BRPI0706645A2 - concentração de suspensÈes - Google Patents

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Abstract

CONCENTRAçãO DE SUSPENSõES. A presente invenção refere-se a um processo de concentração de uma suspensão aquosa de partículas sólidas compreendendo as etapas de adicionar pelo menos um floculante polimérico orgânico à suspensão. Formando, desse modo, sólidos floculados em que os sólidos floculados são permitidos formar uma camada de sólidos e formando, desse modo, uma suspensão mais concentrada em que o processo compreende a adição de uma quantidade efetiva de um agente que é selecionado a partir do grupo consistindo em gentes de radical livre, agentes de oxidação, enzimas e radiação, em que o agente é aplicado à suspensão antes ou substancialmente simultaneamente com a adição do floculante polimérico orgânico e/ou o floculante polimérico orgânico é adicionado à suspensão em um vaso, e o agente é aplicado à suspensão no mesmo vaso, O processo é particularmente adequado para separação de sólidos líquidos em que os sólidos floculados são permitidos assentar por sedimentação em um espessador de gravidade.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "CONCENTRAÇÃO DE SUSPENSÕES".
A presente invenção refere-se a um processo de floculação a -perfeiçoado para a concentração de suspensões. Em particular, sólidos flo-culados podem ser assentados para formar um leito no qual sólidos maisaltos e/ou produção reduzida de tensão podem ser alcançados.
É conhecido concentrar suspensões de sólidos em líquidos a-quosos pelo uso de floculantes que resultam na floculação de sólidos quefacilitam a separação dos sólidos a partir do líquido. Em muitos processos,os sólidos floculados assentam para formar um leito por sedimentação. Emoutros processos, a separação pode ser facilitada por desidratação mecâni-ca, por exemplo, na filtração por pressão, centrifugação, por espessadoresde correia e prensas de correia.
Os tipos de floculante adicionados à suspensão dependerão,freqüentemente, do substrato. Geralmente as suspensões tendem a ser flo-culadas por polímeros de alto peso molecular. Exemplos destes são descri-tos em WO-A-9314852 e US3975496 com relação à floculação de suspen-sões minerais, tal como lama vermelha. Outras descrições de floculantespoliméricos de alto peso molecular incluem US 6447687, WO-A-0216495 eWO-A-02083258 lidando com a floculação de lama de água de esgoto. Éconhecido às vezes adicionar outros aditivos químicos para condicionar asuspensão. Por exemplo, as suspensões podem ser primeiro coaguladas porum coagulante polimérico de densidade de carga alta, tais como polyDAD-MAC, ou coagulantes inorgânicos incluindo cloreto férrico.
Outros aditivos são também usados no condicionamento desuspensões. Por exemplo, peróxidos são às vezes adicionados a suspen-sões, tais como lamas de água de esgoto ou outras suspensões contendomaterial orgânico de modo a remover agentes de redução de modo a reduzirodores, formação de gás ou prevenir putrefação. Em geral, os peróxidos ouagentes de oxidação tendem a ser adicionados de modo a remover substân-cias danosas ou indesejadas, ou outros materiais contidos na suspensão.
Geralmente a quantidade de peróxidos adicionados é apenassuficiente para remover as substâncias indesejadas e materiais, e geralmen-te peróxidos ou outros agentes de oxidação são inclusos em quantidadesrelativamente pequenas.
Exemplos de adição de peróxidos à lamas de água de esgotosão descritos em JP56150481. Peróxidos ou agentes de oxidação podemtambém ser adicionados à outras suspensões por razões similares, incluindotratamento de material dragado para remover contaminantes conforme des-crito em US 2003 121863 e JP 10109100. JP 11156397 descreve um pro-cesso para floculação de lama usando-se polímeros não-iônicos e aniônicosem que a lama foi pré-tratada com um agente de oxidação.
U.S. 6733674 descreve um método de desidratação de lamapela adição de uma quantidade efetiva de uma ou mais enzimas celulolíticase um ou mais oxidantes e um ou mais floculantes para formar uma misturaem água que é coagulada e floculada pela separação de sólidos a partir daágua. Os exemplos parecem indicar um tempo significante decorrido entreadição e floculação de oxidante. As enzimas parecem estar presentes demodo a degradarem o material contido na lama.
Suspensões são freqüentemente concentradas em um vaso es-pessador de gravidade. Um fluxo contínuo da suspensão é tipicamente ali-mentado no espessador e tratado com um floculante. Os sólidos floculadosassim formados assentam para formarem um leito de sólido de fluxo inferiore líquido aquoso sobrenadante flui para cima e é usualmente removido apartir do vaso espessador através de um perímetro embora na superfície daágua. Normalmente o vaso espessador tem uma base cônica tal que o fluxoinferior pode facilmente ser removido a partir do centro da base. Em adiçãoum ancinho giratório auxilia a remoção dos sólidos de fluxo inferior. Um pro-cesso típico para concentração de suspensões em um espessador de gravi-dade é descrito em US4226714.
Várias suspensões podem ser concentradas em espessadoresde gravidade, incluindo suspensões de sólidos orgânicos, tais como água dedespejo, água de esgoto e lamas de água de esgoto. Se é também lugarcomum espessar ou desidratar suspensões minerais usando espessadoresde gravidade.
Em uma operação de processamento mineral típica, sólidos dedespejo são separados de sólidos que contêm valores minerais em um pro-cesso aquoso. A suspensão aquosa de sólidos de despejo contém freqüen-temente argilas e outros minerais, e são usualmente referidos como refugos.Estes sólidos são freqüentemente concentrados por um processo de flocula-ção em um espessador, e assentam para formar um leito. Geralmente édesejável remover mais água a partir dos sólidos ou leito de modo a dar umfluxo inferior de densidade mais alta, e recuperar um máximo da água deprocesso. É usual bombear o fluxo inferior para uma área de retenção desuperfície, freqüentemente referida como refugos, ou alternativamente o flu-xo inferior pode ser mecanicamente desidratado adicionalmente por, por e-xemplo, filtração a vácuo, filtração por pressão, ou centrifugação.
US 5685900 descreve um processo seletivo de floculação parabeneficiar um caulim de tamanho de partícula fino de baixo brilho de modo areduzir uma argila de caulim de brilho mais alto. O processo envolve umaetapa de classificação para recuperar a fração de caulim na qual as partícu-las são pelo menos 90% por peso abaixo de 0,5 pm. A fração recuperada é,em seguida, submetida a uma etapa de alvejamento para alvejar parcialmen-te descolorantes orgânicos. A pasta fluida resultante é seletivamente fIocula-da usando-se uma poliacrilamida aniônica de alto peso molecular ou copolí-mero de acrilato acrilamida. Esta etapa de floculação forma uma fase sobre-nadante que é altamente concentrada com contaminante titânia e uma fasede argila floculada que é desprovida de titânia que contém os descolorantes.
Os flocos são, em seguida, tratados com ozônio gasoso de modo a oxidar osorgânicos de descoloração remanescentes e também destruir o polímerofloculante de modo a restaurar o caulim a um estado disperso. Isto é referidopara ser efetuado pela passagem dos sólidos floculados através de uma e-tapa de ozonização, preferivelmente usando-se uma bomba de alto cisalha-mento.
Revelações similares são feitas em WO 2004 071 989 e US2006 0131243.WO 2005 021129 descreve o controle da condição de uma sus-pensão de partículas sólidas no interior de um líquido aplicando-se um oumais estímulos à suspensão. Nesta descrição, condicionamento é preferi-velmente reversível, e envolve floculação e/ou coagulação em que forçasinter partículas podem ser atrativas ou repulsivas entre as partículas sólidasno interior do líquido. O estímulo pode ser um ou mais aditivos químicos, epode, por exemplo, ser um polieletrólito sensível a estímulo que pode serabsorvido na superfície das partículas suspensas em quantidade suficientepara criar repulsão estérica ou eletrostática entre as partículas. Em um e-xemplo, um polieletrólito pode ser substancialmente insolúvel em valores depH onde ele é substancialmente não-carregado para, desse modo, efetuarfloculação da suspensão. Os polieletrólitos que são responsivos a estímulode temperatura são também descritos. Referência é também dada a um mé-todo de controlar a consolidação de um leito de partículas sólidas no interiorde um líquido pela aplicação de um ou mais estímulo ao leito. Cada ou oestímulo efetua condicionamento reversivelmente operável entre um estadoinicial prevalescente antes de referida aplicação de um ou mais estímulo, eum estado de condicionamento resultante de referido um ou mais estímulo.
Os processos descritos proporcionam aperfeiçoamentos em certas ativida-des de separação de sólidos líquidos.
JP 11-46541 descreve uma um polímero hidrofílico sensível àtemperatura adicionado a uma suspensão de partículas abaixo de uma tem-peratura de transição onde flocos são formados pela absorção e reticulaçãode partículas como um floculante convencional. A mistura é aquecida paraacima da temperatura de transição, e o polímero absorvido torna-se hidrofó-bico, e as partículas suspensas são tornadas hidrofóbicas e formam flocospor interação hidrofóbica. Pressão externa apropriada é aplicada neste mo-mento, e as partículas são prontamente realinhadas, e água entre as partícu-las é expelida pela hidrofobicidade das partículas.
JP 2001 232104 descreve um processo similar ao JP 11-46541,mas usando floculantes aperfeiçoados sensíveis à temperatura que são po-límero iônico sensível à temperatura conforme oposto aos polímeros não-tônicos que absorvem nas partículas suspensas e quando o polímero torna-se hidrofóbico em temperaturas a cerca de o ponto de transição, existemcamadas fortes de hidrato ao redor dos grupos iônicos, mas adesão de ca-mada hidratada entre os polímeros é impedida por interação hidrofóbica.
Bertini, V.et. al. Particulate Science and Technology (1991), 9(3-4), 191-9 descreve o uso de polímeros multifuncionais para a floculação depH controlado de minerais de titânio. Os polímeros são copolímeros de radi-cal vinila contendo funções catecol e unidades de ácido acrílico. Os políme-ros podem mudar seu efeito de floculação para dispersão ou inerte, e vice-versa, pela mudança do pH.
O pH ou floculantes sensíveis à temperatura em princípio pro-porcionam controle sobre o estado de floculação de uma suspensão. Contu-do, a escolha de floculante necessitaria ser apropriada para a suspensãoparticular ou leito que é para ser floculado e, ao mesmo tempo, seja respon-sivo a um estímulo particular para proporcionar cerca de o condicionamentoreversivelmente operável. Em alguns casos, pode ser difícil encontrar a es-colha correta do floculante.
Freqüentemente um pouco de água será aprisionada nos sólidosfloculados e esta água é freqüentemente difícil de liberar e, portanto, manti-da no leito. Enquanto o pH e floculantes responsivos à temperatura podemauxiliar este problema, é freqüentemente difícil alcançar floculação satisfató-ria através de uma faixa ampla de substratos.
