BRPI0816585B1

BRPI0816585B1 - Composição agregada para tratar um fluido contendo um ou mais contaminantes, método para prepara um particulado agregado da referida composição e substrato de filtro para remoção de contaminantes

Info

Publication number: BRPI0816585B1
Application number: BRPI0816585-8A
Authority: BR
Inventors: John L. Burba
Original assignee: Molycorp Minerals, L.L.C.
Priority date: 2007-10-31
Filing date: 2008-10-24
Publication date: 2019-04-09
Also published as: ZA201003007B; US20120238683A1; CA2703821A1; EP2209743A1; US8809229B2; US8349764B2; US20140007773A1; EP2209743A4; DK2209743T3; AR069155A1; JP2011502045A; US20090111689A1; EP2209743B1; CN101918324B; MX2010004589A; CL2009000853A1; JP2014111256A; BRPI0816585A2; ES2748278T3; US8557730B2

Abstract

" composição agregada para tratar um fluido contendo um ou mais contaminantes, método para prepara um particulado agregado da referida composição e substrato de filtro para remoção de contaminantes ", constituída por umacomposição agregada e processo para fabricar uma composição agregada. a composição agregada inclui um composto contendo terra rara insolúvel e um aglutinante de polímero. o composto contendo terra rara insolúvel pode incluir um ou mais de cério, lantânio ou praseodímio. um composto adequado contendo cério insolúvel pode ser derivado a partir de carbonato de cério ou um sal de cério. em uma realização específica, a composição agregada consiste essencialmente em um ou mais óxidos de cério, o aglutinante de polímero e, opcionalmente, um auxílio de fluxo. um processo para fabricar a composição inclui a mistura do composto contendo terra rara insolúvel com um aglutinante de polímero para formar uma mistura, e submissão da mistura ao tratamento mecânico, químico e/ou térmico para aderir o composto de terra rara ao aglutinante de polímero. a composição agregada pode ser usada em uma variedade de aplicações de tratamento de fluido para remover um ou mais contaminantes químicos e biológicos em um fluido.

Description

COMPOSIÇÃO AGREGADA PARA TRATAR

UM FLUIDO CONTENDO UM OU MAIS CONTAMINANTES,

MÉTODO PARA PREPARA UM PARTICULADO AGREGADO DA

REFERIDA COMPOSIÇÃO E SUBSTRATO DE FILTRO PARA

REMOÇÃO DE CONTAMINANTES

Campo Da Invenção

A invenção refere-se geralmente ao campo de tratamento de fluido, e principalmente às composições para tratar soluções e gases. Em seus aspectos mais específicos, a invenção refere-se às composições agregadas adequadas para uso no tratamento das soluções aquosas e gases que contêm um ou mais contaminantes químicos e biológicos, e processos para fabricar tais composições agregadas.

Histórico Da Invenção

A purificação e filtragem da água e outras soluções aquosas são necessárias para muitas aplicações, tais como, o fornecimento de água potável segura, o tratamento de alimentações, correntes de processo e subprodutos associados a diversos processos industriais, e o tratamento e manuseio de água de esgoto municipal. Os métodos conhecidos para purificar as soluções aquosas incluem a osmose reversa, destilação, troca de íon, adsorção química, coagulação, floculação, e filtragem ou retenção. Muitas dessas práticas de purificação podem ser dispendiosas, sem custo/benefício e exigem o know-how técnico significativo e sofisticação para implantar em grandes e pequenas escalas. Como resultado, muitas tecnologias avançadas de purificação de fluido possuem aplicação limitada além das aplicações municipais ou industriais.

Os contaminantes biológicos, tais como, Segue-se folha 1a/40

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1a/40 bactérias e fungos, podem ser removidos das soluções aquosas por meio de ultrafiitragem, porém os vírus são geralmente muito

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3/40 podem ser letais em altas doses. Outros agentes químicos de combate incluem os compostos com base em organofosforado (“OP”), tais como, O-etil S-(2-diisopropilamino) etil metilfosfonotiolato (VX), 2-Propil metilfosfonofluoridato (GB ou Sarin), e 3,3'-Dimetil-2-butil metilfosfonofluoridato (GD ou Soman), que são comumente denominados como os agentes de “nervo”, pois atacam o sistema nervoso central e podem provocar paralisia e potencialmente a morte em um curto período de tempo. Outros contaminantes químicos incluem determinados produtos químicos industriais, inseticidas e pesticidas, tais como, paratião, paraoxão e malatião, que também podem ter efeitos prejudiciais.

Os métodos e materiais para descontaminação das superfícies expostas aos agentes químicos de combate são conhecidos na técnica. Yang et at, “Decontamination of Chemical Warfare Agents (Decontaminação de agentes químicos de combate), Chem Rev. Vol. 92, pp 17291743 (1992). Esses métodos e materiais tendem a atuar por reação química com e/ou adsorção do agente químico de combate, porém enfocados na descontaminação de veículos, equipamentos, pessoal e outras superfícies que foram expostas ao agente. Devido a tais métodos e materiais não serem adequados ou suficientemente eficazes no tratamento dos agentes químicos de combate na solução, permanece uma necessidade de meio simplificado para remover e/ou desintoxicar um amplo espectro de contaminantes químicos das soluções aquosas, incluindo, porém sem limitação, agentes de nervo, agentes de bolha, pesticidas, inseticidas e outros agentes químicos tóxicos.

Além do mais, a exposição aos contaminantes químicos e biológicos por meio de inalação também

4/40 é uma preocupação que não foi adequadamente tratada. Os métodos básicos que são usados para controlar a qualidade do ar incluem a filtragem, absorção dos sorventes sólidos, precipitação eletrostática, conversão química e tratamento com diversas formas de radiação, incluindo calor, luz ultravioleta e micro-ondas. Os métodos de filtragem de gás tendem a serem limitados pelo tamanho de poro dos filtros, e não são geralmente capazes de remover muitos contaminantes biológicos e químicos. O uso de tamanhos de poro ultrapequenos tende a entupir devido aos particulados no filtro que produzem a queda excessiva de pressão em todo o filtro que é inaceitável para muitas aplicações. A precipitação eletrostática opera por imposição de uma carga sobre as partículas e então remoção das mesmas de uma corrente de gás em uma superfície opostamente carregada, tal como, em uma placa de coleta. Essa técnica não é bem adequada para correntes de gás de alta velocidade, para fluidos contendo contaminantes químicos voláteis ou para contaminantes que sejam difíceis de carregar de outro modo. As reações químicas tendem a serem eficazes somente em pequenos volumes de gás e podem exigir o processamento ou manuseio adicional do gás para remover os reagentes e subprodutos indesejáveis e potencialmente prejudiciais que permanecem. O aquecimento, embora eficaz para remover muitos tipos de contaminantes biológicos e químicos dos gases, tende a ser ineficaz em correntes de gás de velocidade superior. A luz ultravioleta pode ser eficaz, porém é difícil em volumes maiores de gás, conforme a luz tende a ser absorvida somente por aqueles contaminantes na porção da corrente de gás imediatamente adjacente à fonte de luz.

A adsorção de gases em um sorvente pode

5/40 ser eficaz especificamente no caso em que o sorvente seja especificamente combinado ao contaminante para ser removido do gás. Entretanto, no caso em que a natureza específica do contaminante não for conhecida ou no caso em que a corrente de gás contiver um número de diversos contaminantes, o uso de sorventes conhecidos pode não adequadamente purificar o gás. Como resultado, permanece uma necessidade de uma composição que seja capaz de remover, desativar e/ou desintoxicar um diverso conjunto de contaminantes biológicos e químicos, tais como, bactérias, vírus, agentes de nervo, agentes de bolha, pesticidas, inseticidas e outros agentes químicos tóxicos que possam estar presentes em uma variedade de fluidos, incluindo soluções aquosas e gases.

Sumário Da Invenção

Em uma realização, a invenção fornece uma composição agregada para tratar um fluido contendo um ou mais contaminantes. A composição agregada inclui um composto contendo terra rara insolúvel e um aglutinante de polímero.

O aglutinante de polímero pode ser menor do que cerca de 15% por peso da composição, em alguns casos menor do que cerca de 10% por peso, e em ainda outros casos menor do que cerca de 8% por peso da composição. O aglutinante de polímero pode incluir um ou mais polímeros selecionados a partir do grupo consistindo em polímeros de termofixação, polímeros de termoplástico, polímeros elastoméricos, polímeros celulósicos e vidros. No caso em que o aglutinante de polímero compreende um copolímero de etileno-vinil, o composto contendo terra rara insolúvel consiste essencialmente em um composto anídrico contendo terra rara insolúvel.

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O composto contendo terra rara insolúvel pode incluir qualquer composto contendo terra rara insolúvel pode especificamente incluir um ou mais de cério, lantânio ou praseodímio. Em algumas realizações, o composto contendo terra rara insolúvel pode incluir um composto contendo cério derivado a partir de decomposição térmica de um carbonato de cério ou decomposição de um oxalato de cério. Em outras realizações, o composto contendo terra rara insolúvel pode incluir um composto contendo cério derivado a partir de precipitação de um sal de cério. Em outras realizações, o composto contendo terra rara insolúvel compreende um óxido de cério. Em uma realização mais específica, a composição agregada consiste essencialmente em um ou mais óxidos de cério, o aglutinante de polímero e, opcionalmente, um auxílio de fluxo. O composto contendo terra rara insolúvel pode incluir particulados aderidos a uma superfície externa do aglutinante de polímero.

A composição agregada pode compreender os particulados agregados com uma área média de superfície de pelo menos cerca de 1 m²/g, em alguns casos pelo menos cerca de 5 m²/g, e em ainda outros casos, pelo menos cerca de 25 m²/g. A composição agregada pode compreender os particulados agregados com um tamanho médio agregado de pelo menos cerca de 1 pm. A composição agregada tem uma capacidade de adsorção para remover arsênio de uma solução aquosa de pelo menos cerca de 50 mg/g da composição agregada. Em alguns casos, a capacidade de adsorção da composição para remover arsênio de uma solução aquosa é de pelo menos cerca de 60 mg/g da composição agregada, e em outros casos, pelo menos cerca de 70 mg/g.

