubilidadedo Exemplo A em 150 g/l de hidróxido de sódio em água DI a 60 0C. Estascondições são similares às condições observadas na alimentação de bandejaterciária em uma refinaria de alumina onde o triidrato de alumina precipitadoé floculado, sedimentado e separado da substância líquida. A formação detorque/viscosidade da solução é medida mediante o uso de um motor demistura capaz de aumentar o torque para manter a velocidade de agitaçãoquando a viscosidade aumenta. A Tabela 3 mostra que o Exemplocomparativo A (Exemplo 20) não se dissolveu na substância líquida dealimentação de bandeja terciária simulada enquanto as emulsões poliméricascom hidroxamato de água em óleo em água da presente invenção rapidamentese dissolveram (Exemplos 19, 21). Portanto as emulsões poliméricas comhidroxamato de água em óleo em água podem ser adicionadas diretamente àcorrente de processo Bayer sem o uso de uma etapa de diluição adicional.
Tabela 3
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Exemplos de 22 a 29
O desempenho de floculação do Exemplo 1 é comparado comaquele de dois floculantes comerciais de hidrato de alumina da técnicaanterior, dextrano e Exemplo A, em uma alimentação de bandeja terciáriasimulada como mostrado na tabela 4. A pasta fluida é preparada usandosubstância líquida gasta de uma refinaria de alumina. A substância líquidagasta é saturada com 74,8 g/l de alumina em seu ponto de ebulição. A soluçãoé depois esfriada e mantida a 70 0C e depois 34 g/l de alumina são suspensosna substância líquida. Os floculantes são diluídos para concentração depolímero a 0,01 % para auxiliar na liberação de doses muito baixas. Umaalíquota de 200 mililitros da pasta fluida é depois tratada com os floculantes.
O tempo de sedimentação e a clareza de sobrenadante são medidas como umafunção da dose. A Tabela 1 mostra que as emulsões poliméricas comhidroxamato de água em óleo em água são floculantes de triidrato eficazes.
Tabela 4
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Exemplos de 30 a 38
O desempenho de floculação de emulsões poliméricas comhidroxamato de água em óleo em água, Exemplo 11 e 15, é comparado comaquele de dois floculantes comerciais de hidrato da técnica anterior, dextranoe Exemplo A, na alimentação de bandeja terciária obtida de uma refinaria dealumina. A temperatura de alimentação de bandeja é medida em 70 0C e tinhaum teor cáustico de 228 gramas/litro. Os floculantes são todos adicionados àalimentação de bandeja terciária sem a pré-diluição. Os floculantes sãoadicionados a 1 litro de pasta fluida da bandeja terciária em um cilindrograduado de 1 litro. O floculante e a pasta fluida são completamentemisturados com 10 pulsos para cima e para baixo de um êmbolo (discoperfurado de diâmetro ligeiramente menor do que aquele do cilindro com umbastão de 1/8 polegada ligado ao centro de um lado do disco). A interface dasedimentação de hidrato é regulada a partir das graduações de 900 a 700mililitros. A clareza de sobrenadante é também medida 1 minuto após ainterrupção da mistura. A Tabela 5 lista os resultados destas experiências emostra que as emulsões poliméricas com hidroxamato de água em óleo emágua da presente invenção funcionam muito melhor do que os floculantes datécnica anterior.
Tabela 5: Testes de Sedimentação do Tiidrato de Alumina
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A floculação de lama vermelha obtida de um digestor derefinaria de alumina extraída por sopro com emulsões poliméricas comhidroxamato de água em óleo em água (Exemplos 11 e 15) é demonstrada naTabela 6. Os sólidos extraídos por sopro são 39,3 gramas/litro, a temperaturade extração por sopro é > 100 0C5 a concentração cáustica é de 205gramas/litro e a relação de alumina para cáustico (A/C) é de 0,675. OsExemplos 11 e 15 são todos adicionados à corrente de processo extraído porsopro sem a pré-diluição. Os floculantes são adicionados às amostras de 1litro extraídas por sopro do digestor em um cilindro graduado de 1 litro. Ofloculante e a pasta fluida são completamente misturados com 5 ou 10 cursospara cima e para baixo de um êmbolo (disco perfurado de diâmetroligeiramente menor do que aquele do cilindro com um bastão de 1/8 polegadaligado ao centro de um lado do disco). A interface da sedimentação de hidratoé regulada a partir das graduações de 900 a 700 mililitros. A Tabela 6 mostraque as emulsões poliméricas com hidroxamato de água em óleo em águapodem ser adicionadas diretamente a uma corrente de processo Bayercontendo sólidos de lama vermelha sem a necessidade de uma etapa de pré-diluição.
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Exemplo 41: Preparação de uma emulsão polimérica de água em óleo emágua com hidroxamato
Uma emulsão polimérica com hidroxamato de água em óleoem água estável foi preparada mediante o uso do seguinte procedimento. 150partes de hidrato de sulfato de alumínio (Al2 (SO4)3-HH2O) foram dissolvidasem 177,5 partes de água DL Isto foi adicionado com agitação vigorosa em105 partes de Exemplo A.