Nos processos envolvendo espessadores de gravidade, é dese-jável operar tal que o leito tem os sólidos mais altos possíveis capazes deser removidos a partir do espessador como um fluxo inferior. Normalmente ofator Iimitante é a capacidade do ancinho no espessador mover os sólidossedimentados. Seria, portanto, desejável proporcionar um processo que au-mente a taxa de separação dos sólidos a partir da suspensão e remoção dofluxo inferior.
De acordo com a presente invenção, proporcionou-se um pro-cesso de concentração de uma suspensão aquosa de partículas sólidascompreendendo as etapas de adicionar pelo menos um floculante poliméricoorgânico à suspensão formando, desse modo, sólidos floculados em que ossólidos floculados são permitidos formarem uma camada de sólidos e, dessemodo, formando uma suspensão mais concentrada em que o processocompreende a adição de uma quantidade efetiva de um agente selecionadoa partir do grupo consistindo em agentes de radical livre, agentes de oxida-ção, enzimas e radiação,
em que o agente é aplicado à suspensão antes ou substancial-mente simultaneamente com adição de floculante polimérico orgânico e/ouo floculante polimérico orgânico é adicionado à suspensão emum vaso, e o agente é aplicado à suspensão no mesmo vaso.
Verificou-se que a inclusão do agente aperfeiçoa significante-mente a eficiência do processo de concentração. Por concentração entende-se que o teor de sólidos da suspensão é aumentado. Tipicamente a concen-tração de uma suspensão incluirá processos de desidratação e processos deespessamento, e similares.
Preferivelmente os sólidos floculados são permitidos assentarempara formarem um leito de sólidos que pode também ser denominado umsedimento. Mais preferivelmente o processo envolve sedimentação em umespessador de gravidade e um sedimento ou leito é removido a partir do es-pessador como um fluxo inferior.
Surpreendentemente contactando-se a camada ou leito de sóli-dos com o agente capacita-se um aumento significante no líquido aquosoliberado.
Desejavelmente o agente proporciona fragmentação da estruturafloculada. Preferivelmente, verificou-se que a rede floculada pode entrar emcolapso e freqüentemente ocupar um volume menor do que os sólidos as-sentados teriam ocupado na ausência do agente.
Em uma forma o agente pode proporcionar degradação do flocu-lante polimérico orgânico. Acredita-se que a interação química entre o flocu-lante e os sólidos é permanentemente alterada como um resultado destadegradação de floculante polimérico. O polímero pode ser degradado tal queos sólidos têm uma rede floculada reduzida. Em um aspecto, a cadeia depolímero pode se quebrar em cadeias menores que induzem um efeito dis-persante nos sólidos. Em alguns casos o polímero pode ser degradado aextensão que não mais tenha um efeito floculante nos sólidos. A degradaçãodo floculante polimérico orgânico preferivelmente é em conjunto com umadegradação ou redução de tamanho da estrutura floculada. Em uma formamais preferida, verifica-se que a rede floculada se quebra, aumentado, des-se modo, o teor de sólidos para um dado volume.
Em uma forma preferida, o agente proporciona uma redução naprodução de tensão de uma camada de sólidos formada a partir da ação dofloculante orgânico. Mais preferivelmente, a camada de sólidos deve serpelo menos 30% abaixo da produção de tensão de uma camada de sólidosem um teor de sólidos equivalente sem a adição do agente. Desse modo, oagente desejavelmente proporciona uma redução na produção de tensão dacamada ou leito de sólidos, o que faz com que sólidos mais altos sejam al-cançados e uma remoção aumentada do fluxo inferior. Preferivelmente aredução na produção de tensão será pelo menos 50% abaixo da produçãode tensão de uma camada de sólidos em um teor de sólidos equivalentesem a adição do agente. Mais preferivelmente, a redução na produção detensão será pelo menos 60 ou 70%, e, freqüentemente, em no mínimo 80 ou 90%.
Inesperadamente também verificou-se que a tensão pode serreduzida abaixo da produção de tensão de uma camada de sólidos em umteor de sólidos equivalente que não tenha sido floculado e sem a adição doagente. Até agora tem sido geralmente uma visão aceita que a sedimenta-ção de sólidos na ausência de floculação alcançaria a produção de tensãomais baixa. Geralmente acreditava-se que um processo envolvendo flocula-ção resultaria sempre em uma produção de tensão mais alta do que na au-sência do floculante porque o floculante tenderia a reter os sólidos sedimen-tados em uma estrutura que tenderia a aumentar a produção de tensão.
Conseqüentemente, é particularmente surpreendente que tal processo en-volvendo o uso do floculante possa resultar em uma produção de tensãoabaixo da produção de tensão do que uma suspensão assentada sem o usode floculante.
Preferivelmente as reduções acima mencionadas na produçãode tensão serão em combinação com ou uma degradação ou fragmentaçãoda estrutura floculada e/ou alternativamente em combinação com uma de-gradação do floculante polimérico orgânico. É especialmente preferido que adegradação do floculante polimérico orgânico seja responsável por uma de-gradação ou redução de tamanho da estrutura floculada que, por sua vez,proporciona uma redução da produção de tensão da camada ou leito de só-lidos.
Em uma forma preferida do processo, os sólidos floculados as-sentam para formar um leito, e água é liberada a partir da suspensão, e emque verificou-se que a exposição dos sólidos floculados ao agente propor-ciona um aumento na água liberada a partir da suspensão. Conseqüente-mente, verifica-se que este aumento na água liberada é também acompa-nhado por um aumento nos sólidos.
Em um aspecto adicional, o agente pode emitir um gás. Verifi-cou-se que a liberação de gás na camada ou leito de sólidos pode intensifi-car a liberação de água. Em uma forma preferida, os sólidos floculados as-sentam para formar um leito, e o agente está em contato com os sólidos flo-culados, ou com o leito, e isto proporciona uma liberação adicional e um au-mento nos sólidos. Preferivelmente, o gás é liberado e forma bolhas de gás.Sem estar limitado a teoria, acredita-se que o gás pode, por exemplo, causara formação de canais ou fissuras no leito de sólidos, e facilitar a liberação deágua a partir da suspensão.
Agentes que podem emitir um gás incluem carbonatos, bicarbo-natos e peróxidos.
O processo da presente invenção verificou-se aumentar a con-centração de uma suspensão, especialmente por sedimentação de gravida-de. Neste sentido a taxa de consolidação de sólidos separados é aumenta-da. Em adição, a mobilidade da fase concentrada, isto é, sólidos assentadosou sedimentados, pode ser significantemente aperfeiçoada.
O agente pode ser um ou mais compostos químicos seleciona-dos a partir do grupo consistindo em agentes de radical livre, agentes deoxidação e enzimas. Alternativamente ou adicionalmente quando o agenteproporciona degradação ou fragmentação da estrutura floculada, e/ou de-gradação do floculante polimérico orgânico, e/ou proporciona uma reduçãona produção de tensão da camada ou leito sólidos, o agente pode tambémincluir radiação. A radiação pode ser, por exemplo, ultra-som, radiação deionização, ou radiação eletromagnética. Quando o agente emite gás, ele po-de ser alternativamente um aparelho mecânico que libera bolhas de gás dedentro da camada de sólidos, especialmente onde a camada é um sedimen-to ou leito.
O agente é preferivelmente selecionado a partir do grupo consis-tindo em agentes de radical livre, agentes de oxidação e enzimas.
Verificou-se que a incorporação de um agente de radical livre ouagente de oxidação no processo de floculação resultou em uma fase decompactação mais rápida, e/ou viscosidade reduzida da camada ou leito desólidos, por exemplo, sedimento em teor de sólidos correspondente tal queum teor de sólidos mais alto pode ser alcançado sem exceder a viscosidademáxima que o equipamento que efetuou a o processo de remoção pode tole-rar. Em uma concretização adicional, as enzimas verificaram-se tambémproporcionar um efeito similar. Este é o caso particular quando o polímero éum polímero natural ou semi-natural, por exemplo, polissacarídeo que podeter sido modificado, e a enzima selecionada é conhecida por degradar o po-límero natural ou semi-natural.
Agentes adequados de radical livre incluem compostos químicosselecionados a partir do grupo consistindo em sulfato de amônia ferroso,nitrato de amônia cérica, etc.
Pode também ser desejável usar ativadores em conjunto com osagentes de radical livre que, em alguns casos, podem acelerar a geração deradical. Tipicamente tais ativadores incluem amino carboxilatos e diaminas,EDTA cúprico (etileno diamina tetra ácido acético) e açúcares de redução,tais como frutose e Iactose.
Qualquer agente convencional de oxidação pode ser usado. A-gentes de oxidação podem ser substâncias químicas selecionadas a partirdo grupo consistindo em cloro, metal de transição, ou outros compostos me-tálicos em um estado de oxidação alto, tais como compostos de cromo,manganês, ferro e cobre, cada um do qual incluindo substâncias que sãoagentes de oxidação poderosos, tBHP (hidro peróxido butila terciário), sulfitode sódio, compostos de bi-sulfito, amônia per sulfato, perborato de sódio,hipoclorito de sódio e ozônio.
O uso de ozônio, peracético, perboratos, percarbonato e persul-fatos verificou-se ser particularmente eficaz para propostas de oxidação.
Qualquer enzima adequada capaz de agir no floculante poliméri-co orgânico, particularmente como um polímero natural, pode ser usada.Tipicamente tais enzimas incluem hidrolases. Enzimas adequadas incluemproteases, que serão quebradas em proteínas; glicosilases que se quebramem açúcares; pectinases que se quebram em pectin; amilases que degra-dam amido; esterases que degradam quaisquer ligações de éster; celulasesque se quebram em celulose e compostos de celulose; glucosidases e ga-Iactosidases ou açúcares de degradação. Outras hidrolases podem modificara superfície de outros floculantes poliméricos, incluindo, por exemplo, polia-midas e poliésteres. Outras enzimas incluem depolimerases que se quebra-rão em um polímero, particularmente polímeros biologicamente gerados, taiscomo, poliésteres. Enzimas preferidas incluem amilases, celulases, galacto-mananases. Em geral estas são adequadas para uso com polímero naturalou semi-natural, por exemplo, amido, CMC (carbóxi metil celulose), guar,alginatos, pectinatos e goma carrageenan sulfatada. Outras enzimas especí-ficas são conhecidas para agirem no chitosan.
Agentes preferidos para uso na presente invenção são peróxi-dos. Um peróxido particular preferido é peróxido de hidrogênio.