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Em outro aspecto da invenção, um processo para fabricar uma composição agregada para tratar um fluido contendo um ou mais contaminantes é fornecido. O processo inclui uma etapa inicial de mistura de um composto contendo terra rara insolúvel com um aglutinante de polímero para formar uma mistura.

A mistura é submetida a um ou mais de um tratamento mecânico, químico e térmico para aderir o composto contendo terra rara insolúvel ao aglutinante de polímero. Os tratamentos mecânicos podem incluir a compactação, compressão, pressão, mistura, extrusão e aplicação de vibração ou ondas à mistura. Os tratamentos químicos podem incluir um ou mais de conversão química e uso de um adesivo. Os tratamentos térmicos podem incluir o aquecimento da mistura a uma temperatura elevada, e permitir que a mistura resfrie para formar uma composição agregada. Em algumas realizações, a temperatura elevada é uma temperatura abaixo do ponto de fusão do aglutinante de polímero em que o aglutinante de polímero é maleável ou grudento e o composto contendo terra rara insolúvel adere-se ao aglutinante de polímero. Em uma realização em que o composto contendo terra rara insolúvel compreende os particulados, os particulados podem aderir-se à superfície externa do aglutinante de polímero.

O composto contendo terra rara insolúvel pode compreender os particulados que se aderem a uma superfície externa do aglutinante de polímero. Opcionalmente, o processo pode incluir a compressão de uma mistura aquecida do composto contendo terra rara insolúvel e aglutinante de polímero.

Uma etapa opcional pode incluir a redução do tamanho da composição agregada. A redução de tamanho pode

8/40 ser atingida por um ou mais de corte, esmagamento, moagem e peneiramento da composição agregada.

O aglutinante de polímero pode ser um sólido. Em algumas realizações, o aglutinante de polímero compreende um ou mais de fibras, particulados, agregados de fibras e/ou particulados, e misturas dos mesmos. O composto contendo terra rara insolúvel pode incluir particulados com um tamanho médio de partícula superior do que a cerca de 1 nm. O composto contendo terra rara insolúvel pode incluir qualquer composto contendo terra rara insolúvel, porém pode especificamente incluir um ou mais de cério, lantânio ou praseodímio. Em algumas realizações, o composto contendo terra rara insolúvel pode incluir um composto contendo cério derivado a partir de decomposição térmica de um carbonato de cério. Em outras realizações, o composto contendo terra rara insolúvel pode incluir um composto contendo cério derivado a partir de precipitação de um sal de cério. Em outras realizações, o composto contendo terra rara insolúvel compreende um óxido de cério. Em uma

9/40 realização mais específica, a composição agregada consiste essencialmente em um ou mais óxidos de cério, o aglutinante de polímero e, opcionalmente, um auxílio de fluxo.

Descrição Detalhada Das Realizações

Preferidas

As realizações ilustrativas da invenção são abaixo descritas. No interesse de clareza, nem todas as características de uma realização efetiva estão descritas nesta especificação. Claramente, será apreciado que, no desenvolvimento de qualquer tal realização efetiva, numerosas decisões específicas de implantação devem ser feitas para atingir as metas específicas de desenvolvedores, tais como, conformidade com as restrições relacionadas ao sistema e relacionadas ao negócio, que variarão de uma implantação à outra. Além do mais, será apreciado que tal esforço de desenvolvimento poderia ser complexo e demorado, porém seria, não obstante, um empreendimento rotineiro para aqueles com habilidade ordinária na técnica com o benefício desta revelação.

Será entendido que uma composição agregada conforme aqui descrita pode ser usada para remover, desativar e/ou desintoxicar um ou mais contaminantes químicos e biológicos em uma solução aquosa ou gás. Os exemplos de soluções que podem ser tratadas com as composições aqui descritas incluem as soluções nos sistemas de água potável, nos sistemas de tratamento de água de esgoto, e nas correntes de alimentação, processo ou esgoto de diversos processos industriais, entre outros. Além do mais, existe uma necessidade de tratar os gases contendo tais contaminantes em ambientes abertos, tais como, no campo de batalha, em espaços confinados, tais como,

10/40 dentro de edifícios ou estruturas semelhantes, dentro de veículos, tais como, aviões, naves espaciais, navios ou veículos de exército, e em qualquer local em que tais contaminantes possam ser encontrados. As composições descritas podem ser usadas para remover os contaminantes químicos e biológicos das soluções aquosas e gases com características diversas de volume e taxa de fluxo e podem ser aplicadas em uma variedade de aplicações fixas, móveis e portáteis. Enquanto as porções da revelação do presente descrevem a remoção dos contaminantes da água, tais referências são ilustrativas e não são interpretadas como limitantes.

Conforme aqui usado, “um ou mais de” e “pelo menos um de” quando usado para prefaciar diversos elementos ou classes de elementos, tais como, X, Y e Z ou X|-X_n, Yi-Y_n e Z|-Z_n, é pretendido para referir-se a um único elemento selecionado a partir de X ou Y ou Z, uma combinação de elementos selecionados a partir da mesma classe (tal como, X-ι e X₂), bem como uma combinação de elementos selecionados a partir de duas ou mais classes (tais como, Yt e Z_n).

A terminologia “remover” ou “removendo” inclui a sorção, precipitação, conversão ou destruição dos microorganismos patogênicos e outros micro-organismos, tais como, bactérias, vírus, fungos e protozoários e de contaminantes químicos que podem estar presentes na solução ou gás. Os termos “desativar” ou “desativação”, “desintoxicar” ou “desintoxicação” e “neutralizar” incluem a remoção de um contaminante biológico ou químico de um fluido ou torná-lo não patogênico ou benigno aos humanos ou outros animais, tais como, por exemplo, por destruição do micro-organismo ou conversão do agente químico em uma forma ou espécie não tóxica.

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Os termos “contaminante biológico”, “micróbio”, “micro-organismo” e semelhantes incluem bactérias, fungos, protozoários, vírus, algas e outras entidades biológicas e espécies patogênicas que podem ser encontrados nas soluções aquosas. Os exemplos específicos não limitantes dos contaminantes biológicos podem incluir as bactérias, tais como, Escherichia coli, Streptococcus faecalis, Shigella spp, Leptospira, Legimella pneumophila, Yersinia enterocolitica, Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa, Klebsiella terrigena, Bacillus anthracis, Vibrio cholerae e Salmonella typhi, vírus, tais como, hepatite A, norovírus, rotavírus e enterovírus, protozoários, tais como, Entamoeba histolytica, Giardia, Cryptosporidium parvum e outros. Os contaminantes biológicos também podem incluir diversas espécies, tais como, fungos ou algas, que são geralmente não patogênicos, porém que são removidos de forma vantajosa. Como tais contaminantes biológicos estão presentes na solução ou gás, seja por ocorrência natural ou por meio de contaminação intencional ou não intencional, não é limitante da invenção.

O termo “contaminante químico” ou “agente químico” inclui os agentes químicos de combate e produtos químicos industriais e materiais conhecidos, tais como, pesticidas, inseticidas e fertilizantes. Em algumas realizações, o contaminante químico pode incluir um ou mais de um agente organosulfurado, um agente organofosforado ou uma mistura dos mesmos. Os exemplos específicos não limitantes de tais agentes incluem o-alquil fosfonofluoridatos, tais como, sarin e soman, o-alquil fosforamidocianidatos, tais como, tabun, o-alquil, s-2-dialquil aminoetil alquilfosfonotiolatos e sais alquilados ou protonatos correspondentes, tais como, VX, compostos de mostarda, incluindo

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2-cloroetilclorometilsulfeto, bis(2-cloroetil)sulfeto, bis(2cloroetiltio)metano, 1,2-bis(2-cloroetiltio)etano, 1,3-bis(2-cloroeti Itio)n-propano, 1,4-bis(2-cloroetiltio)-n-butano, 1,5-bis(2-cloroetiltio)-npentano, bis(2-cloroetiltiometil)éter, e bis(2-cloroetiltioetil)éter, Lewisites, incluindo 2-clorovinildicloroarsenamina, bis(2clorovinil)cloroarsenamina, tris(2-clorovinil)arsenamina, bis(2cloroetil)etilamina, e bis(2-cloroetil)metilamina, saxitoxina, ricina, alquil fosfonildifluoreto, alquil fosforitas, chlorosarin, chlorosoman, amiton, 1,1,3,3,3,-pentafluoro-2-(trifluorometil)-1-propileno, 3quinuclidinil benzilato, metilfosfonil dicloreto, dimetil metilfosfonato, dialquil fosfororamídico dihalides, alquil fosforamidatos, difenil ácido hidroxiacético, quinuclidina-3-ol, dialquil aminoetil-2-cloretos, dialquil aminoetano-2-ols, dialquil aminoetano-2-tiois, tiodiglicois, alcoóis pinacolíticos, fosgêneo, cloreto de cianogêneo, cianeto de hidrogênio, cloropicrina, oxicloreto fosforoso, tricloreto fosforoso, pentacloreto fosforoso, alquil oxicloreto fosforoso, alquil fosfitos, tricloreto fosforoso, pentacloreto fosforoso, alquil fosfitos, monocloreto de enxofre, dicloreto de enxofre e cloreto de tionil.