Exemplo 42: Preparação de uma emulsão polimérica de água em óleo emágua com hidroxamato
Seguindo o procedimento do Exemplo 42, uma emulsãopolimérica com hidroxamato de água em óleo em água estável foi preparada apartir de uma emulsão de água em óleo de uma emulsão de água em óleocomercialmente disponível de uma poliacrilamida com hidroxamato similarao Exemplo A exceto que o grau de formação de hidroxamato era de cerca de25% molar. Este é designado Exemplo Comparativo B.
Exemplos de 43 a 54: Testes de Floculacão de Lama Vermelha
A Tabela 7 mostra os resultados dos testes de sedimentação delama vermelha que comparam o desempenho dos Exemplos 42 e 43, emulsõespoliméricas com hidroxamato de água em óleo em água da presente invenção,com aquele dos produtos da técnica anterior. Os dados claramente mostramque os polímeros da presente invenção produzem taxas e claridades desedimentação superiores (NTU mais baixo).
Tabela 7
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Exemplos de 55 a 58
Testes de sedimentação de lama vermelha similares aosexemplos de 43 a 54 foram realizados exceto que 7,5 %, com base nos sólidosde lama vermelha, de um produto de dessilicação sintético (DSP) comumenteobservado como um contaminante em circuitos de lama vermelha no processoBayer, foi adicionado à substância líquida. Os dados claramente mostram queos polímeros da presente invenção produzem taxas e claridades desedimentação superiores (NTU mais baixo) mesmo quando DSP estápresente.Tabela 8
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Claims (24)
1. Método para floculação e separação de sólidos suspensos deuma corrente de processo industrial contendo sólidos suspensos, caracterizadopelo fato de que compreende as etapas de:adicionar à corrente um polímero solúvel em água em umaquantidade eficaz para flocular os sólidos suspensos; eseparar os sólidos floculados, em que o polímero solúvel emágua é um polímero em emulsão de água em óleo em água.
2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de que a corrente de processo é uma corrente de processo Bayer.
3. Método de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelofato de que o polímero é um polímero em emulsão de água em óleo em águacom hidroxamato.
4. Método de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelofato de que a corrente de processo é corrente de processo de triidrato dealumina.
5. Método de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelofato de que a corrente de processo é corrente de processo de lama vermelha.
6. Método de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelofato de que o polímero com hidroxamato é um polímero de acrilamida.
7. Método de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelofato de que a fase contínua do polímero em emulsão de água em óleo em águacom hidroxamato contém um sal solúvel em água.
8. Método de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelofato de que a fase contínua do polímero em emulsão de água em óleo em águacom hidroxamato contém um sal solúvel em água que compreende alumínioou cálcio.
9. Método de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelofato de que a corrente de processo é a corrente de processo de triidrato dealumina.
10. Método de acordo com a reivindicação 3, caracterizadopelo fato de que a corrente de processo é corrente de processo de lamavermelha.
11. Método de acordo com a reivindicação 2, caracterizadopelo fato de que o polímero em emulsão de água em óleo em água comhidroxamato é preparado pela mistura em qualquer ordem de um polímero ememulsão de água em óleo com hidroxamato com uma solução de um salsolúvel em água que compreende alumínio ou cálcio.
12. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que o polímero solúvel em água é adicionado à corrente deprocesso como um polímero em emulsão de água em óleo em água.
13. Método de acordo com a reivindicação 12, caracterizadopelo fato de que o polímero é um polímero em emulsão de água em óleo emágua com hidroxamato.
14. Método de acordo com a reivindicação 13, caracterizadopelo fato de que o polímero com hidroxamato é um polímero de acrilamida.
15. Método de acordo com a reivindicação 14, caracterizadopelo fato de que a corrente de processo é uma corrente de processo Bayer.
16. Método de acordo com a reivindicação 15, caracterizadopelo fato de que a corrente de processo é uma corrente de processo de lamavermelha ou de triidrato de alumina.
17. Composição, caracterizada pelo fato de que compreendeuma emulsão de água em óleo em água de um polímero solúvel em água emque a fase contínua é uma solução aquosa de um sal solúvel em água.
18. Composição de acordo com a reivindicação 17,caracterizada pelo fato de que o polímero compreende um polímero comhidroxamato.
19. Composição de acordo com a reivindicação 17,caracterizada pelo fato de que a fase contínua contém um sal solúvel em águade alumínio ou cálcio.
20. Composição de acordo com a reivindicação 18,caracterizada pelo fato de que o polímero com hidroxamato é derivado deuma acrilamida ou um éster de acrilato.
21. Composição de acordo com a reivindicação 17,caracterizada pelo fato de que o polímero é um polímero de acrilamida ou uméster de acrilato.
22. Composição de acordo com a reivindicação 17,caracterizada pelo fato de que o sal é um sal solúvel em água de alumínio oucálcio.
23. Composição de acordo com a reivindicação 17,caracterizada pelo fato de que o polímero é um polímero com hidroxamato.
24. Composição de acordo com a reivindicação 23,caracterizada pelo fato de que a fase contínua contém um sal solúvel em águade alumínio ou cálcio.
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