No processo o agente e o floculante polimérico orgânico podemser adicionados à suspensão seqüencialmente ou simultaneamente. Algu-mas operações podem operar melhor se o agente é adicionado subseqüenteao floculante polimérico. Isto pode ser especialmente assim se o agente agerelativamente rapidamente visto que tempo suficiente deve ser permitido pa-ra primeiro substancialmente formar a estrutura floculada antes de quaisquerefeitos substanciais do agente ocorram. Não obstante, com esta ordem deadição o floculante polimérico orgânico deve ser adicionado à suspensão emum vaso, e o agente é aplicado à suspensão no mesmo vaso. Neste caso épreferido que o seja adicionado na camada ou leito de sólidos. Tipicamenteeste vaso pode ser um espessador, por exemplo, um espessador de gravi-dade usado para a sedimentação de sólidos suspensos.
Contudo, em muitas situações é preferido que o agente seja a-plicado à suspensão antes ou substancialmente simultaneamente com adi-ção de floculante polimérico orgânico. Sem estar ligado a teoria, é pensadoque a adição do agente antes de qualquer formação substancial da estruturade floculante assegurará que o agente seja distribuído através de todos ossólidos floculados. A adição do agente e do floculante simultaneamente podetambém proporcionar a vantagem de um ponto de adição simples especial-mente se o agente e o floculante são pré-misturados. Contudo, com misturasde agente e floculante, pode ser necessário assegurar que a mistura sejaaplicada à suspensão antes de quaisquer efeitos danosos significantes doagente no floculante.
O agente deve ser aplicado em uma quantidade efetiva. Preferi-velmente uma quantidade suficiente deve ser adicionada de modo a assegu-rar que ela proporciona pelo menos um de:
i) fragmentação da estrutura floculada; e/ou
ii) degradação do floculante polimérico orgânico; e/ou
iii) proporciona uma redução na produção de tensão da camadade sólidos abaixo da produção de tensão de uma camada de sólidos em umteor de sólidos equivalente que não tenha sido fIoculado e sem a adição doagente e/ou;
iv) capacita um aumento no teor de sólidos de pelo menos 5%por peso da camada tendo uma dada produção de tensão comparada a umacamada tendo à mesma produção de tensão de um processo equivalente,mas na ausência do agente.
A quantidade de agente variará de acordo com as condiçõesespecíficas de processo, o tipo de substrato e floculante. O agente preferi-velmente deve estar presente em uma quantidade de pelo menos 1 ppm ba-seado no peso de agente no volume da suspensão. O agente pode ser efeti-vo em níveis baixos, por exemplo, entre 1 e 10 ppm. Geralmente o agenteserá adicionado em uma quantidade de a partir de pelo menos 100 ppm e,em alguns casos, pode ser pelo menos 1000 ppm baseado no peso dos só-lidos na suspensão. Em aiguns casos pode ser desejável adicionar níveissignificantemente mais altos do agente, por exemplo, mais de 40.000 ou50.000 ppm, ou mais altos. Doses efetivas usualmente serão na faixa entre150 e 20.000 ppm, especialmente entre 1000 e 15,000 ppm.
Mais preferivelmente o aumento na água liberada a partir dacamada ou leito e os sólidos diminuídos da camada ou leito é também a-companhado por uma diminuição na produção de tensão. Preferivelmenteverificou-se que a produção de tensão da camada ou leito é menor do queuma camada ou leito em teor de sólidos equivalente em que os sólidos flocu-lados não são expostos ao agente.
É conhecido que em sólidos gerais nas suspensões freqüente-mente assentarão sem a adição de floculante. O floculante proporciona flo-culação em ponte dos sólidos e aumenta a taxa na qual os sólidos assentampara formar um leito. Desse modo, em situações de espessamento de gravi-dade adicional, taxa aperfeiçoada de assentamento livre e compactação ini-cial são alcançados pelo uso de floculantes poliméricos, e opcionalmentecoagulantes. Em tal processo, as partículas sólidas individuais tendem a seunirem juntas para formar agregados que têm uma densidade mais favorávela razão de área superficial. Estes agregados podem assentar para formarum leito compactado do qual água pode ser adicionalmente removida porpercolação ascendente. Desse modo, o leito progressivamente aumenta emteor de sólidos sobre um período extensivo de tempo até que a concentra-ção de sólidos desejada no leito seja alcançada, e material no leito possa serremovido.
Infelizmente, em geral a viscosidade ou produção de tensão dossólidos assentados floculados em processos convencionais tendem a seremsignificantemente mais altos do que os sólidos assentados na ausência dofloculante. Isto tende a tornar o processo de remoção de ancinho e bombeioprogressivamente mais difícil. Por outro lado, não seria prático concentraruma suspensão na ausência de floculante, visto que isto tomaria um tempoextremamente longo, especialmente em um espessador gravimétrico queproporciona sedimentação livre.
No processo de acordo com a invenção, verificou-se que umafase de compactação mais rápida pode ser alcançada. Em adição, verificou-se que o presente processo tende a resultar em uma viscosidade significan-temente reduzida ou produção de tensão da camada de sólidos ou leito co-mo um resultado de tratamento pelo agente. Em particular verificou-se que aprodução de tensão não é somente mais baixa do que o processo equivalen-te na ausência do agente, mas a produção de tensão pode ser tão baixa ouinferior aos sólidos assentados na ausência do floculante. Em alguns casos,verificou-se que o processo resulta em uma camada ou leito de sólidos ten-do a produção de tensão significantemente abaixo daquela dos sólidos as-sentados na ausência de floculante. Esta propriedade inesperada dos sóli-dos assentados facilita a facilidade de remoção de um fluxo inferior de sóli-dos, enquanto que, ao mesmo tempo, assegura assentamento rápido dossólidos. Além disso, é preferido que o processo seja operado permitindo-seque o teor de sólidos do leito consolidado aumente significantemente acimadaquele que pode ser tolerado pelo equipamento na ausência do agente.Neste sentido, o leito consolidado pode ainda ser operado na produção detensão máxima para o equipamento, mas em que o teor de sólidos seja sig-nificantemente mais alto do que o leito em um processo sem o agente.
A produção de tensão da camada de sólidos incluindo leito se-dimentado variará de acordo com o substrato. Tipicamente, a produção detensão máxima de um leito sedimentado que pode ser tolerado pelo equipa-mento funcional é usualmente não mais do que 250 Pa. Dentro das capaci-dades do equipamento existente não seria possível aumentar os sólidos u-sando-se o processo convencional, visto que a produção de tensão seriamuito alta. O processo da invenção empregando o agente verificou-se redu-zir a produção de tensão por pelo menos 10%, e usualmente pelo menos50% e, em alguns casos, superior a 80 ou 90%, ou mais alto. Por outro lado,o teor de sólidos da camada ou leito produzido de acordo com a invençãopode ser permitido aumentar por pelo menos 5% e, às vezes, mais do que10%, sem exceder a produção máxima que pode ser tolerada pelo equipa-mento. Em alguns casos, pode ser possível aumentar os sólidos por até 15ou 20%, ou mais, em comparação a urna camada ou leito tendo à mesmaprodução de tensão que se obtém pelo processo equivalente, mas na au-sência do agente.
A percentagem de peso atual dos sólidos de fluxo inferior quepodem ser alcançada com produção de tensão aceitável varia consideravel-mente dependente do constituinte e tamanho de partícula dos sólidos sus-pensos, e também a idade e sofisticação do equipamento de assentamento.
Ela pode ser tão baixa, ao redor de 12% (tipicamente lamas de fosfato Flori-da), mas é usualmente entre ao redor de 20% e 50%.
A produção de tensão é medida por Reômetro Brookfield R/SSST em uma temperatura laboratorial ambiente de 25°C usando-se o pro-grama de software RHEO V2.7 em um modo de Taxa de Cisalhamento Con-trolada. A rotação de uma hélice spindal (50_25 hélice em um dimensiona-mento de vaso 3 para 1) em aumento de etapa igual 120 de 0,025 rpm gerauma aplicação progressiva de Taxa de Cisalhamento aumentada.
A produção de tensão é definida como a tensão de cisalhamentomáxima antes do começo do cisalhamento.
A produção de tensão é calculada por regressão linear dos 4pontos de medição com Taxa de Cisalhamento >0,1 1/s e cálculo subse-qüente da intercepção do eixo de Tau (Pa) para Taxa de Cisalhamento = 0.
A invenção é aplicável a qualquer atividade de separação desólido líquido na qual sólidos são separados de uma suspensão. Isto podeincluir, por exemplo, processos envolvendo sedimentação, centrifugação,filtração por pressão, prensagem por correia ou espessamento com correia.
A invenção é de particular benefício aos processos de sedimentação. Pro-cessos particularmente preferidos envolvem sujeição da suspensão à flocu-lação em um espessador gravimétrico. Em tal processo, os sólidos formamuma camada compactada de sólidos concentrados, que, em geral, será sig-nificantemente mais alta do que na ausência do agente.
Os sólidos floculados resultantes do processo podem formar umfluxo inferior que pode ser removido a partir da zona de floculação e assen-tamento. Em muitos exemplos, os sólidos floculados formam um fluxo inferi-or que é, ern seguida, transferido para uma área disponível.
Conforme indicado anteriormente, a invenção é aplicável geral-mente a processos de separação de sólidos líquido. Desse modo, a suspen-são pode compreender material orgânico incluindo, por exemplo, lama deágua de esgoto ou material celular de processos de fermentação. A suspen-são pode também ser uma suspensão de material celulósico, por exemplo,lamas de processos de fabricação de papel. Preferivelmente, a suspensão éuma suspensão aquosa compreendendo partículas minerais.
Em um aspecto mais preferido da invenção, o processo envolveo tratamento de suspensão aquosa resultante de processamento de mineralde mina e outros rejeitos de mina, por exemplo, indústrias baseadas em car-bono, tais como carvão e areias de alcatrão, compreendendo suspensões departículas minerais, especialmente argilas. Desse modo, neste aspecto pre-ferido do processo, a suspensão aquosa é derivada de processamento mine-ral ou de energia e/ou substratos de refugos. Por operações de processa-mento de energia significa preferivelmente processos em que o substratoenvolve a separação de materiais úteis como combustíveis.
Um aspecto particularmente preferido do processo envolve sus-pensões selecionadas de operações de mineração e refino, o grupo consis-tindo em bauxita, metais bases, metais preciosos, ferro, níquel, carvão, arei-as minerais, areias de óleo, argila de porcelana, diamantes e urânio.