Os exemplos não limitantes dos materiais e produtos químicos industriais que podem ser efetivamente tratados com as composições aqui descritas incluem os materiais que possuem grupos funcionais aniônicos, tais como, fosfatos, sulfatos e nitratos, e grupos funcionais eletronegativos, tais como, cloretos, fluoretos, brometos, éteres e carbonilos. Os exemplos específicos não limitantes podem incluir aldeído acético, acetona, acroleína, acrilamida, ácido acrílico, acrilonitrila, aldrina/dieldrina, amônia, anilina, arsênio, atrazina, bário, benzidina, 2,3-benzofuran, berílio, 1,1 ’-bifenil, bis(2-cloroetil)éter, bis(clorometil)éter, bromodiclorometano, bromofórmio, bromometano, 1,3-butadieno, 113/40 butanol, 2-butanona, 2-butoxietanol, butiraldeído, disulfeto de carbono, tetracloreto de carbono, sulfeto de carbonila, clordana, clordecona e mirex, clorfenvinphos, dibenzo clorado-p-dioxinas (CDDs), cloro, clorobenzeno, clorodibenzofuranas (CDFs), 5 cloroetano, clorofórmio, clorometano, clorofenóis, clorpirifos, cobalto, cobre, creosota, cresois, cianeto, ciclohexano, DDT, DDE, DDD, DEHP, di(2-etilhexil)ftalato, diazinona, dibromocloropropano,

1.2- dibromoetano, 1,4-diclorobenzeno, 3,3'-diclorobenzidina, 1,1dicloroetano, 1,2-dicloroetano, 1,1-dicloroetileno, 1,2-dicloroetileno,

1,2-dicloropropano, 1,3-dicloropropeno, diclorvos, dietil ftalato, diisopropil metilfosfonato, di-n-butilftalato, dimetoato, 1,3dinitrobenzeno, dinitrocresóis, dinitrofenóis, 2,4- e 2,6-dinitrotolueno,

1.2- difenilhidrazina, di-n-octilftalato (DNOP), 1,4-dioxano, dioxinas, dissulfotão, endossulfão, endrina, ethion, etilbenzeno, óxido de etileno, etilenoglicol, etilparatião, fentiões, fluoretos, formaldeído, fréon 113, heptacloro e epóxido de heptacloro, hexaclorobenzeno, hexaclorobutadieno, hexaclorociclohexano, hexaclorociclopentadieno, hexacloroetano, hexametileno diisocianato, hexano, 2-hexanona, HMX (octogênio), fluidos 20 hidráulicos, hidrazinas, sulfeto de hidrogênio, iodina, isoforona, malatião, MBOCA, metamidofos, metanol, metoxiclor, 2metoxietanol, metil etil cetona, metil isobutil cetona, metil mercaptana, metilparatião, metil t-butil éter, metilclorofórmio, cloreto de metileno, metilenodianilina, metil metacrilato, metil-tert-butil éter, 25 mirex e clordecona, monocrotofos, N-nitrosodimetilamina, Nnitrosodifenilamina, N-nitrosodi-n-propilamina, naftalina, nitrobenzeno, nitrofenóis, percloroetileno, pentaclorofenol, fenol, fosfamidon, fósforo, bifenis polibrominados (PBBs), bifenis policlorados (PCBs), hidrocarbonetos aromáticos policíclicos

14/40 (PAHs), propilenoglicol, anidrido ftálico, piretrinas e piretroides, piridina, RDX (ciclonita), selênio, estireno, dióxido de enxofre, trióxido de enxofre, ácido sulfúrico, 1,1,2,2-tetracloroetano, tetracloroetileno, tetril, tálio, tetracloreto, triclorobenzeno, 1,1,1tricloroetano, 1,1,2-tricloroetano, tricloroetileno (TCE), 1,2,3tricloropropano, 1,2,4-trimetilbenzeno, 1,3,5-trinitrobenzeno, 2,4,6trinitrotolueno (TNT), acetato de vinil e cloreto de vinil.

Em uma realização da invenção, uma composição agregada é fornecida para tratar um fluido contendo um ou mais contaminantes químicos e biológicos. A composição agregada compreende um composto contendo terra rara insolúvel e um aglutinante de polímero.

Conforme aqui usado, “insolúvel” é pretendido para referir-se aos materiais que são insolúveis na água, ou no máximo, são escassamente solúveis na água sob as condições padrão de temperatura e pressão.

A composição pode compreender menos do que ou mais do que 10,01% por peso do composto contendo terra rara insolúvel. O composto contendo terra rara insolúvel pode constituir mais do que cerca de 11%, mais do que cerca de 12% ou mais do que cerca de 15%o por peso da composição agregada. Em alguns casos, a concentração mais alta dos compostos contendo terra rara pode ser desejada. Dependendo da aplicação e natureza de outros componentes na composição, a composição pode ser de pelo menos cerca de 20%, em outros casos pelo menos cerca de 50%, em ainda outros pelo menos cerca de 75%, e em mais ainda outros mais do que 95% por peso de um composto contendo terra rara insolúvel.

O composto contendo terra rara insolúvel

15/40 pode incluir um ou mais de terras raras incluindo lantânio, cério, praseodímio, neodímio, promécio, samário, európio, gadolínio, térbio, disprósio, hólmio érbio, túlio, itérbio e lutécio. Em algumas realizações, o composto contendo terra rara insolúvel pode compreender um ou mais de cério, lantânio ou praseodímio. Os compostos contendo terra rara insolúvel estão disponíveis comercialmente e podem ser obtidos de qualquer fonte ou por meio de qualquer processo conhecido por aqueles com habilidade na técnica. A composição não precisa incluir um único composto contendo terra rara, porém pode incluir dois ou mais compostos contendo terra rara insolúvel. Tais compostos podem conter os mesmos ou diferentes elementos de terra rara e podem conter os estados misturados de valência ou oxidação. Como exemplo, quando o composto contendo terra rara insolúvel compreende um óxido de cério, a composição agregada pode compreender um ou mais óxidos de cério, tal como, CeO₂ (IV) e Ce₂O₃ (III).

Em uma realização em que o composto contendo terra rara insolúvel compreende um composto contendo cério, o composto contendo cério pode ser derivado a partir de precipitação de um sal de cério. Em outra realização, um composto contendo cério insolúvel pode ser derivado a partir de um carbonato de cério ou um oxalato de cério. Mais especificamente, um composto contendo cério insolúvel de alta área de superfície pode ser preparado por decomposição térmica de um carbonato de cério ou oxalato em uma temperatura entre cerca de 100°C e cerca de 350°C em uma fornalha na presença de ar. As condições de temperatura e pressão podem ser alteradas dependendo do material de partida contendo cério e as propriedades físicas desejadas do composto contendo terra rara insolúvel. A reação

16/40 pode ser resumida conforme segue:

062(003)3 + V2O2 —> 2CeO₂ + 3CO2

O produto pode ser tratado com ácido e lavado para remover 0 carbonato restante. Os processos de decomposição térmica para produzir os óxidos de cério com diversas características são descritos na Patente Norte-Americana N° 5.897.675 (áreas específicas de superfície), Patente NorteAmericana N° 5.994.260 (poros com estrutura lamelar uniforme), Patente Norte-Americana N° 6.706.082 (distribuição específica de tamanho de partícula) e Patente Norte-Americana N° 6.887.566 (partículas esféricas), e tais descrições são ora incorporadas por referência. O carbonato de cério e materiais contendo carbonato de cério estão comercialmente disponíveis e podem ser obtidos de qualquer fonte conhecida por aqueles com habilidade na técnica.

Nas realizações em que o composto contendo terra rara insolúvel compreende um óxido de cério, 0 composto contendo cério insolúvel pode incluir um óxido de cério, tal como, CeO₂. Em uma realização específica, a composição agregada pode consistir essencialmente em um ou mais óxidos de cério, o aglutinante de polímero e, opcionalmente, um auxílio de fluxo.

O composto contendo terra rara insolúvel pode estar presente na composição agregada na forma de um ou mais de um grânulo, cristal, cristalito, partícula ou outro particulado, aqui denominado geralmente como um “particulado.” Os particulados dos compostos contendo terra rara insolúvel podem ter um tamanho médio de partícula de pelo menos cerca de 0,5 nm, variando até cerca de 1 pm ou mais. Especificamente, tais particulados podem ter um tamanho médio de partícula de pelo

17/40 menos cerca de 0,5 nm, mais do que cerca de 1 nm, mais especificamente pelo menos cerca de 5 nm, e ainda mais especificamente pelo menos cerca de 10 nm. Em outras realizações, os particulados podem ter tamanhos médios de partícula de pelo menos cerca de 100 nm, especificamente pelo menos cerca de 250 nm, mais especificamente pelo menos cerca de 500 nm, e ainda mais especificamente pelo menos cerca de 1 pm.

Para promover a interação do composto contendo terra rara insolúvel com um contaminante em uma solução ou gás, a composição agregada pode compreender os particulados agregados do composto contendo terra rara insolúvel com uma área média de superfície de pelo menos cerca de 1 m²/g. Dependendo da aplicação, áreas mais altas de superfície podem ser desejadas. Especificamente, os particulados agregados podem ter uma área de superfície de pelo menos cerca de 5 m²/g, em outros casos mais do que cerca de 10 m²/g, e em ainda em outros casos mais do que cerca de 25 m²/g. No caso em que áreas mais altas de superfície forem desejadas, os particulados podem ter uma área de superfície de mais do cerca de 70 m²/g, em outros casos mais do que cerca de 85 m²/g, em ainda outros casos mais do que 115 m²/g, e em ainda outros casos adicionais mais do que cerca de 160 m²/g. Além disso, é previsto que os particulados com áreas mais altas de superfície serão eficazes. Aquele com habilidade na técnica reconhecerá que nas aplicações em que a solução ou gás flui através da composição, a área de superfície da composição terá impacto sobre a dinâmica de fluido do fluido com a composição agregada. Como resultado, pode existir uma necessidade de equilibrar os benefícios que são derivados da área aumentada de

18/40 superfície com desvantagens, tais como, queda de pressão, que podem ocorrer.

Um aglutinante de polímero está incluído em uma composição para formar um agregado com o tamanho, estrutura, densidade, porosidade e propriedades desejados de fluido. Em algumas realizações, o aglutinante de polímero pode compreender um ou mais de fibras, particulados, agregados de fibras e/ou particulados, e misturas dos mesmos. Um aglutinante de polímero adequado pode incluir qualquer material polimérico que aglutinará e/ou suportará o composto contendo terra rara insolúvel sob as condições de uso. Os aglutinantes poliméricos adequados incluirão os polímeros naturalmente ocorrentes e sintéticos, bem como as modificações sintéticas de tais polímeros. Aquele com habilidade na técnica reconhecerá que a seleção do material de aglutinante de polímero dependerá de tais fatores como componentes da composição, as propriedades de tais componentes, suas características de aglutinação, as características da composição final e o método pretendido de uso.