Preferivelmente sólidos suspensos na suspensão devem ser pe-lo menos 90% por peso maior do que 0,5 mícrom. Freqüentemente as partí-culas na suspensão serão pelo menos 90% por peso pelo menos 0,75 mí-crom e, preferivelmente, pelo menos 90% por peso pelo menos um ou doismícrons. Tipicamente partículas suspensas podem ter um tamanho de parti-cuia pelo menos 90% por peso até 2mm, e usualmente pelo menos 90% porpeso dentro da faixa acima de 0,5 mícrons a 2 mm. Preferivelmente, partícu-las suspensas serão pelo menos 90% por peso até 1 mm, ou mais preferi-velmente pelo menos 90% por peso até 750 mícrons, especialmente pelomenos 90% por peso dentro da faixa de entre um ou dois mícrons, e um adois milímetros.
As suspensões freqüentemente conterão pelo menos 5% porpeso de partículas sólidas suspensas, e podem conter mais de 30%, ou maisalto. Preferivelmente, as suspensões conterão pelo menos 0,25%, mais pre-ferivelmente pelo menos 0,5%. Usualmente as suspensões conterão entre1% e 20% por peso de sólidos suspensos.
As doses adequadas de floculante polimérico orgânico variam de5 gramas a 10.000 gramas por tonelada de materiais sólidos. Geralmente, adose apropriada pode variar de acordo com o material particular e o teor desólidos do material. Doses preferidas estão na faixa 10 a 3.000 gramas portonelada, especialmente entre 10 e 1000 gramas por tonelada, enquantodoses mais preferidas estão na faixa de 60 a 200 ou 400 gramas por tonela-da.
A solução de polímero aquosa pode ser adicionada em qualquerconcentração adequada. Pode ser desejável empregar uma solução relati-vamente concentrada, por exemplo, até 10 % ou mais, baseado no peso depolímero. Usualmente será desejável adicionar a solução de polímero emuma concentração inferior para minimizar os problemas resultantes da altaviscosidade da solução de polímero, e para facilitar a distribuição do políme-ro através de toda suspensão. A solução de polímero pode ser adicionadaem uma concentração relativamente diluta, por exemplo, mais baixa do que0,01% por peso de polímero. Tipicamente a solução de polímero normal-mente será usada em uma concentração entre 0,05 e 5% por peso de polí-mero. Preferivelmente a concentração de polímero estará na faixa de 0,1% a2 ou 3%. Mais preferivelmente, a concentração variará de 0,25% a cerca de1 ou 1,5%. Alternativamente o floculante polimérico orgânico pode ser adi-cionado à suspensão na forma de partículas secas ou, em vez, como umaemulsão ou dispersão de fase reversa. As partículas de polímero secas sedissolverão na suspensão aquosa, e a emulsão ou dispersão de fase rever-sa deve inverter diretamente na suspensão aquosa na qual o polímero emseguida se dissolveria.
O processo de acordo com a invenção exibe taxas de sedimen-tação aperfeiçoadas. Verificou-se que a taxa de sedimentação entre 2 e 30m/hora pode ser alcançada. Em adição, verificou-se que o processo faz comque mais do que 99% por peso dos sólidos suspensos seja removido deuma suspensão. Em adição, o processo capacita um aumento nas concen-trações de sedimento de sólidos de mais do que 10% por peso em compara-ção aos processos convencionais que operam na ausência do agente. Maispreferivelmente, produção de tensão de sedimento reduzida é obtida compa-rada aos melhores processos convencionais.
O floculante polimérico orgânico pode incluir polímeros de altopeso molecular que são catiônicos, não-iônicos, aniônicos ou anfotéricos.Tipicamente, se o polímero é sintético, ele deve exibir uma viscosidade in-trínseca de pelo menos 4 dl/g. Preferivelmente, o polímero terá viscosidadeintrínseca significantemente mais alta. Por exemplo, a viscosidade intrínsecapode ser mais alta do que 25 ou 30 dl/g, ou mais alta. Tipicamente, a visco-sidade intrínseca será pelo menos 7 e, usualmente, pelo menos 10 ou 12dl/g, e pode ser tão alta quanto 18 ou 20 dl/g.
A viscosidade intrínseca dos polímeros pode ser determinadapela preparação de uma solução aquosa do polímero (0,5-1% peso/peso),baseado no teor ativo do polímero. 2 g desta solução de polímero 0,5-1% édiluído em 100 ml em um frasco volumétrico com 50 ml de cloreto de sódio2M que é tamponado para pH 7,0 (usando 1,56 g de sódio dihidrogênio fos-fato e 32,26 g de disódio hidrogênio fosfato por litro de água deionizada), e ototal é diluído para a marca de 100 ml com água deionizada. As viscosida-des intrínsecas dos polímeros são medidas usando um viscosímetro de nívelsuspenso Número 1 a 25°C em solução de sal tamponada 1M.
Alternativamente, o floculante polimérico orgânico pode ser umpolímero natural ou polímero semi-natural. Polímero naturais ou semi-naturais típicos incluem polissacarídeos. Estes incluirão amido catiônico,amido aniônico, amido anfotérico, chitosan.
Uma classe preferida de polímeros inclui, por exemplo, polissa-carídeos, tais como amido, goma guar ou dextrano, ou um polímero semi-natural, tais como carboximetil celulose ou hidroxietil celulose.
Uma classe preferida de polímeros sintéticos inclui poliéteres,tais como óxidos de polialquileno. Tipicamente existem polímeros com uni-dades de repetição de alquileno oxi no suporte do polímero. Óxidos de poli-alquileno particularmente adequados incluem óxidos de polietileno e óxidosde polipropileno. Geralmente estes polímeros terão um peso molecular depelo menos 500.000 e, freqüentemente, pelo menos um milhão. O peso mo-lecular dos poliéteres pode ser tão alto quanto 15 milhões ou 20 milhões, oumais alto.
Outra classe preferida de polímeros sintéticos inclui polímerosde adição de vinila. Estes polímeros são formados de um monômero solúvelem água etilenicamente insaturado, ou mistura de monômeros.
O polímero solúvel em água pode ser catiônico, não-iônico, anfo-térico, ou aniônico. Os polímeros podem ser formados de quaisquer monô-meros solúveis em água adequados. Tipicamente, os monômeros solúveisem água têm uma solubilidade na água de pelo menos 5g/100cc a 25°C.Polímeros aniônicos particularmente preferidos são formados de monômerosselecionados de ácido carboxílico etilenicamente insaturado e monômerosde ácido sulfônico, preferivelmente selecionados de ácido (met) acrílico, alilaácido sulfônico e 2-acrilamido-2-metila propano ácido sulfônico, e seus sais,opcionalmente em combinação com co-monômeros não-iônicos, preferivel-mente selecionados de (met) acrilamida, hidroxi alquila ésteres de ácido(met) acrílico e N-vinila pirrolidona. Polímeros especialmente preferidos in-cluem o homopolímero de acrilato de sódio, o homopolímero de acrilamida eo copolímero de acrilato de sódio com acrilamida.
Polímeros não-iônicos preferidos são formados de monômerosetilenicamente insaturados de (met) acrilamida, hidroxi alquila ésteres deácido (met) acrílico e N-vinila pirrolidona.Polímeros catiônicos preferidos são formados de monômerosetilenicamente insaturados selecionados de dimetila amino etila (met) acrila-to - metila cloreto, (DMAEA.MeCI) quat, dialila dimetila cloreto de amônia(DADMAC), trimetila amino propila (met) acrilamida cloreto (ATPAC) opcio-nalmente em combinação com co-monômeros não-iônicos, preferivelmenteselecionados de (met) acrilamida, hidroxi alquila ésteres de ácido (met) acrí-lico e N-viniia pirrolidona.
Na invenção, o polímero pode ser formado por qualquer proces-so de polimerização adequado. Os polímeros podem ser preparados, porexemplo, como polímeros de gel por polimerização de solução, polimeriza-ção de suspensão água-em-óleo ou por polimerização de emulsão de água-em óleo. Quando se prepara os polímeros de gel por polimerização de solu-ção, os iniciadores são geralmente introduzidos na solução de monômero.
Opcionalmente um sistema iniciador térmico pode ser incluído.Tipicamente um iniciador térmico incluiria qualquer composto iniciador ade-quado que libere radicais em uma temperatura elevada, por exemplo, com-postos azo, tal como azo-bis-isobutironitrila. A temperatura durante polimeri-zação deve se elevar a pelo menos 70°C, mas preferivelmente abaixo de95°C. Alternativamente a polimerização pode ser efetuada por irradiação (luzultra violeta, energia de microonda, calor, etc.) opcionalmente também usan-do iniciadores de irradiação adequados. Uma vez que a polimerização écompletada, e o gel de polímero tenha sido permitido resfriar suficientemen-te, o gel pode ser processado em um modo padrão por primeiro cominuiçãodo gel em peças menores, secagem ao polímero substancialmente desidra-tado, seguido por moagem a um pó.
Tais géis de polímero podem ser preparados por técnicas depolimerização adequadas conforme descrito acima, por exemplo, por irradia-ção. Os géis podem ser cortados a um tamanho apropriado conforme reque-rido e, em seguida, na aplicação, misturados com o material como partículasde polímero solúveis em água parcialmente hidratadas.
Os polímeros podem ser produzidos como gotas por polimeriza-ção de suspensão, ou como uma emulsão de água-em-óleo, ou dispersãopor polimerização de emulsão de água-em-óleo, por exemplo, de acordocom um processo definido por EP-A-150933, EP-A-102760 ou EP-A-126528.
Alternativamente o polímero solúvel em água pode ser providocomo uma dispersão em um meio aquoso. Esta pode, por exemplo, ser umadispersão de partículas de polímero de pelo menos 20 mícrons em um meioaquoso contendo um agente de equilíbrio conforme dado em EP-A-170394.Este pode, por exemplo, também incluir dispersões aquosas de partículas depolímero preparadas pela polimerização de monômeros aquosos na presen-ça de um meio aquoso contendo polímeros de IV baixos dissolvidos, taiscomo cloreto de poli dialil dimetil de amônia, e, opcionalmente, outros mate-riais dissolvidos, por exemplo, compostos eletrólitos e/ou multi-hidroxi, porexemplo, polialquileno glicóis, conforme dado em WO-A-9831749 ou WO-A-9831748.
A solução aquosa de polímero solúvel em água é tipicamenteobtida pela dissolução do polímero em água, ou pela diluição de uma solu-ção mais concentrada do polímero. Geralmente polímero particulado sólido,por exemplo, na forma de pó ou gotas, é disperso em água, e permitido dis-solver com agitação. Isto pode ser alcançado usando equipamento de pro-dução convencional. Desejavelmente, a solução de polímero pode ser pre-parada usando o Auto Jet Wet (trademark) fornecido por Ciba SpecialtyChemicals. Alternativamente, o polímero pode ser suprido na forma de umaemulsão ou dispersão de fase reversa que pode, em seguida, ser revertidaem água.
Os exemplos seguintes indicam modos nos quais a invençãopode ser empregada sem, de qualquer modo, pretender estar limitando.