De modo geral, os polímeros derretem entre cerca de 50°C e cerca de 500°C, mais especificamente, entre cerca de 75°C e cerca de 350°C, ainda mais especificamente entre cerca de 80°C e cerca de 200°C, são adequados para uso ao agregar os componentes da composição. Os exemplos não limitantes podem incluir poliolefinas que amolecem ou derretem na variação a partir de cerca de 85°C a cerca de 180°C, poliamidas que amolecem ou derretem na variação a partir de cerca de 200°C a cerca de 300°C, e polímeros fluoretados que amolecem ou derretem na variação a partir de cerca de 300°C a cerca de 400°C. O ponto de fusão do aglutinante de polímero não excederá preferivelmente a

19/40 temperatura de sinterização do composto selecionado contendo terra rara insolúvel.

Tais materiais de polímero geralmente serão incluídos na composição agregada nas quantidades variando a partir de cerca de 0% de peso a cerca de 90% de peso, com base no peso total da composição. Em algumas realizações, o aglutinante de polímero estará presente em uma quantidade menor do que cerca de 15% por peso da composição. Mais especificamente, o aglutinante de polímero pode ser menor do que cerca de 10%, e em outras realizações, menor do que cerca de 8% por peso da composição.

Dependendo das propriedades desejadas da composição, os aglutinantes de polímero podem incluir um ou mais polímeros geralmente categorizados como termofixação, termoplástico, elastômero ou uma combinação dos mesmos, bem como os polímeros celulósicos e vidros. Os polímeros adequados de termofixação incluem, porém sem limitação, poliuretanos, silicones, fluorosilicones, resinas fenólicas, resinas de melamina, formaldeído de melamina e formaldeído de ureia. Os termoplásticos adequados podem incluir, porém sem limitação, náilons e outras poliamidas, polietilenos, incluindo LDPE, LLDPE, HDPE e copolímeros de polietileno com outras poliolefinas, cloretos de polivinila (tanto plastificado e não plastificado), resinas de fluorocarbono, tais como, politetrafluoretileno, poliestirenos, polipropilenos, resinas celulósicas, tais como, butiratos de acetato de celulose, resinas acrílicas, tais como, poliacrilatos e polimetilmetacrilatos, mesclas termoplásticas ou enxertos, tais como, acrilonitrila-butadieno-estirenos ou acrilonitrila-estirenos, policarbonatos, acetatos de polivinil, acetatos de etileno vinil,

20/40 alcoóis de polivinil, polioximetileno, poliformaldeído, poliacetais, poliésteres, tais como, tereftalato de polietileno, cetona poliéter éter e resinas de fenol-formaldeído, tais como, resóis e novolacas. Os elastômeros adequados podem incluir, porém sem limitação, borrachas naturais e/ou sintéticas, como borrachas de estirenobutadieno, neoprenos, borracha de nitrila, borracha de butil, silicones, poliuretanos, polietileno clorossulfonado alquilado, poliolefinas, polietilenos clorossulfonados, perfluoroelastômeros, policloropreno (neopreno), terpolímeros de etileno-propileno-dieno, polietileno clorado, fluoroelastômeros e ZALAK™ (elastômero Dupont-Dow). Em uma realização específica em que o aglutinante de polímero compreende um copolímero de etileno-vinil, o composto contendo terra rara insolúvel consiste essencialmente em um composto anídrico contendo terra rara. Aqueles com habilidade na técnica realizarão que alguns dos termoplásticos acima listados podem também ser termofixos dependendo do grau de ligação cruzada, e que alguns dos quais podem ser elastômeros dependendo de suas propriedades mecânicas. A categorização acima usada é para facilidade de entendimento e não deve ser considerada como limitante ou controladora.

Os polímeros celulósicos podem incluir a celulose naturalmente ocorrente, tal como, algodão, papel e madeira e modificações químicas da celulose. Em uma realização específica, o composto contendo terra rara insolúvel pode ser misturado com fibras de papel ou incorporados diretamente à polpa de papel para formar um filtro com base em papel compreendendo o composto contendo terra rara insolúvel.

Os aglutinantes de polímero também podem incluir os materiais de vidro, tais como, fibras de vidro, gotas e

21/40 mantas. Os sólidos de vidro podem ser misturados com os particulados de um composto contendo terra rara insolúvel e aquecidos até os sólidos começarem a amolecer ou tornarem-se grudentos, de modo que o composto contendo terra rara insolúvel adere-se ao vidro. De forma semelhante, as fibras prensadas ou perfiladas de vidro podem ser revestidas com as partículas do composto contendo terra rara insolúvel, enquanto o vidro está em um estado fundido ou parcialmente fundido ou com o uso de adesivos. Alternativamente, a composição do vidro pode ser prevista com o composto contendo terra rara insolúvel durante a fabricação. As técnicas para depositar ou aderir os compostos contendo terra rara insolúvel a um material de substrato são descritas na Patente Norte-Americana N° 7.252.694 e outras referências relacionadas ao polimento de vidro. Por exemplo, as técnicas de eletrodeposição e o uso dos adesivos de metal são descritos na Patente Norte-Americana 6.319.108 como sendo úteis na técnica de polimento de vidro. As descrições de tais técnicas são ora incorporadas por referência.

Em algumas aplicações, os vidros solúveis em água conforme tais são descritos na Patente Norte-Americana N°s 5.330.770, 6.143.318 e 6.881.766, também podem ser um aglutinante de polímero adequado. As descrições de tais vidros nas referências anotadas são ora incorporadas por referência. Em outras aplicações, os materiais que se expandem através da absorção de fluido, incluindo, porém sem limitação, polímeros tais como ácidos poliacrílicos sinteticamente produzidos, e poliacrilamidas e polímeros orgânicos naturalmente ocorrentes, tais como derivativos de celulose, também podem ser usados. Os polímeros biodegradáveis, tais como, glicóis de polietileno, ácidos

22/40 poliáticos, alcoóis de polivinil, co-polilactideglicolídos e semelhantes também podem ser usados como o aglutinante de polímero.

Onde for desejável regenerar a composição por meio de esterilização, o aglutinante de polímero selecionado 5 deve ser estável sob as condições de esterilização e deve de outro modo ser compatível com o método pretendido de esterilização. Os exemplos específicos não limitantes dos aglutinantes poliméricos que são adequados para os métodos de esterilização que envolvem a exposição a altas temperaturas incluem o nitrato de celulose, 10 poliétersulfona, náilon, polipropileno, politetrafluoretileno e ésteres misturados de celulose. As composições preparadas com esses aglutinantes podem ser desinfetadas quando preparadas de acordo com os padrões conhecidos. A composição agregada pode ser estável para vaporizar a esterilização ou autoclave, bem como a 15 esterilização química por meio do contato com espécies oxidantes ou químicas redutivas, como uma combinação dos métodos de esterilização, podem ser exigida para a regeneração eficiente e eficaz. Em uma realização em que a esterilização inclui a geração eletroquímica de uma espécie oxidante ou química redutiva, o 20 potencial elétrico necessário para gerar as referidas espécies pode ser atingido pelo uso da composição como um dos eletrodos. Por exemplo, uma composição que contém um aglutinante polimérico normalmente isolante pode ser tornada condutiva por meio da inclusão de um nível suficientemente alto das partículas condutivas, 25 tais como, carbono ativado granular, carbono preto ou partículas metálicas. Alternativamente, se o nível desejado de carbono ou outras partículas não for suficientemente alto para tornar um polímero isolante de outro modo condutivo, um polímero intrinsecamente condutivo pode ser incluído no material de

23/40 aglutinante.

Os componentes opcionais que são adequados para uso na composição agregada podem incluir um ou mais de compostos solúveis contendo terra rara (compostos contendo terra rara solúvel, agentes de descontaminação, agentes biocidas, adsorventes, auxílios de fluxo, aglutinantes de não polímero e substratos, e semelhantes. Tais componentes opcionais podem ser incluídos na composição agregada dependendo da utilidade pretendida e/ou características desejadas da composição.

Os compostos solúveis contendo terra rara opcionais podem ter diferentes atividades e efeitos. Como exemplo, alguns compostos solúveis contendo terra rara foram reconhecidos como tendo um efeito bacteriostático ou antimicrobiano. O cloreto de cério, nitrato de cério, sulfato cérico anídrico e cloreto de lantânio são descritos como tendo tal atividade em “The Bacteriostatic Activity of Cerium, Lanthanun, and Thallium” (“A atividade bacteriostática de cério, lantânio e tálio”), Burkes et al., Journal of Bateriology (Jornal de Bacteriologia), 54:417-24 (1947). De forma semelhante, o uso dos sais solúveis de cério, tais como, nitratos de cério, acetatos cerosos, sulfatos cerosos, halogenetos cerosos e seus derivativos, e os oxalatos cerosos são descritos para uso nos tratamentos de queimadura na Patente Norte-Americana N° 4.088.754, tais descrições sendo ora incorporadas por referência. Outros compostos solúveis contendo terra rara, sejam orgânicos ou inorgânicos por natureza, podem conceder outras propriedades desejáveis às composições e podem opcionalmente ser usados.

Os agentes opcionais de descontaminação podem incluir os materiais que são capazes de remover ou desintoxicar os contaminantes químicos de diversas superfícies. Os

24/40 exemplos não limitantes dos agentes de descontaminação que podem ser adequados incluem os metais de transição e metais alcalinos conforme descritos na Patente Norte-Americana N° 5.922.926, polioxometalatos conforme descritos na Publicação do 5 Pedido de Patente Norte-Americana N° 2005/0159307 A1, óxidos de alumínio conforme descritos na Patente Norte-Americana N°s 5.689.038 e 6.852903, complexos quaternários de amônia conforme descritos na Patente Norte-Americana N° 5.859.064, zeolitas conforme descritas na Patente Norte-Americana N° 6.537.382 e 10 enzimas conforme descritas na Patente Norte-Americana N° 7.067.294. As descrições desses agentes de descontaminação nas referências anotadas são ora incorporadas por referência.