Exemplos
Floculantes empregadosDescrição dos Polímeros usados
Polímero A - um poliacrilato de sódio de aproximadamente15.000.000 de peso molecular
Polímero B - um homopolímero de acrilamida de aproximada-mente 15.000.000 de peso molecularPolímero C - a sal de sódio de acrilamido metila propano ácidosulfônico/ copolímero de acrilamida de aproximadamente 15.000.000 de pe-so molecular.
Polímero D - acrilato de sódio /acrilamida 10/90 copolímero deaproximadamente 15.000.000 de peso molecular.
Polímero E - acrilato de sódio /acrilamida 30/70 copolímero deaproximadamente 15.000.000 de peso molecular.
Polímero F - acrilato de sódio /acrilamida 50/50 copolímero deaproximadamente 20.000.000 de peso molecular.
Polímero G - acrilato de sódio /acrilamida 30/70 copolímero deaproximadamente 17.000.000 de peso molecular.
Polímero H - cloreto de metila quaternizado dimetilaminoetilacri-lato/acrilamida 60/40 copolímero de aproximadamente 12.000.000 de pesomolecular.
Exemplo 1
A avaliação do Efeito do Peróxido de hidrogênio na Argila dePasta Fluida de porcelana
Procedimento Experimental de Laboratório
Duas argilas replicadas de pastas fluidas de porcelana, (50 %pe-so/peso), foram empregadas para avaliar o efeito de peróxido de hidrogêniona argila não-floculada equivalente de pastas fluidas de porcelana. A primei-ra pasta fluida (amostra de controle) foi tratada com água (1,5cm3). A se-gunda pasta fluida foi tratada com Peróxido de hidrogênio (30%) em umadose equivalente a 1500ppm (isto é, 1,5cm3). Estas adições foram mistura-das pela mão usando-se uma espátula e deixada por um período de 30 mi-nutos para estabilizar. Nesta conjuntura, a produção de tensão da pasta flui-da foi medida usando-se um testador de sólidos macios Brookfield (MédiumVane). Um número de leituras de produção de tensão foi tomado com otempo.
A produção de tensão é medida por Reômetro Brookfield R/SSST em uma temperatura ambiente de laboratório de 25°C usando-se pro-grama de software RHEO V2.7 em um modo de Taxa de Cisalhamento Con-trolada. Rotação de uma Hélice spindal (50_25 hélice em um dimensiona-mento de vaso 3 para 1) em aumentos de etapa iguais 120 de 0,025 rpmgera uma aplicação progressiva de Taxa de Cisalhamento aumentada.
A produção de tensão é definida como a tensão de cisalhamentomáxima antes do começo do cisalhamento.
A produção de tensão é calculada por regressão linear dos 4pontos de medição com Taxa de Cisalhamento >0,1 1/s e cálculo subse-qüente da intercepção do eixo de Tau (Pa) para Taxa de Cisalhamento = 0.
A operação acima foi conduzida para confirmar se peróxido dehidrogênio tinha qualquer interação com a pasta fluida não-floculada. O re-quisito principal e comprovar que qualquer desvio do controle pode ser atri-buível a interações de floculante sozinhas.
Antes do tratamento, a produção de tensão da amostra de con-trole foi 334Pa, enquanto que a amostra aguardando tratamento de peróxidode hidrogênio tinha uma produção de tensão de 319Pa. O tratamento comágua e peróxido de hidrogênio conduziu a um declínio imediato na produçãode tensão com o controle em 290Pa, e o peróxido de hidrogênio tratado deteste registrando 284Pa.
Após 89 horas, a produção de tensão da amostra de controle foi244Pa, enquanto que o sistema de peróxido de hidrogênio foi 203Pa.
Nesta conjuntura, a dose de peróxido de hidrogênio foi aumen-tada para 15.000 ppm para refletir a dose mais alta usada nas avaliações defluxo inferior combinado que se seguem, enquanto que o controle foi nova-mente submetido a um volume equivalente de água para negar os efeitos dediluição. A produção de tensão do controle caiu para 185 Pa, enquanto queo sistema tratado caiu para 162Pa.
Após 239 horas cumulativas, ou 148 horas além do aumento dadose, a medição da produção de tensão final para o controle foi 352Pa, en-quanto que o sistema tratado de peróxido de hidrogênio proporcionou umaprodução de tensão de 377Pa.
Estes resultados não são considerados para serem significante-mente diferentes, e implicam que não existe interação entre a pasta fluida deargila de porcelana e o peróxido de hidrogênio.
Exemplo 2
A influência de peróxido de hidrogênio no volume compactado ereologia de leito assentado para uma suspensão de argila floculadaProcedimento Experimental de Laboratório
Pastas fluidas de argila de porcelana (6% p/v, 2g/l) foram produ-zidas na massa. Soiuções do floculante escolhido foram aplicadas comouma solução 0,05% p/p diluída de uma solução de estoque original 0,5% p/p.Os testes de floculação foram conduzidos em cilindros de medição de 500ml, empregando-se um método de êmbolo de agitação. Testes iniciais foramempregados para estabelecer um perfil de dose de floculante e identificar adose requerida necessária para alcance de uma taxa de assentamento dea 15 cm/min. Após identificação de uma dose apropriada, um número detestes repetidos (dependentes do número requerido de fluxos inferiores) foiefetuado. As pastas fluidas tratadas foram deixadas assentarem a um níveldesejado, designado no começo da operação-teste.
O licor sobrenadante foi sifonado ao nível designado em cadacilindro requerido. Um teste de controle foi progredido pela combinação deum número de conjunto de fluxos inferiores em um cilindro de 1000 ml combase removível, na ausência de qualquer tratamento adicional. Os testesremanescentes requerem o mesmo número de fluxos inferiores combinados;contudo, antes de cada fluxo inferior ser transferido para um cilindro de 1000ml, ele foi tratado com uma dose dividida apropriada (isto é, dose total dividi-da entre o número de fluxos inferiores a ser combinada) de peróxido de hi-drogênio. Após combinação do número apropriado de fluxos inferiores, ocilindro foi tampado até 1000 cm3 com o licor sobrenadante sifonado, remo-vido anteriormente.
Nesta conjuntura, ancinhos foram colocados em cada cilindro,fixados a motores (6rph), e alinhados para assegurar que eles estavam nive-lados e não obstruídos pelas paredes do cilindro para assegurar operaçãoconsistente com ancinho. Após o começo da ativação do motor/ancinho, ovolume de fluxo inferior foi registrado em intervalos, até que o fluxo inferiorcombinado tinha assentado a um nível desejado, ou foi totalmente compac-tado a seu nível alcançável mais abaixo. Após completação, o licor sobrena-dante foi sifonado para ~300cm3, e os ancinhos foram lentamente removi-dos. A base foi, em seguida, removida para proporcionar uma amostra semdistúrbio do leito assentado. A produção de tensão do fluxo inferior compac-tado foi medida usando-se um testador de sólidos macio Brookfield (MédiumVane) e após completação da medição de reologia, o fluxo inferior foi carac-terizado em termos de teor de sólidos (%p/v e %p/p), por secagem de umaporção pesada.
Tabela 1 Efeito de floculante e H2O2 na produção de tensão dofluxo inferior
<table>table see original document page 25</column></row><table><table>table see original document page 26</column></row><table> Os resultados para os Polímeros AeB são plotados em um grá-fico mostrado na Figura 1.
O gráfico mostra que o uso de floculantes de alto peso moleculartende a conceder um aumento na produção de tensão de leito assentadoalém daquele dado pelo substrato não-tratado. A introdução de peróxido dehidrogênio ao processo de floculação resultou em uma redução nas produ-ções de tensão, em concentrações equivalentes de sólidos, a níveis signifi-cantemente mais baixos do que aqueles dados pelo material não-tratado.
O Exemplo 1 mostrou que o peróxido de hidrogênio não reduziuindependentemente a produção de tensão da pasta fluida de argila de porce-lana; portanto, quaisquer diferenças em um sistema floculado podem seratribuídas à interação sinergística entre o floculante e o peróxido de hidrogê-nio.
Os resultados inferem que teor de sólidos aumentado tem umimpacto reduzido no aumento da produção de tensão comparado ao controlenão-tratado, quando o floculante presente no fluxo inferior, indiferente doteor iônico, tem suportado tratamento via peróxido de hidrogênio.Procedimento Experimental de Laboratório para os seguintes Exemplos 3 - 9Floculação inicial, fluxo inferior combinado/ tratamento químico etestes de ancinho seguem os métodos esboçados no procedimento experi-mental de laboratório em
Exemplo 3. Efeito de dose de peróxido de hidrogênio em compactação ereologia de leito assentado
Tabela 2 Influência de peróxido de hidrogênio nas característicasde leito assentado de floculação de Polímero A para 6%p/v (2g/l com sal)Argila de porcelana<formula>formula see original document page 27</formula
Uma diminuição na dose de peróxido de hidrogênio parece pro-mover teor de sólidos aumentado com peróxido de hidrogênio, proporcio-nando 52,4, 54,1 e 59,5%p/v de sólidos em 15.000, 1500 e 150 ppm respec-tivamente. A dose mais baixa de peróxido de hidrogênio (150ppm) se equi-para a um aumento no teor de sólidos do fluxo inferior de 21% quando com-parado diretamente ao controle.
A medição da produção de tensão do controle é 701 Pa. O trata-mento com 15.000 ppm de peróxido de hidrogênio reduz a produção de ten-são medida por aproximadamente 96% para 24Pa. 1500 e 150 ppm de pe-róxido de hidrogênio reduz a produção de tensão para 42Pa (94% de redu-ção) e 91 Pa (87% de redução), respectivamente.
Estes resultados inferem que a produção de tensão é reduzidamesmo em teores de sólidos aumentados quando o floculante de Polímero Apresente no fluxo inferior suportou tratamento via peróxido de hidrogênio.
Exemplo 4
Tabela 3 Influência do peróxido de hidrogênio nas características
de leito assentado de floculação de Polímero B para 6%p/v (2g/l com sal) deargila de porcelana
<formula>formula see original document page 27</formula>
O peróxido de hidrogênio proporciona 58,3, 62,8 e 64,9%p/v desólidos em 15.000, 1500 e 150 ppm, respectivamente. A dose mais baixa deperóxido de hidrogênio (150ppm) se equipara a um aumento no teor de sóli-dos de fluxo inferior de 13% quando comparada diretamente ao controle.
A medição da produção de tensão do controle é 790Pa. O trata-mento com 15.000 ppm de peróxido de hidrogênio reduz a produção de ten-são medida por aproximadamente 89% a 86Pa. 1500 e 150 ppm de peróxidode hidrogênio reduz a produção de tensão para 137Pa (83% de redução) e312Pa (60% de redução), respectivamente.