Os agentes biocidas podem ser opcionalmente incluídos para direcionamento dos contaminantes 15 biológicos em uma solução ou gás. Os materiais que podem ser adequados para uso como agentes biocidas, incluem, porém sem limitação, metais alcalinos, metais terrosos alcalinos, metais de transição, actnídeos e derivativos e misturas dos mesmos. Os exemplos específicos não limitantes dos agentes biocidas 20 secundários incluem os elementos ou compostos de prata, zinco, cobre, ferro, níquel, manganês, cobalto, cromo, cálcio, magnésio, estrôncio, bário, baro, alumínio, gálio, tálio, silício, germânia, estanho, antimônio, chumbo, bismuto, escândio, titânio, vanádio, ítrio, zircônio, nióbio, molibdênio, tecnécio, rutênio, ródio, paládio, 25 cádmio, índio, háfnio, tântalo, tungstênio, rênio, ósmio, irídio, platina, ouro, mercúrio, tálio, tório e semelhante. Os derivativos de tais agentes podem incluir os acetatos, ascorbatos, benzoatos, carbonatos, carboxilatos, citratos, halogenetos, hidróxidos, gluconatos, lactatos, nitratos, óxidos, fosfatos, propionatos,

25/40 salicilatos, silicatos, sulfatos, sulfadiazinas e suas combinações. Quando a composição agregada opcionalmente compreende um composto contendo titânio, tal como, um óxido de titânio, a razão de peso do composto contendo titânio ao composto contendo terra rara insolúvel é menor do que cerca de 2:1. Quando a composição agregada opcionalmente compreender um composto contendo alumínio, a razão de peso do composto contendo alumínio ao composto contendo terra rara insolúvel é menor do que cerca de 10:1. Quando um ou mais dos componentes da composição agregada deve ser sinterizado, a composição conterá não mais do que dois elementos selecionados a partir do grupo consistindo em ítrio, escândio e európio. Em uma realização que inclui um agente biocida opcional selecionado a partir do grupo consistindo em metais de transição, óxidos de metal de transição e sais de metal de transição, a composição agregada compreenderá menor do que cerca de 0,01% por peso de uma mistura de nanopartículas de metal de prata e cobre.

Outros materiais que podem ser adequados para uso como agentes biocidas incluem os agentes orgânicos, tais como, sais quaternários de amônia conforme descritos na Patente Norte-Americana N° 6.780.332 e compostos orgânicos de silício, tais conforme são descritos na Patente Norte-Americana N° 3.865.728. Outros materiais orgânicos e seus derivativos que são conhecidos por desativar os contaminantes biológicos também podem ser usados. Como exemplo, os polioxometalatos são descritos na Patente Norte-Americana N° 6.723.349 como sendo eficazes na remoção de contaminantes biológicos dos fluidos. Essas referências de patente Μ. T. in Heteropoly e Isopoly Oxometalates, Springer Verlag, 1983, e Chemical Reviews, vol. 98,

26/40

Ν° 1, pp. 1-389, 1998, como descrevendo os exemplos de polioxometalatos eficazes. As descrições desses agentes biocidas orgânicos nas referências anotadas são ora incorporadas por referência.

A composição agregada pode opcionalmente compreender um ou mais auxílios de fluxo. Os auxílios de fluxo são usados em parte para melhorar a dinâmica do fluido de um fluido sobre ou através da composição agregada, para impedir a separação dos componentes da composição agregada, impedir o assentamento dos materiais finos e, em alguns casos, manter a composição agregada no lugar. Os auxílios de fluxo adequados podem incluir ambos os materiais orgânicos e inorgânicos. Os auxílios de fluxo inorgânicos podem incluir o sulfato férrico, cloreto férrico, sulfato ferroso, sulfato de alumínio, aluminato de sódio, polialumínio cloreto, tricloreto de alumínio, sílicas, terroso diatomáceo e semelhante. Os auxílios de fluxo orgânicos podem incluir os floculentos orgânicos conhecidos na técnica, tais como, poliacrilamidas (catiônicas, não iônicas e aniônicas), EPI-DMAs (epicloroidrina-dimetilaminas), DADMACs (polidialidimetil-cloretos de amônia), diciandiamida/formaldeído polímeros, diciandiamida/amina polímeros, guar natural, etc. Quando presente, o auxílio de fluxo pode ser misturado com o composto contendo terra rara insolúvel e aglutinante de polímero durante a formação da composição agregada. Alternativamente, os particulados da composição agregada e do auxílio de fluxo podem ser misturados para render uma mistura física com o auxílio de fluxo dispersado uniformemente por toda a mistura. Em ainda outra alternativa, o auxílio de fluxo pode estar disposto em uma ou mais camadas distintas a montante e a jusante da composição agregada. Quando

27/40 presente, os auxílios de fluxo são geralmente usados em baixas concentrações de menor do que cerca de 20%, em alguns casos menos do que 15%, em outros casos menos do que 10%, e em ainda outros casos menor do que cerca de 8% por peso da composição agregada.

Outros componentes opcionais podem incluir diversos agentes inorgânicos incluindo os materiais de troca de íon, tais como, resinas sintéticas de troca de íon, carbonos ativados, zeolitas (sintéticas ou naturalmente ocorrentes), minerais e argilas, tais como, bentonita, esmectite, caulim, dolomita, montmorilonita e seus derivativos, materiais de silicato de metal e minerais, tais como, de classes de fosfato e óxido. Especificamente, as composições minerais contendo altas concentrações de fosfatos de cálcio, silicatos de alumínio, óxidos de ferro e/ou óxidos de manganês com concentrações inferiores de carbonatos de cálcio e sulfatos de cálcio podem ser adequadas. Esses materiais podem ser calcinados e processados por um número de métodos para render as misturas de composições variadas.

Outros componentes opcionais da composição agregada incluem os aditivos, tais como, aditivos de modificação de superfície de partícula, agentes de acoplamento, plastificantes, enchedores, agentes de expansão, fibras, agentes antiestáticos, iniciadores, agentes de suspensão, fotossensibilizadores, lubrificantes, agentes de umidificação, surfactantes, pigmentos, tintas, estabilizadores de UV e agentes de suspensão. As quantidades desses materiais são selecionadas para fornecer as propriedades desejadas.

A composição agregada pode ser usada para remover, desativar ou desintoxicar os contaminantes químicos e

28/40 biológicos em uma solução ou gás por contato do fluido com a composição. Aqueles familiarizados com a técnica de tratamento de fluido entenderão que os componentes, dimensões físicas e formato da composição agregada podem ser manipulados para diferentes aplicações e que as variações nessas variáveis podem alterar as taxas de fluxo, contrapressão e a atividade da composição para tratar determinados contaminantes. Como resultado, o tamanho, forma e formato da composição agregada podem variar consideravelmente dependendo do método pretendido de uso. Em uma realização em que a composição agregada é usada para tratar uma solução aquosa contendo arsênio, a composição agregada pode ter uma capacidade de adsorção para remover arsênio da solução de pelo menos cerca de 50 mg de arsênio por grama da composição agregada. Em alguns casos, a capacidade de adsorção será de pelo menos cerca de 60 mg/g e em outros casos pelo menos cerca de 70 mg/g. Acredita-se que a capacidade de adsorção seja parcialmente dependente da área de superfície do composto contendo terra rara insolúvel usado para preparar a composição agregada e da composição agregada resultante.

A composição agregada pode ser formada através de um ou mais de mistura, extrusão, moldagem, aquecimento, calcinação, sinterização, pressão, compactação, o uso de adesivos e/ou outras técnicas conhecidas na arte. Nas realizações em que for desejável que a composição agregada tenha áreas mais altas de superfície, a sinterização é menos desejada. O uso do aglutinante de polímero permite a produção de uma composição agregada de tamanho, estrutura e durabilidade suficientes para uso no tratamento de soluções e gases. A combinação do aglutinante de polímero e do composto contendo

29/40 terra rara insolúvel produz uma composição agregada que tem atividade elevada para descontaminar os fluidos sem impor uma queda substancial de pressão no fluido tratado.

A composição agregada pode compreender um particulado dispersível, grânulo, gota, pelota, pó, fibra ou forma semelhante. Tais particulados podem ter um tamanho médio de partícula de pelo menos cerca de 1 pm, especificamente pelo menos cerca de 5 pm, mais especificamente pelo menos cerca de 10 pm, e ainda mais especificamente pelo menos cerca de 25 pm. Em outras realizações, o agregado terá um tamanho médio de partícula de pelo menos cerca de 0,1 mm, especificamente pelo menos cerca de 0,5 mm, mais especificamente pelo menos cerca de 1 mm, ainda mais especificamente pelo menos cerca de 2 mm, e também ainda mais especificamente mais do que 5,0 mm. A composição agregada pode ser triturada, cortada, picada ou moída e então peneirada para obter um tamanho desejado de partícula. Tais particulados dispersíveis podem ser usados nos leitos fixos ou fluidizados ou reatores, reatores misturados ou tanques, distribuídos em filtros de particulado, encapsulados ou incluídos dentro das membranas, malha, telas, filtros ou outras estruturas permeáveis de fluido, depositados em substratos de filtro, e podem ainda ser formados em um formato desejado, tal como, uma lâmina, filme, manta ou monólito para diversas aplicações.

Além disso, a composição agregada pode ser incorporada ou revestida em um substrato de filtro. Os substratos de filtro podem incluir os materiais de polímero e de aglutinante de não polímero conforme aqui descritos e materiais como cerâmicas, metais, carbonos e semelhantes. Os substratos de filtro podem ser feitos a partir de particulados, fibras, lâminas, filmes

30/40 e combinações destes. A estrutura de um substrato de filtro variará dependendo da aplicação, porém pode incluir qualquer estrutura permeável de fluido com um formato desejado e dimensões físicas desejadas adequadas para as condições de uso. Os exemplos não limitantes incluem a malha, telas, filmes, lâminas, tubos, estruturas em forma de favo, monólitos e blocos de diversos formatos, incluindo cilindros e toroides.

Em outra realização, a invenção fornece um processo para fabricar uma composição agregada para tratar um fluido contendo um ou mais contaminantes. O processo inclui a etapa de mistura de um composto contendo terra rara insolúvel com um aglutinante de polímero para formar uma mistura. O composto contendo terra rara insolúvel e materiais de aglutinante de polímero foram descritos em detalhes acima. Em uma realização mais específica, o composto contendo terra rara insolúvel compreende um particulado de alta área de superfície de um composto contendo cério insolúvel, mais especificamente, o produto de um carbonato de cério calcinado. Os exemplos específicos dos aglutinantes de polímero que podem ser misturados com o composto contendo terra rara insolúvel incluem as poliolefinas, acetato de celulose, acrilonitrila-butadieno-estireno, PTFE, fibras de papel, fibras ou gotas de vidro e polímeros adesivos. O aglutinante de polímero deve ser selecionado de modo a não ter um ponto de fusão que exceda a temperatura de sinterização do composto selecionado contendo terra rara insolúvel, conforme a sinterização do composto contendo terra rara insolúvel pode reduzir a área de superfície da composição agregada final.

As técnicas e equipamentos conhecidos na arte para a mistura de particulados e fibras podem ser usados para

31/40 misturar os componentes. Os componentes são submetidos à mistura por um período de tempo suficiente para render uma mistura relativamente homogênea. Além do mais, para garantir uma distribuição mais uniforme do composto contendo terra rara 5 insolúvel por toda a composição agregada, nas realizações em que a mistura deve ser submetida a um tratamento de calor, prefere-se que os componentes sejam completamente misturados antes do aquecimento.

A mistura é submetida a um ou mais de um tratamento mecânico, químico e térmico para aderir o composto contendo terra rara insolúvel ao aglutinante de polímero. Os tratamentos mecânicos podem incluir a compactação, compressão, pressão, mistura, extrusão e submissão da mistura à vibração ou ondas. A compressão da mistura pode ocorrer antes, durante ou após a mistura ser aquecida, dependendo das propriedades desejadas da composição agregada. A mistura pode ser comprimida em uma prensa, cilindro de teste, extrusor ou outros equipamentos conhecidos na técnica para compressão ou compactação de materiais em um formato ou forma desejada. A quantidade de pressão e duração que tal pressão é aplicada dependerão dos componentes selecionados, suas características de aglutinação e o uso pretendido da composição agregada. Dentro dos limites, a aplicação de pressões mais altas e/ou aplicação da pressão por períodos mais longos de tempo são pretendidos para 25 impedir que uma composição agregada degrade-se ou produza os materiais finos sob as condições de uso. Os tratamentos químicos podem incluir um ou mais de conversão química e uso de adesivo(s) químico(s), tal conforme conhecido na técnica. Como exemplo, um ligador cruzado pode ser usado para promover a

32/40 ligação cruzada do aglutinante de polímero. Os tratamentos térmicos podem incluir aquecimento da mistura em uma temperatura elevada para promover uma conversão química e/ou física.

Em uma realização, a mistura é aquecida em uma temperatura abaixo do ponto de fusão do aglutinante de polímero em que o aglutinante de polímero amolece e torna-se maleável ou grudento ao toque. A mistura deve ser aquecida em uma temperatura suficiente para garantir que o composto contendo terra rara insolúvel seja aderido ao aglutinante de polímero sem totalmente derreter o aglutinante de polímero. A temperatura específica dependerá da composição do aglutinante de polímero selecionado. A mistura é então deixada para resfriar de modo a formar uma composição agregada.

Em algumas realizações, o aglutinante de polímero compreende um ou mais de fibras, particulados, agregados de fibras ou particulados, e misturas dos mesmos, e o composto contendo terra rara insolúvel é aderido à superfície externa do aglutinante de polímero mediante o tratamento da mistura. No caso em que o composto contendo terra rara insolúvel esteja na forma de um particulado, o produto de composição agregada pode compreender uma matriz de particulados contendo terra rara insolúvel aderidos ou embutidos na superfície externa do aglutinante de polímero.

Uma etapa opcional pode incluir a redução do tamanho da composição agregada. A redução de tamanho pode ser atingida por técnicas conhecidas na arte, incluindo um ou mais de corte, esmagamento, moagem e peneiramento da composição agregada para o tamanho desejado.

33/40

Os seguintes exemplos são fornecidos para demonstrar as realizações específicas da presente invenção. Deve ser apreciado por aqueles com habilidade na técnica que os métodos revelados nos exemplos a seguir representam as realizações exemplares da presente invenção. Entretanto, aqueles com habilidade na técnica devem, à luz da presente revelação, apreciar que muitas alterações podem ser feitas nas realizações específicas descritas e ainda obter um resultado semelhante ou similar sem desviar do espírito e escopo da presente invenção.

Exemplo 1 - Aglutinante de Polímero de Particulado

Neste exemplo, os agregados foram preparados com Microthene® F (FN50100), um polietileno de baixa densidade obtido da Equistar. O Microthene® F é um pó em formato esférico e ultrafino com um tamanho médio de partícula de 20 mícrons, um índice de derretimento de 23g/10 min., e uma variação de derretimento de 92,0°C-114,5°C. O óxido de cério (CeO₂) foi obtido da HEFA Rare Earth Canada Company, Ltd.

As misturas físicas foram fabricadas de óxido de cério e polímero em composições diferentes (por peso). Cada componente foi pesado e misturado com um misturador de laboratório com um conjunto de anexação de pá para girar em =160 rpm por aproximadamente 30 minutos para atingir uma mistura homogênea. Um cilindro de teste Carver com um diâmetro interno de 1,125 polegada foi aquecido em temperaturas variando de 90°C a 100°C. Quatro gramas de ceria/mistura de polímero foram despejados no molde aquecido e prensados em pressões variando de 3400 psig a 10000 psig. Os tempos de pressão variaram de 5 a 20 minutos. Após as pelotas serem pressionadas, elas foram

34/40 cortadas e peneiradas entre uma malha de 18x70 para obter as partículas na ordem de 500 pm. As áreas específicas de superfície foram medidas em um instrumento BET de único ponto

Micromeritics Flowsorbll 2300 usando o método prescrito pelo fabricante.

A Tabela 1 detalha o conjunto de parâmetro.

Tabela 1

Temperatura (°C)	Pressão (psig)	Tempo (min.)	% de Aglutinante	SSA (m²/g)
90	3400	5	2,5	107,74
90	10000	20	2,5	88,11
90	3400	20	10	79,01
95	6800	12,5	6,25	107,08
100	3400	5	10
100	10000	5	2,5	102,45
100	3400	20	2,5	92,72
100	10000	20,	10	38,67

Exemplo 2 - Aglutinante de Polímero de Particulado

Neste conjunto de exemplo, os agregados foram formados com terpolímero Polifil® RP ABS (acrilonitrila butadieno estireno) obtido da The Plastics Group of América. A resina termoplástica tem um fluxo de derretimento de 4-8g/10 min. e um ponto de amolecimento Vicat de 98,9°C.

O ABS foi peneirado para render as partículas que eram menores do que 100 mícrons, então misturado com os óxidos de cério, prensado e peneirado seguindo o mesmo procedimento do Exemplo 1. A variação de temperatura do cilindro de teste foi aumentada para 105°C para 110°C. Todos os outros parâmetros permaneceram os mesmos. As pelotas de 4g foram

35/40 então cortadas e peneiradas entre uma malha de 18x70 para render < um tamanho médio de partícula de 500pm. As áreas específicas de superfície foram determinadas conforme no Exemplo 1.

A capacidade de arsênio foi determinada por desafio de 10 mg do agregado preparado contra 500 ml de uma solução de arsênio de 400 ppb. A solução foi preparada em água NSF e o pH foi ajustado para 7,5. 500 ml da solução e 10 mg do material foram colocados em um frasco plástico de boca larga e deixado para rolar por 24 horas. Após 24 horas, o agregado foi filtrado e analisado para concentração de arsênio usando ICP-MS (espectômetro de massa de plasma acoplado de forma indutiva) Agilent Modelo número 7500CE. Para cada composição, três amostras foram preparadas, testadas e analisadas. Os dados de Capacidade de AS relatados representam uma média das três amostras para cada composição.

A Tabela 2 detalha o conjunto de parâmetro.

Tabela 2

Temperatura (°C)	Pressão (psig)	Tempo (min.)	%de Aglutinante	SSA (m²/g)	Capacidade de As(V) (material de mg As/g)
105	10000	5	10	91,68	1,33
107,5	6800	12,5	6,25	87,46	1,28
105	3400	5	2,5	115,54	4,38
105	10000	20	2,5	112,27
110	3400	5	10	88,4	3,41
105	3400	20	10	114,86	2,95
110	10000	5	2,5	78,42	2,15
110	3400	20	2,5	89,48	4,11
110	10000	20	10	115,41	3,24

Exemplo 3 - Aglutinante de Polímero de

36/40

Particulado com Terroso Diatomáceo

Neste exemplo, o conjunto de parâmetro do Exemplo 2 foi alterado somente com a adição do terroso diatomáceo (DE). A composição de DE variou entre 1% e 5% (por peso) e todos os outros parâmetros e procedimentos permaneceram os mesmos. As pelotas de 4g foram então cortadas e peneiradas entre uma malha de 18x70 para render um tamanho médio de partícula de 500 pm. As Áreas Específicas de Superfície foram determinadas conforme nos Exemplos anteriores.

A Tabela 3 detalha o conjunto de parâmetro.

Tabela 3

Temperatura °C	Pressão (psig)	% de Aglutinante	% de DE	SSA (m²/g)
110	3400	2,5	5	91
105	10000	2,5	5	75
105	3400	2,5	1	71
107,5	6800	6,25	3	72
110	3400	10	1	88
110	10000	2,5	1	73
105	10000	10	1	83
110	10000	10	5	64
105	3400	10	5	70
107,5	6800	6,25	3	83

Exemplo 4

O procedimento dos Exemplos 1-3 foi repetido com o óxido de cério e GUR® 2122, um polietileno de peso molecular ultra-alto obtido da Ticona. A poliolefina linear tem um peso molecular de 4,5MM g/mol, um ponto de amolecimento Vicat de 80°C, e tamanho de partícula na ordem de 100 pm.

A temperatura do cilindro de teste foi variada

37/40 entre 60°C e 100°C, a pressão de prensa entre 3400 psig e 10.000 psig, e o tempo de pressão entre 0,5 a 5 minutos. As pelotas de 4g foram cortadas e peneiradas entre uma malha de 18x70 para render um tamanho médio de partícula de 500 pm. As Áreas Específicas de Superfície foram determinadas conforme nos Exemplos anteriores.