Estes resultados inferem que a produção de tensão é reduzidamesmo em teor de sólidos aumentado quando o floculante de Polímero Bpresente no fluxo inferior suportou tratamento via peróxido de hidrogênio.
Exemplo 5
Tabela 4 Influência de peróxido de hidrogênio nas característicasde leito assentado de floculação de Polímero C para 6%p/v (2g/l com sal) deargila de porcelana
<table>table see original document page 28</column></row><table>
O peróxido de hidrogênio proporcionou 62,0, 59,8 e 63.3%p/v desólidos em 15.000, 1500 e 150 ppm respectivamente. A dose mais baixa deperóxido de hidrogênio (150ppm) se equipara a um aumento no teor de sóli-dos de fluxo inferior de 11% quando comparada diretamente ao controle.
A medição da produção de tensão do controle é 761 Pa. O trata-mento com 15.000 ppm de peróxido de hidrogênio reduz a produção de ten-são medida por aproximadamente 79% a 157Pa. 1500 e 150 ppm de peróxi-do de hidrogênio reduz a produção de tensão para 142Pa (81% de redução)e 209Pa (72% de redução), respectivamente.
Estes resultados inferem que aperfeiçoamento bem-sucedidosobre o controle é possível através do uso de peróxido de hidrogênio comPolímero C. Conforme a dose é reduzida, existe um aumento na produçãode tensão subjacente; contudo, os resultados ainda permanecem bem abai-xo daqueles do controle mesmo em teor de sólidos mais alto.Exemplo 6.
Tabela 5 Influência do peróxido de hidrogênio nas característicasde leito assentado de floculação de Polímero D para 6%p/v (2g/l com sal) deargila de porcelana
<table>table see original document page 29</column></row><table>
O peróxido de hidrogênio proporcionou 54,9, 56,4, 56,7 e64,4%p/v de sólidos em 15.000, 1500, 150 e 15 ppm, respectivamente. Adose mais baixa de peróxido de hidrogênio (15ppm) se equipara a um au-mento no teor de sólidos de fluxo inferior de 24% quando comparada direta-mente ao controle.
A medição da produção de tensão do controle é 804Pa. O trata-mento com 15.000 ppm de peróxido de hidrogênio reduz a produção de ten-são medida por aproximadamente 92% a 66Pa. 1500, 150 e 15 ppm de pe-róxido de hidrogênio reduz a produção de tensão para 87Pa (89% de redu-ção), 91 Pa (88% de redução) e 219Pa (73% de redução), respectivamente.
Estes resultados inferem que a produção de tensão é reduzidamesmo em teor de sólidos aumentado quando o floculante de Polímero Dpresente no fluxo inferior suportou tratamento via peróxido de hidrogênio,mesmo na dose mais baixa empregada (15ppm).
Exemplo 7.
Tabela 6 Influência do peróxido de hidrogênio nas característicasde leito assentado de floculação de Polímero D para 4.6%p/v de uma pastafluida de refugos de carvão<table>table see original document page 30</column></row><table>
O peróxido de hidrogênio proporcionou 67,3, 71,8 e 72,3%p/v desólidos em 15.000, 1500 e 150 ppm, respectivamente. A dose mais baixa deperóxido de hidrogênio (150ppm) se equipara a um aumento no teor de sóli-dos de fluxo inferior de 8% quando comparada diretamente ao controle, e adose de 1500 ppm dá um aumento de 7%. Na dose mais alta de peróxido dehidrogênio (15.000 ppm), os sólidos de fluxo inferior foram equivalentes aocontrole.
A medição da produção de tensão do controle é 1139Pa. O tra-tamento com 15.000 ppm de peróxido de hidrogênio reduz a produção detensão medida por aproximadamente 99% a 13Pa para um fluxo inferior comteor de sólidos similar. 1500 e 150 ppm de peróxido de hidrogênio reduz aprodução de tensão para 243Pa (78% de redução) e 221 Pa (80% de redu-ção), respectivamente.
Estes resultados inferem que o aperfeiçoamento bem-sucedidosobre o controle é possível através do uso de peróxido de hidrogênio comPolímero D em refugos de carvão. Conforme a dose é reduzida, existe umaumento na produção de tensão subjacente; contudo, os resultados aindapermanecem bem abaixo daquele do controle.
Exemplo 8.
Tabela 7 Influência de peróxido de hidrogênio nas característicasde leito assentado de floculação de Polímero E para 6%p/v (2g/l com sal) deargila de porcelana<table>table see original document page 31</column></row><table>
O peróxido de hidrogênio proporciona 55,4, 55,2, 53,3, 58,6,53,5 e 55,4% p/v de sólidos em 15.000, 1500, 150, 15, 1,5 e 0,15 ppm, res-pectivamente. A dose de peróxido de hidrogênio de 15 ppm se equipara aum aumento no teor de sólidos de fluxo inferior de 14% quando comparadadiretamente ao controle.
A medição da produção de tensão do controle é 540Pa. O trata-mento com 15.000 ppm de peróxido de hidrogênio reduz a produção de ten-são medida por aproximadamente 86% a 78Pa. 1500, 150, 15, 1,5 e 0,15ppm de peróxido de hidrogênio reduz a produção de tensão para 76Pa (86%de redução), 65Pa (88% de redução), 116Pa (78% de redução), 117Pa (78%de redução) e 353Pa (35% de redução), respectivamente.
Estes resultados inferem que a produção de tensão não é au-mentada pelo teor de sólidos aumentado quando o floculante de Polímero Dpresente no fluxo inferior suportou tratamento via tratamento com peróxidode hidrogênio, mesmo em uma dose baixa de 1,5 ppm.
Exemplo 9.
Tabela 8 Influência do peróxido de hidrogênio nas característicasde leito assentado de floculação de Polímero E para 4,6%p/v de pasta fluidade refugos de lavagem de Areia e Cascalho
<table>table see original document page 31</column></row><table>O peróxido de hidrogênio proporcionou 37,1, 50,1, 51,5, 44,4 e49,2%p/v de sólidos em 15.000, 1500, 150, 15 e 1,5 ppm, respectivamente.A 15.000 e 15 ppm, isto se equipara a uma diminuição no teor de sólidos defluxo inferior de 21 e 5%, respectivamente, quando comparado diretamenteao controle. O teor de sólidos alcançado em 150 ppm se equipara a um au-mento de 10% quando comparado diretamente ao controle.
A medição da produção de tensão do controle é 1187Pa. O tra-tamento com 15.000 ppm de peróxido de hidrogênio reduz a produção detensão medida por aproximadamente 95,7% para 51 Pa, embora esta sejaem teor de sólidos reduzido. 1500 ppm de peróxido de hidrogênio reduz aprodução de tensão para 337Pa (72% de redução), que é uma diminuiçãosignificante, e em um teor de sólidos mais alto. 150, 15 e 1,5 ppm de peróxi-do de hidrogênio reduz a produção de tensão para 877Pa (26% de redução),867Pa (27% de redução) e 110OPa (7% de redução), respectivamente.
Estes resultados inferem que aumentos bem-sucedidos em teorde sólidos compacto em combinação com reduções na produção de tensãocomparada com o controle são alcançados com tratamento de Polímero Eatravés de seu uso combinado com peróxido de hidrogênio.
Exemplo 10
Influência de oxidacão e outros reaqentes 4% p/v (2g/l com sal) de argila deporcelana floculada.
De modo a testar uma ampla variedade de reagentes, um testede classificação foi aconselhado conforme segue:-
1. 675 ml de 4% p/v (2g/l com sal) de argila de porcelana foi co-locada em um béquer de forma exagerada de 1000 ml. Os conteúdos foramagitados a 400 rpm usando-se um agitador de porta mecânico. 225 ml deuma solução diluta (aproximadamente 0,002% em água deionizada) de Po-límero E foi adicionado e agitação continuada por 4 minutos. A velocidade deagitação foi reduzida para 200 rpm por um adicional de 2 minutos. A agita-ção foi então cessada e o tempo levado para a linha de lama assentar entreas marcas de 750ml e 550 ml foi registrado. A taxa de assentamento emcm/min foi calculada a partir desta figura.2. A dose de Polímero E requerida para alcançar uma taxa deassentamento de ao redor de 10cm/min foi estabelecida a partir destes tes-tes pela avaliação de uma faixa de concentrações de solução. Uma vez queesta dose tenha sido estabelecida, a mesma dose foi usada para todos ostestes subseqüentes.
3. O procedimento conforme descrito sob 1 foi repetido, peloqual a solução diluta de Polímero E foi preparada em água deionizada comoum controle. Uma vez que a taxa de assentamento inicial foi medida, a a-mostra foi deixada sem distúrbio por um período de tempo, ela foi então agi-tada a 200 rpm por 2 minutos, e o tempo de assentamento medido nova-mente. Isto foi repetido várias vezes sobre um período de várias horas.
4. Para avaliar os reagentes diferentes, estes foram adicionadosà solução de polímero antes da adição à argila de porcelana em uma quanti-dade que resultou em uma dose de 1000 ppm na pasta fluida final.
Nos resultados na Tabela 9, a taxa de assentamento após umtotal de 18 horas de tempo decorrido é cotada. Dentro deste período detempo, cada amostra foi agitada e permitida assentar um total de 3 vezes.
A dose de Polímero E usada em todos os testes foi 4,0 mg/l. Ataxa de assentamento no tempo zero para o controle foi 9,8 cm/min.
Tabela 9
<table>table see original document page 33</column></row><table>
Os reagentes que resultaram em uma taxa de assentamentosignificantemente mais baixa do que o controle indicaram que degradaçãodo floculante ou estrutura do floco tinha ocorrido a um grau maior do queatravés de agitação mecânica simples. Na tabela acima, todos os reagentesque são conhecidos como agentes de oxidação/ fontes de radical livre mos-traram degradação do floco a um grau maior ou menor.
Exemplo 11
Tabela 10 Influência de regentes de oxidação 4% p/v (pH 2 ajus-tado usando-se ácido sulfúrico) na argila de porcelana floculada.
Este substrato é pretendido para ser representativo de substra-tos encontrados em processos hidrometalúrgicos envolvendo Iixiviamento deácido, por exemplo, cobre, zinco eletrolítico, etc.
O procedimento teste conforme descrito sob o exemplo 10 foiusado, mas usando-se Polímero B e 4% p/p de argila de porcelana ajustadapara pH 2 como substrato.
Nos resultados abaixo, a taxa de assentamento após um total de21 horas de tempo decorrido é cotada. Dentro deste período de tempo cadaamostra foi agitada e permitida assentar um total de 4 vezes.
A dose de Polímero B usada em todos os testes foi 18 mg/l. Ataxa de assentamento no tempo zero para o controle foi 9,3 cm/min.
Nesta série de teste, uma faixa de níveis de dose dos reagentesfoi adicionada conforme indicado na tabela abaixo.
<table>table see original document page 34</column></row><table><table>table see original document page 35</column></row><table>
Todos os 3 reagentes mostraram degradação dos flocos sobre operíodo de tempo investigado.
Exemplo 12
Tabela 11 Influência do peróxido de hidrogênio 4% p/v (contendo33,3g/l de hidróxido de sódio) argila de porcelana floculada.
Este substrato é pretendido para ser representativo de substra-tos encontrados em processos hidrometalúrgicos envolvendo Iixiviamento deálcali, por exemplo, alumina, ou outros sistemas alcalinos.
O procedimento de teste conforme descrito sob o exemplo 11 foiusado, mas usando o Polímero F e 4% p/p de argila de porcelana contendo33,3g/l de hidróxido de sódio como substrato de teste.
Nos resultados abaixo, a taxa de assentamento após um total de21 horas e 66 horas de tempo decorrido é cotada. Dentro deste período detempo, cada amostra foi agitada e permitida assentar um total de 3 vezes em21 horas e 5 χ em 66 horas.
A dose de Polímero F usada em todos os testes foi 3,3 mg/l. Ataxa de assentamento no tempo zero para o controle foi 9,3 cm/min.
<table>table see original document page 35</column></row><table>
Sob estas condições, o peróxido de hidrogênio é ineficiente, in-dicando que será necessário ter-se uma faixa de reagentes para circunstân-cias diferentes.
Exemplo 13
Tabela 12 Influência de Hipoclorito de Sódio e Perborato de Só-dio 4% p/v (contendo 33,3g/l de hidróxido de sódio) em argila de porcelanafloculada.
O procedimento de teste conforme descrito sob o exemplo 13 foiusado, mas usando-se o Polímero F e 4% p/p de argila de porcelana con-tendo 33,3g/l de hidróxido de sódio como substrato de teste.
Nos resultados abaixo, a taxa de assentamento após um total de26 horas e 90 horas de tempo recorrido é cotada. Dentro deste período detempo, cada amostra foi agitada e permitida assentar um total de 3 vezes em26 horas e 4 χ em 90 horas.
A dose de Polímero F usada em todos os testes foi 3,3 mg/l. Ataxa de assentamento no tempo zero para o controle foi 9,6 cm/min.
<table>table see original document page 36</column></row><table>
Ambos estes reagentes alcançaram degradação sobre um perí-odo longo de tempo.
Exemplo 14
Tabela 13 A influência de peróxido de hidrogênio nos refugos deuma operação de escavação de granito.
O procedimento de teste conforme descrito sob o exemplo 13 foiusado, mas usando-se o Polímero G e refugos de uma operação de escava-ção de granito em 3%p/v de sólidos foram usados como substrato de teste.Nos resultados abaixo, a taxa de assentamento após um total de20 horas de tempo decorrido é cotada. Dentro deste período de tempo, cadaamostra foi agitada e permitida assentar um total de 6 vezes.
A dose de Polímero G usada em todos os testes foi 1,5 mg/l. Ataxa de assentamento no tempo zero para o controle foi 8,2 cm/min.
<formula>formula see original document page 37</formula>
Estes resultados mostraram que peróxido de hidrogênio causoudegradação dos flocos formados neste efluente, mas pelo menos 5 ppm érequerido ter qualquer efeito e os melhores resultados são obtidos em >100 ppm.
Exemplo 15
Tabela 14 A influência do peróxido de hidrogênio nas caracterís-ticas de leito assentado de floculação de Polímero G de refugos de uma ope-ração de escavação de granito
O procedimento de laboratório seguido foi conforme descrito noexemplo 2, com a exceção que os refugos de uma operação de escavaçãode granito em 3% de sólidos foram usados no lugar da pasta fluida de argilade porcelana e Polímero G foi usado para flocular a amostra em um nível dedose de 1,5 mg/l.
<formula>formula see original document page 37</formula>
Estes resultados mostram que a produção de tensão no fluxoinferior é significantemente mais baixa do que aquela da amostra de controleem teor de sólidos similar. Também se confirma que os testes descritos noexemplo 14 proporcionam uma boa indicação dos reagentes que afetarãobeneficamente as características de fluxo inferior.
Exemplo 16
Tabela 15 A influência do peróxido de hidrogênio nas caracterís-ticas de leito assentado de Polímero D, Carboximetil celulose (CMC) e mistu-ras de Polímero D e floculação de CMC de 6% p/v (2g/l com sal) de argila deporcelana.
O procedimento de laboratório foi conforme descrito no exemplo2. Devido a diferença nas capacidades de floculação de CMC e Polímero D,níveis de dose diferentes dos polímeros individuais e as misturas foram re-queridos para alcançar o nível apropriado de floculação.
<table>table see original document page 38</column></row><table>
Estes resultados mostram que aumentos modestos no teor desólidos de fluxo inferior são obtidos pela adição de peróxido de hidrogênioquando floculação foi alcançada usando-se Polímero D e misturas de Polí-mero D e CMC. Nenhum aumento nos sólidos de fluxo inferior é observadoquando floculação foi alcançada usando CMC apenas. Contudo, para todosos tratamentos de floculação, a adição de peróxido de hidrogênio proporcio-na reduções significantes na produção de tensão de entre 72% e 97%.
Exemplo 17
Tabela 16 A influência do peróxido de hidrogênio em 4% (2g/lcom sal) de argila de porcelana floculada com um floculante catiônico -Polímero H. Testes foram efetuados conforme descrito no Exemplo 10, exce-to que Polímero H foi usado como floculante, a dose para alcançar ao redorde 5cm/min foi estabelecida em 8,8 mg/l, a taxa de assentamento final foimedida após 27 horas decorridas, e cada amostra foi agitada e permitidaassentar um total de 8 vezes neste período.
A taxa de assentamento no tempo zero para o controle foi 4,4cm/min.
<table>table see original document page 39</column></row><table>
Exemplo 18
Tabela 17 A influência de Ozônio água em 4% (2g/l com sal) deargila de porcelana floculada com Polímero D
Os testes foram efetuados conforme segue. 800 mis de 4% (2g/lcom sal) de pasta fluida de argila de porcelana foi colocado em um cilindrode 1000 ml. A pasta fluida foi agitada mecanicamente usando-se um agita-dor girando a 900 rpm. 20 mis de uma solução 0,05% de polímero D foi adi-cionado ao substrato, e agitado por 50 segundos. A taxa de assentamentolivre resultante da linha de lama de sólidos foi medida.*1 Uma vez que os só-lidos tenham assentado a abaixo da marca de 250 ml, os conteúdos do cilin-dro foram agitados por 15 segundos, e a taxa de assentamento livre nova-mente medida. Isto foi repetido tantas vezes conforme requerido. Quandoozônio foi usado, o teste foi repetido para o ponto *1. Em seguida ozônio foiborbulhado na amostra a uma taxa de 3l/minuto para cada 15 minutos. Ogerador de ozônio foi comutado e a amostra total foi agitada a 900 rpm por15 segundos, e a taxa de assentamento foi medida novamente.
<formula>formula see original document page 40</formula>
Estes resultados mostram que a adição de ozônio nega o efeitode floculação a um tal grau que a taxa de assentamento está próxima da-quela da argila de porcelana não-floculada. A degradação mecânica por agi-tação não alcança este efeito.
Exemplo 19
A influência do peróxido de hidrogênio no peso molecular do Po-límero E em solução.
Procedimento
27,82g de 100 volumes (30% p/v) de peróxido de hidrogênio fo-ram pesados em um frasco volumétrico de 250 ml para produzir uma solu-ção de 3,338%. Uma fase móvel de cromatografia de exclusão de tamanho(SEC), de resistência dupla, foi também preparada, 11,68g de NaCI + 2,28g15 de K2HPO4 em um frasco volumétrico de 500 ml. Uma solução de aproxima-damente 0,5% de Polímero E foi preparada em água deionizada e agitadadurante a noite. O peso seco foi medido em um forno ajustado a 110°C.
Uma porção da solução de polímero foi pesada em um frascovolumétrico de 100 ml. 50ml de tampão foi adicionado (fase móvel de SEC20 de resistência dupla), e a solução foi diluída para a marca com a solução deperóxido de hidrogênio. Uma amostra de controle foi preparada em uma ma-neira similar, mas água deionizada foi substituída pela solução de peróxido.
Medições de viscosidade específica em um ponto foram feitasusando-se um viscômetro capilar Schott 531 10 Ubbelohde em uma unidadede medição de viscosidade automática AVS 350.
<table>table see original document page 41</column></row><table>
Isto indica que o peróxido de hidrogênio não proporciona degra-dação de peso molecular de Polímero E.

Claims (16)

1. Processo de concentração de uma suspensão aquosa de par-tículas sólidas compreendendo as etapas de adicionar pelo menos um flocu-lante polimérico orgânico à suspensão, formando, desse modo, sólidos flocu-lados, em que os sólidos floculados são permitidos formar uma camada desólidos e formando, desse modo, uma suspensão mais concentrada em queo processo compreende a adição de uma quantidade efetiva de um agenteque é selecionado a partir do grupo consistindo em agentes de radical livre,agentes de oxidação, enzimas e radiação,em que o agente é aplicado à suspensão antes ou substancial-mente simultaneamente com adição do floculante polimérico orgânico e/ouo floculante polimérico orgânico é adicionado à suspensão emum vaso, e o agente é aplicado à suspensão no mesmo vaso.
2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, em que o agenteé selecionado de perboratos, percarbonatos, arbonatos, persulfatos, ozônioe peróxidos.
3. Processo, de acordo com a reivindicação 1 ou reivindicação 2,que o agente é peróxido de hidrogênio.
4. Processo, de acordo com qualquer reivindicação precedente,em que o agente proporciona fragmentação da estrutura floculada.
5. Processo, de acordo com qualquer reivindicação precedente,em que o agente proporciona degradação do floculante polimérico orgânico.
6. Processo, de acordo com qualquer reivindicação precedente,em que o agente proporciona uma redução na produção de tensão na ca-mada de sólidos pelo menos 30% abaixo da produção de tensão de umacamada de sólidos em um teor de sólidos equivalente sem a adição do a-gente.
7. Processo, de acordo com qualquer reivindicação precedente,em que a adição do agente proporciona um aumento no teor de sólidos depelo menos 5% por peso da camada tendo uma dada produção de tensãocomparada a uma camada tendo a mesma produção de tensão de um pro-cesso equivalente, mas na ausência do agente.
8. Processo, de acordo com qualquer reivindicação precedente,em que o agente envolve um gás.
9. Processo, de acordo com qualquer reivindicação precedente,em que os sólidos floculados assentam para formar um leito, e água é Iibe-rada a partir da suspensão, e em que o tratamento do leito de sólidos peloagente proporciona um aumento no teor de sólidos do leito pela comparaçãoao processo equivalente na ausência do agente.