A Tabela 4 lista a matriz de parâmetro para este exemplo específico.

Tabela 4

Temperatura (°C)	Pressão (psig)	Tempo (min.)	% Aglutinante	SSA (m²'g)
80	6800	2,75	6	82,13
100	10000	5	10	84,02
60	10000	0,5	10
60	3400	0,5	2
100	3400	5	2	118,01
100	3400	0,5	10	87,28
80	6800	2,75	6	90,26
60	3400	5	10
60	10000	5	2
100	10000	0,5	2

Exemplo 5 - Aglutinante de Polímero Fibroso

Neste exemplo, os agregados foram produzidos usando polpa de Polietileno Short Stuff® obtida da Mini Fibers, Inc. Essas fibras são um polietileno fibrilado de alta densidade, um termoplástico com uma variação de derretimento de 125°C-136°C, um comprimento de 0,1 mm-0,6 mm e um diâmetro de 5 pm. O óxido de cério é o mesmo que nos exemplos anteriores.

Cada componente foi pesado e misturado com um misturador de laboratório ajustado com um conjunto de

38/40 anexação de lâmina definido para girar em »160 rpm por r aproximadamente 30 minutos para atingir uma mistura homogênea.

O cilindro de teste Carver com um diâmetro interno de 1,125 polegada foi aquecido em temperaturas variando de 70°C a 115°C.

Quatro gramas de ceria/mistura de polímero foram despejadas no molde aquecido e prensadas em pressões variando de 3400 psig a 10.000 psig. Os tempos de pressão também variaram nesse ponto de 30 a 120 segundos. As pelotas de 4g foram cortadas e peneiradas entre uma malha de 18x35 para render o tamanho mínimo de partícula de 500pm. As Áreas Específicas de Superfície e Capacidade de As foram determinadas conforme no Exemplo 2.

A Tabela 5 detalha o conjunto de parâmetro.

Tabela 5

Temperatura (°C)	Pressão (psig)	Tempo (seg.)	% de Aglutinante	SSA (m²/g)	Capacidade de As(lll) (mg As/g material)	Capacidade de As(V) (mg As/g material)
115	10000	120	7	81,8	6,22	1,26
115	3400	120	2	105,86	7,51	3,13
92,5	6800	75	4,5	74,91	5,72	1,62
70	10000	120	2	93,17	5,21	1,77
70	3400	120	7	90,19	7,41	2,07
115	10000	30	2	105,86	5,88	1,05
115	3400	30	7	144,81	5,43	1,07
70	10000	30	7	82,77	5,2	2,16
70	3400	30	2	102,85	5,72	2,82
92,5	6800	75	4,5	84,59	7,02	3,39

Exemplo 6 - Aglutinante de Polímero Fibroso com Terroso Diatomáceo

Os agregados neste exemplo foram

39/40 preparados com o mesmo material e procedimento conforme no * Exemplo 5 com a adição de terroso diatomáceo (DE). A composição de DE variou entre 1% e 5% (por peso), a composição do aglutinante variou de 2%-5% (por peso), e a temperatura do cilindro 5 de teste Carver variou de 70°C a 115°C. A prensa e tempo de pressão foram mantidos constantes em 6800 psig por 1 minuto. As pelotas de 4g foram cortadas e peneiradas entre uma malha de 18x35 para render o tamanho mínimo de partícula de 500pm. As Áreas Específicas de Superfície e Capacidade de As foram 10 determinadas conforme no Exemplo 2.

A Tabela 6 detalha o conjunto de parâmetro.

Tabela 6

Temperatura (°C)	% de Aglutinante	%de DE	SSA (m²/g)	Capacidade de As(lll) (mg As/g material)	Capacidade de As(V) (mg As/g material)
70	5	5	61,2	5,41	4,22
115	5	1	80,85	5,39	3,58
115	2	5	89,81	6,20	3,94
92,5	3,5	3	91,61	7,54	3,73
70	5	1	101,64	5,53	4,11
115	2	1	94,62	5,66	3,28
70	2	1	83,76	7,23	3,59
70	2	5	100,72	7,86	2,98
92,5	3,5	3	65,11	5,81	3,49
115	5	5	58,32	7,56	3,08

As realizações específicas aqui reveladas são somente ilustrativas, conforme a invenção pode ser modificada e praticada em diferentes, porém equivalentes modos, aparentes para aqueles com habilidade na técnica com o benefício dos ensinamentos do presente. Além do mais, nenhuma limitação é

40/40 pretendida aos detalhes de construção ou design aqui mostrados, exceto conforme descrito nas reivindicações abaixo. Portanto, é evidente que as realizações específicas acima reveladas podem ser alteradas ou modificadas e todas as tais variações são 5 consideradas dentro do escopo e espírito da invenção. De forma correspondente, a proteção aqui buscada é conforme estabelecida nas reivindicações abaixo.

Claims

REIVINDICAÇÕES:

1. Composição agregada para tratar um fluido contendo um ou mais contaminantes, caracterizada pelo fato de que compreende:

5 um aglutinante de polímero, um composto contendo terra rara insolúvel, e um ou mais compostos opcionais contendo terra rara solúveis;

em que o composto contendo terra rara insolúvel compreende óxido de cério e é aderido ao aglutinante de 10 polímero;

em que a composição agregada compreende menos do que 15% por peso do aglutinante de polímero e pelo menos 11% por peso do composto contendo terra rara insolúvel; e

15 em que a composição agregada está na forma de um dentre uma fibra, pó, pelota, gota, grânulo e particulado dispersível.
2. Composição agregada, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o aglutinante de

20 polímero é menos do que 8% por peso da composição agregada, em que o composto contendo terra rara insolúvel pode incluir um ou mais de lantânio, praseodímio, neodímio, promécio, samário, európio, gadolínio, térbio, disprósio, hólmio érbio, túlio, itérbio e lutécio, onde a composição agregada compreende mais do que 25 50% por peso do composto contendo terra rara insolúvel.
3. Composição agregada, de acordo com a reivindicação 1, , caracterizada pelo fato de que o aglutinante de polímero compreende um ou mais polímeros selecionados a partir do grupo consistindo de poliuretanos, silicones, fluorosilicones,

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2/10 resinas fenólicas, resinas de melamina, formaldeído de melamina, formaldeído de uréia, náilons e outras poliamidas, polietilenos, LDPE, LLDPE, HDPE, copolímeros de polietileno, poliolefinas, cloretos de polivinilo plasticizado, cloretos de polivinilo não

5 plasticizado, resinas de fluorocarbono, politetrafluoretileno, poliestirenos, polipropilenos, resinas celulósicas, butiratos acetato de celulose, resinas acrílicas, poliacrilatos, polimetilmetacrilatos, mesclas termoplásticas, enxertos termoplásticos, acrilonitrilabutadieno-estirenos, acrilonitrila-estirenos, policarbonatos, 10 acetatos de polivinil, acetatos de etileno vinil, álcoois de polivinil, polioximetileno, poliformaldeído, poliacetais, poliésteres, tereftalato de polietileno, cetona poliéter éter, resinas de fenol-formaldeído, resóis, novolacas, elastômeros, borrachas naturais, borrachas sintéticas, borrachas de estirenobutadieno, neoprenos, borracha 15 de nitrila, borracha de butil, silicones, polietileno clorossulfonado alquilado, polietilenos clorossulfonados, perfluoroelastômeros, policloropreno, terpolímeros de etileno-propileno-dieno, polietileno clorado e fluoroelastômeros.
4. Composição agregada, de acordo com a 20 reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o óxido de cério é derivado de um ou mais de decomposição térmica de um carbonato de cério, decomposição de oxalato de cério ou precipitação de um sal de cério, onde o composto contendo terra rara insolúvel tem um tamanho médio de partícula selecionado dentre o grupo de um 25 tamanho médio de partícula de pelo menos 0,5 nm, um tamanho médio de partícula de pelo menos 1 nm, um tamanho médio de partícula de pelo menos 5nm, um tamanho médio de partícula de pelo menos 10 nm, um tamanho médio de partícula de pelo menos 100nm, um tamanho médio de partícula de pelo menos 250nm, um

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3/10 tamanho médio de partícula de pelo menos 500nm, e um tamanho médio de partícula de pelo menos 1 μm, em que o composto contendo terra rara insolúvel compreende dois ou mais compostos contendo terra rara insolúvel, em que o composto contendo terra rara insolúvel opcionalmente compreende um ou mais de lantânio e praseodímio, em que os compostos contendo terra rara insolúvel podem conter estados misturados de valência ou oxidação, em que o composto contendo terra rara insolúvel compreende um ou mais óxidos de cério e em que o um ou mais compostos contendo terra rara solúvel compreende um composto contendo lantânio, cérico ou ceroso.
5. Composição agregada, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a composição agregada consiste essencialmente de um ou mais óxidos de cério, onde a composição agregada tem um tamanho médio de partícula selecionado do grupo de um tamanho médio de partícula de pelo menos 1 μm, um tamanho médio de partícula de pelo menos 5 μm, um tamanho médio de partícula de pelo menos 10 μm, um tamanho médio de partícula de pelo menos 25 μm, um tamanho médio de partícula de pelo menos 0,5 mm, um tamanho médio de partícula de pelo menos 1 mm, um tamanho médio de partícula de pelo menos 2 mm, e um tamanho médio de partícula de pelo menos 5 mm, em que a composição agregada tem uma área média de superfície selecionada a partir do grupo de uma área média de superfície de pelo menos 1 m²/g, uma área média de superfície de pelo menos 5 m²/g, uma área média de superfície de pelo menos 10 m²/g, uma área média de superfície de pelo menos