10. Processo, de acordo com qualquer reivindicação precedente,em que os sólidos floculados assentam para formar um leito de sólidos, eágua é liberada a partir da suspensão, e em que o agente está em contatocom o leito, e referido agente envolve bolhas de gás que causam a formaçãode canais no referido leito, e facilitam a liberação de água a partir da sus-pensão.
11. Processo, de acordo com qualquer reivindicação precedente,em que a suspensão é submetida a floculação em um espessador gravimé-trico ou em uma área disponível, e os sólidos floculados são permitidos as-sentar por sedimentação e formar uma camada compacta de sólidos maisconcentrados.
12. Processo, de acordo com qualquer reivindicação precedente,em que a camada de sólidos forma um fluxo inferior, que é, em seguida,transferido para uma área disponível.
13. Processo, de acordo com qualquer reivindicação precedente,em que a suspensão aquosa compreende partículas minerais.
14. Processo, de acordo com qualquer reivindicação precedente,em que a suspensão aquosa é derivada a partir de mineral e de operaçõesde processamento de energia e/ou de substratos de refugos, e é seleciona-da a partir do grupo consistindo em bauxita, metais bases, metais preciosos,ferro, níquel, carvão, areias minerais, areias de óleo, argila de porcelana,diamantes e urânio.
15. Processo, de acordo com qualquer reivindicação precedente,em que o floculante polimérico orgânico é um polímero não-iônico ou aniôni-co que é ou um polímero sintético de viscosidade intrínseca de pelo menos 4dl/g ou um polímero natural.
16. Processo, de acordo com qualquer reivindicação precedente,em que o floculante polimérico orgânico é selecionado a partir do grupo con-sistindo do homopolímero de acrilato de sódio, o homopolímero de acrilami-da e o copolímero de acrilamida, e acrilato de sódio.
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Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2560901C (en) 2003-08-29 2012-08-21 The University Of Newcastle Research Associates Limited Stimulant sensitive flocculation and consolidation
GB0601000D0 (en) * 2006-01-18 2006-03-01 Ciba Sc Holding Ag Concentration of suspensions
CA2594182A1 (en) 2007-07-16 2009-01-16 Rj Oil Sands Inc. Hydrocarbon recovery using a jet pump
US9909070B2 (en) 2009-09-15 2018-03-06 Suncor Energy Inc. Process for flocculating and dewatering oil sand mature fine tailings
WO2011032253A1 (en) 2009-09-15 2011-03-24 Suncor Energy Inc. Process for drying oil sand mature fine tailings
US9067807B2 (en) 2009-10-20 2015-06-30 Soane Energy, Llc Treatment of wastewater
AU2009354586A1 (en) 2009-10-30 2012-05-24 Suncor Energy Inc. Depositing and farming methods for drying oil sand mature fine tailings
EA201291011A1 (ru) * 2010-04-09 2013-05-30 Басф Се Концентрация суспензий
FR2958927B1 (fr) * 2010-04-20 2012-05-25 Otv Sa Procede de traitement d'eau par floculation lestee mettant en oeuvre un agent floculant d'origine naturelle
CN101811764B (zh) * 2010-04-29 2012-07-04 南京神克隆科技有限公司 一种高效生态型污水及污泥处理剂及制备方法
PE20142060A1 (es) * 2011-09-05 2014-11-29 Cytec Tech Corp Procedimientos para recuperar extrayente de disolvente organico de emulsiones estabilizadas con solidos formadas en circuitos de extraccion con disolvente hidrometalurgicos
PE20141215A1 (es) 2011-10-25 2014-09-17 Basf Se Concentracion de suspensiones
CA2795937A1 (en) * 2011-12-16 2013-06-16 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Process for dewatering of oil sand tailing muds
WO2013188983A1 (en) * 2012-06-21 2013-12-27 Suncor Energy Inc. Dewatering of thick fine tailings with gas injection and flocculation
CA2876794A1 (en) 2012-07-31 2014-02-06 Basf Se Concentration of suspensions
CA2831352C (en) * 2012-10-28 2017-01-10 Syncrude Canada Ltd. Co-processing of fluid fine tailings and fresh oil sands tailings
EP3189169B1 (en) 2014-09-03 2020-02-26 Solenis Technologies, L.P. Wet mineral ore processing in mining applications
RU2017141611A (ru) * 2015-04-30 2019-05-31 Басф Се Разделение суспензии твердых веществ с использованием растворимого в воде полимера и химического реагента
US10043903B2 (en) 2015-12-21 2018-08-07 Samsung Electronics Co., Ltd. Semiconductor devices with source/drain stress liner
US10138150B1 (en) * 2018-01-18 2018-11-27 Water Solutions, Inc. Methods and systems for treating vinasse
FR3082195B1 (fr) 2018-06-08 2021-05-28 Coatex Sas Controle de la rheologie d'un residu de minerai metallique
FR3082196B1 (fr) * 2018-06-08 2021-04-23 Coatex Sas Controle de la rheologie d'un residu de minerai metallique
FR3082197B1 (fr) * 2018-06-08 2021-04-23 Coatex Sas Recyclage d'eau dans un derive minier
FR3082124B1 (fr) * 2018-06-08 2021-05-28 Coatex Sas Controle de la sedimentation d'un derive minier
US12312262B2 (en) 2020-03-02 2025-05-27 Northwestern University Assembly of random copolymer polyelectrolyte complexes for removal of contaminants from water
CN111747480A (zh) * 2020-06-29 2020-10-09 暨南大学 一种可见光强化三价铁活化过硫酸盐处理有机废水的方法
BE1028692B1 (nl) 2021-03-13 2022-05-04 Eurochem Antwerpen ODDA-Proces voor de productie van stikstofhoudende meststoffen met verbeterde kalkverwijdering
CN117185526B (zh) * 2023-09-01 2025-12-26 常州大学 一种极地钻井废液脱稳-絮凝-降解一体化处理体系

Family Cites Families (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3897333A (en) * 1971-02-24 1975-07-29 Allied Colloids Mfg Flocculating agents
GB1439057A (en) 1973-10-10 1976-06-09 Allied Colloids Ltd Flocculating agents for alkaline systems
US3938594A (en) * 1974-04-08 1976-02-17 Marathon Oil Company Fracturing fluid
US4051027A (en) * 1975-12-22 1977-09-27 International Minerals & Chemical Corporation Settling clay-containing slimes
US4017392A (en) * 1975-12-22 1977-04-12 International Minerals & Chemical Corporation Organic peroxides as slime settling agents
US4069152A (en) * 1976-04-26 1978-01-17 Specken Gerald A Clarification of clay containing water
US4226714A (en) 1978-12-27 1980-10-07 The Anaconda Company Thickener control system
JPS56150481A (en) 1980-04-24 1981-11-20 Ebara Infilco Co Ltd Coagulation process for waste water
US4555346A (en) * 1981-09-14 1985-11-26 Union Carbide Corporation Process for flocculating phophatic slimes
US4506062A (en) 1982-08-09 1985-03-19 Allied Colloids Limited Inverse suspension polymerization process
GB8309275D0 (en) 1983-04-06 1983-05-11 Allied Colloids Ltd Dissolution of water soluble polymers in water
GB8401206D0 (en) 1984-01-17 1984-02-22 Allied Colloids Ltd Polymers and aqueous solutions
GB8416453D0 (en) 1984-06-28 1984-08-01 Allied Colloids Ltd Aqueous polymer dispersions
JPH0655320B2 (ja) * 1987-09-02 1994-07-27 満郎 齋藤 汚物処理剤および汚物処理方法
JP2510227B2 (ja) 1987-12-02 1996-06-26 オリンパス光学工業株式会社 外科用切除器具
GB9201583D0 (en) 1992-01-24 1992-03-11 Allied Colloids Ltd Water soluble polymers
FR2715590B1 (fr) * 1994-02-01 1996-04-12 Rhone Poulenc Chimie Procédé d'épuration d'un milieu contenant des déchets organiques.
US5685900A (en) 1995-10-18 1997-11-11 Ecc International Inc. Method for beneficiating discolored kaolin to produce high brightness coating clay
JPH10109100A (ja) * 1996-10-04 1998-04-28 Terunaito:Kk 高含水浚渫底泥の減容化処理方法
MY118538A (en) 1997-01-20 2004-12-31 Ciba Spec Chem Water Treat Ltd Polymeric compositions and their production and uses
MY120719A (en) 1997-01-20 2005-11-30 Ciba Spec Chem Water Treat Ltd Polymeric compositions and their production and uses
CA2287996A1 (en) 1997-04-30 1998-11-05 Ciba Specialty Chemicals Water Treatments Limited Dewatering of sewage sludge
JP3880712B2 (ja) 1997-11-21 2007-02-14 株式会社テルナイト 浚渫底泥の処理方法
US6231768B1 (en) * 1999-01-19 2001-05-15 Nalco Chemical Company Rheology modification of settled solids in mineral processing
JP2001232104A (ja) 2000-02-28 2001-08-28 Ebara Corp 懸濁液の固液分離方法
GB0020862D0 (en) 2000-08-25 2000-10-11 Ciba Spec Chem Water Treat Ltd Polymeric compositions for dewatering sewage sludges
US6723246B2 (en) * 2000-09-26 2004-04-20 Ionics, Incorporated Filter cleaning method
GB0109087D0 (en) 2001-04-11 2001-05-30 Ciba Spec Chem Water Treat Ltd Treatment of suspensions
US7122080B2 (en) * 2001-09-14 2006-10-17 Imerys Pigments, Inc. Integrated process for simultaneous beneficiation, leaching, and dewatering of kaolin clay suspension
US7264734B2 (en) * 2002-01-03 2007-09-04 Agl Resources Method for treating dredged material
US6932909B2 (en) * 2002-01-15 2005-08-23 Kroff Chemical Company, Inc. Method of treating mine drainage
US20050258095A1 (en) * 2002-01-29 2005-11-24 Jawed Sarkar Enzyme-assisted clarification and dewatering of wastewater
US6733674B2 (en) 2002-01-29 2004-05-11 Ondeo Nalco Company Method of dewatering sludge using enzymes
US20060131243A1 (en) 2003-02-10 2006-06-22 Imerys Pigments, Inc. Method of treating an aqueous suspension of kaolin
CA2560901C (en) 2003-08-29 2012-08-21 The University Of Newcastle Research Associates Limited Stimulant sensitive flocculation and consolidation
GB0601000D0 (en) * 2006-01-18 2006-03-01 Ciba Sc Holding Ag Concentration of suspensions

Also Published As

Publication number Publication date
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