25 m ²/g, uma área média de superfície de pelo menos 70 m ²/g,

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4/10 uma área média de superfície de pelo menos 85 m²/g, uma área média de superfície de pelo menos 115 m ²/g, e uma área média de superfície de pelo menos 160 m²/g, e em que a composição agregada tem uma capacidade de adsorção para remover arsênio de uma solução aquosa selecionada de um grupo de uma capacidade de adsorção de arsênio de pelo menos 50 mg de arsênio por grama da composição agregada, uma capacidade de adsorção de arsênio de pelo menos 60 mg de arsênio por grama da composição agregada, e uma capacidade de adsorção de arsênio de pelo menos 70 mg de arsênio por grama da composição agregada.
6. Composição agregada, de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de que o um ou mais óxido de cério compreende óxido de cério (IV) e onde o um ou mais compostos contendo terra rara solúvel é selecionado de um grupo consistindo de cloretos de cério, nitratos de cério, sulfatos cérico anídricos, cloretos de lantânio, acetatos cerosos, sulfatos cerosos, halogenetos cerosos e oxalatos cerosos.
7. Composição agregada, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que ainda compreende um ou mais de um agente inorgânico, um aditivo e um auxiliar de fluxo, em que o agente inorgânico é selecionado do grupo consistindo de resinas sintéticas de troca de íon, carbonos ativados, zeolitas sintéticas, zeolitas de ocorrência natural, minerais, argilas, argilas bentonita, argilas esmectite, argilas caulim, argilas dolomita, argilas montmorilonita, derivados de argilas, materiais de silicato de metal, minerais de silicato de metal, fosfatos de metal, fosfatos minerais, óxidos de metal, fosfatos de cálcio, silicatos de

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5/10 alumínio, óxidos de ferro, óxidos de manganês, onde o aditivo é selecionado do grupo consistindo de aditivos de modificação da superfície da partícula, agentes de acoplamento, plastificantes, enchedores, agentes de expansão, fibras, agentes antiestáticos, iniciadores, agentes de suspensão, fotossensibilizadores, lubrificantes, agentes de umidificação, surfactantes, pigmentos, tintas, estabilizadores de UV e agentes de suspensão, e onde o auxiliar de fluxo é selecionado de um grupo consistindo de auxiliares de fluxo inorgânicos, sulfato férrico, cloreto férrico, sulfato ferroso, sulfato de alumínio, aluminato de sódio, cloreto de polialumínio, tricloreto de alumínio, sílicas, terroso diatomáceo, auxiliares de fluxo orgânicos, floculantes orgânicos,, poliacrilamidas catiônicas, poliacrilamidas não iônicas, poliacrilamidas aniônicas, EPI-DMA's epicloroidrina-dimetilaminas, DADMACs, cloretos de polidialidimetil-amônia, polímeros de diciandiamida/formaldeído, polímeros de diciandiamida/amina e guar natural.
8. Composição agregada, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a composição agregada compreende pelo menos 75% por peso do composto contendo terra rara insolúvel.
9. Método para preparar um particulado agregado da composição agregada como definida na reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende:

formar uma mistura compreendendo um aglutinante de polímero, um composto contendo terra rara insolúvel e opcionalmente um ou mais compostos contendo terra rara solúveis;

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6/10 tratar mecanicamente a mistura para aderir os compostos contendo terra rara insolúvel e um ou mais compostos opcionais contendo terra rara solúveis ao aglutinante de polímero;

aquecer a mistura a uma temperatura elevada, em que o aquecimento inclui aquecer a mistura a uma temperatura elevada para promover a conversão química e/ou física;

esfriar a mistura para formar a composição agregada; e reduzir o tamanho da composição agregada por um ou mais de corte, esmagamento, moagem e peneiramento da composição agregada para formar um particulado agregado.
10. Método de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que ainda compreende:

misturar o aglutinante de polímero com o composto contendo terra rara insolúvel e para formar a mistura, em que o tratamento mecânico é selecionado de um grupo de compactação, compressão, pressão, mistura, extrusão e aplicação de vibração ou ondas à mistura, onde o particulado agregado está na forma de uma fibra, pó, pelota, gota, grânulo, particulado dispersível, ou forma semelhante, onde o tratamento mecânico é um de:

i) antes do aquecimento;

ii) depois do aquecimento; e iii) durante o aquecimento;

em que o aquecimento inclui o aquecimento da mistura para uma temperatura elevada para um ou mais promover uma conversão química, conversão física e ligação cruzada do aglutinante de polímero, e

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7/10 onde o aquecimento inclui aquecer a uma temperatura em que o aglutinante de polímero amolece e torna-se maleável ou grudento.
11. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o composto contendo terra rara insolúvel adere ao aglutinante de polímero, em que o composto contendo terra rara insolúvel compreende os particulados, onde os particulados contendo composto de terra rara são aderidos a uma superfície exterior do aglutinante de polímero, onde o particulado agregado tem uma área média de superfície selecionada do grupo de uma área média de superfície de pelo menos 1 m²/g, uma área média de superfície de pelo menos 5 m²/g, uma área média de superfície de pelo menos 10 m ²/g, uma área média de superfície de pelo menos 25 m ²/g, uma área média de superfície de pelo menos 70 m ²/g, uma área média de superfície de pelo menos 85 m²/g, uma área média de superfície de pelo menos 115 m ²/g, e uma área média de superfície de pelo menos 160 m ²/g, onde o particulado agregado tem uma capacidade de adsorção para remover arsênio de uma solução aquosa selecionada do grupo de uma capacidade de adsorção de arsênio de pelo menos 50 mg de arsênio por grama da composição agregada, uma capacidade de adsorção de arsênio de pelo menos 60 mg de arsênio por grama da composição agregada, e uma capacidade de adsorção de arsênio de pelo menos 70 mg de arsênio por grama da composição agregada, onde o composto contendo terra rara insolúvel compreende dois ou mais compostos contendo terra rara insolúveis

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8/10 onde o composto contendo terra rara insolúvel compreende um ou mais de cério, lantânio e praseodímio, em que os compostos contendo terra rara insolúveis podem ter os mesmos ou diferentes elementos de terra rara, e onde os compostos contendo terra rara 5 insolúveis apresentam estados misturados de valência ou oxidação, onde o composto contendo terra rara insolúvel está na forma de um ou mais de um grânulo, cristalito, partícula ou outro particulado, onde o composto contendo terra rara insolúvel tem um tamanho médio de partícula selecionado do grupo de um tamanho médio de partícula de 10 pelo menos 0,5 nm, um tamanho médio de partícula de pelo menos 1 nm, um tamanho médio de partícula de pelo menos 5 nm, um tamanho médio de partícula de pelo menos 10 nm, um tamanho médio de partícula de pelo menos 100 nm, um tamanho médio de partícula de pelo menos 250 nm, um tamanho médio de partícula de 15 pelo menos 500 nm, e um tamanho médio de partícula de pelo menos

1 pm, onde o composto contendo terra rara insolúvel compreende dois ou mais compostos contendo terra rara insolúvel, onde o composto contendo terra rara insolúvel compreende um ou 20 mais de cério, lantânio e praseodímio, onde os compostos contendo terra rara insolúveis podem ter os mesmos ou diferentes elementos de terra rara, onde os compostos contendo terra rara insolúveis pode conter estados misturados de valência ou oxidação, e onde o aglutinante de polímero compreende

25 um ou mais polímeros selecionados do grupo consistindo de poliuretanos, silicones, fluorosilicones, resinas fenólicas, resinas de melamina, formaldeído de melamina, formaldeído de uréia, náilons e outras poliamidas, polietilenos, LDPE, LLDPE, HDPE, copolímeros de polietileno, poliolefinas, cloretos de polivinila plastificado, cloretos de

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9/10 polivinila não plastificado, resinas de fluorocarbono, politetrafluoretileno, poliestirenos, polipropilenos, resinas celulósicas, butiratos de acetato de celulose, resinas acrílicas, poliacrilatos, polimetilmetacrilatos, mesclas termoplásticas, enxertos 5 termoplásticos, acrilonitrila-butadieno-estirenos, acrilonitrila-estirenos, policarbonatos, acetatos de polivinil, acetatos de etileno vinil, álcoois de polivinil, polioximetileno, poliformaldeído, poliacetais, poliésteres, tereftalato de polietileno, cetona poliéter éter, resinas de fenolformaldeído, resóis, novolacas, elastômeros, borrachas naturais, 10 borrachas sintéticas, borrachas de estirenobutadieno, neoprenos, borracha de nitrila, borracha de butil, silicones, polietileno clorossulfonado alquilado, polietilenos clorossulfonados, perfluoroelastômeros, policloropreno, terpolímeros de etilenopropileno-dieno, polietileno clorado, e fluoroelastômeros.

15
12. Composição agregada de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que ainda compreende um ou mais de um agente inorgânico, um aditivo e um auxiliar de fluxo, em que o agente inorgânico é selecionado do grupo consistindo de resinas sintéticas de troca de íon, carbonos 20 ativados, zeolitas sintéticas, zeolitas de ocorrência natural, minerais, argilas, argilas bentonita, argilas esmectite, argilas caulim, argilas dolomita, argilas montmorilonita, derivados de argila, materiais de silicato de metal, minerais de silicato de metal, fosfatos de metal, fosfatos minerais, óxidos de metal, fosfatos de cálcio, silicatos de 25 alumínio, óxidos de ferro, óxidos de manganês, onde o aditivo é selecionado do grupo consistindo de aditivos de modificação da superfície da partícula, agentes de acoplamento, plastificantes, enchedores, agentes de expansão, fibras, agentes antiestéticos, iniciadores, agentes de

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10/10 suspensão, fotossensibilizadores, lubrificantes, agentes de umidificação, surfactantes, pigmentos, tintas, estabilizadores de UV e agentes de suspensão, e onde o auxiliar de fluxo é selecionado de um

5 grupo consistindo de auxiliar de fluxo inorgânico, sulfato férrico, cloreto férrico, sulfato ferroso, sulfato de alumínio, aluminato de sódio, poli-alumínio cloreto, tricloreto de alumínio, sílicas, terroso diatomáceo, auxiliares de fluxo orgânicos, floculantes orgânicos, poliacrilamidas catiônicas, poliacrilamidas não iônicas, policrilamidas 10 aniônicas, EPI-DMA's, epicloroidrina-dimetilaminas, DADMACs, cloretos de polidialidimetil- amônia, polímeros de diciandiamida/formaldeído, polímeros de diciandiamida/amina e guar natural.
13. Substrato de filtro para remoção de
15 contaminantes, caracterizado pelo fato de que o substrato de filtro apresenta uma estrutura permeável de fluido e compreende a composição agregada como definida na reivindicação 1.