ES2303039T3 - Uso de siliconas para producir o facilitar el flujo de dispersiones de materiales particulados solidos en liquidos. - Google Patents
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Abstract
Uso de siloxanos para producir o facilitar el flujo y la transferencia de dispersiones de materiales particulados sólidos en líquidos que tienen características de alta viscosidad o resistencia al flujo.
Description
Uso de siliconas para producir o facilitar el
flujo de dispersiones de materiales particulados sólidos en
líquidos.
La presente invención se refiere al uso de
siloxanos para producir o facilitar el flujo y la transferencia de
dispersiones de materiales particulados sólidos en líquidos, con
referencia particular a los lodos concentrados que se originan a
partir de plantas de purificación o a los residuos de procesos de la
industria química.
Los procesos de purificación de agua dan como
resultado la producción de lodos, que se derivan de la separación
de materiales suspendidos, de la precipitación de sustancias
disueltas y, lo más importante, de la transformación de sustancias
orgánicas en masa celular microbiana. Los lodos también pueden
originarse a partir de desechos civiles e industriales que
contienen una gran cantidad de sólidos suspendidos.
Con el fin de enviarse al vertedero para su
eliminación, los lodos deben someterse en primer lugar a una serie
de operaciones destinadas a reducir el volumen y a disminuir la
peligrosidad de los mismos.
En primer lugar, los lodos se espesan o bien por
medio de sedimentadores particulares o bien mediante floculación;
posteriormente se desactivan o bien por medio de digestión aerobia o
anaerobia o bien usando un método de estabilización conocido como
"lagunaje".
Tras todas las operaciones mencionadas
anteriormente, los lodos se deshidratan por medio de centrifugación
o filtración (a vacío o mediante filtro prensa o prensa para
vulcanizar correas), hasta un contenido en agua de aproximadamente
el 60-80%.
En este punto, los lodos deben enviarse a una
etapa posterior de almacenamiento y secado o a incineración o al
vertedero, o hacia otros modos de eliminación.
Sin embargo, la transferencia de estos lodos se
hace difícil por la alta viscosidad de los mismos hasta el punto de
que el uso de bombas o bien es complicado o bien sencillamente no es
una opción. Ni siquiera las bombas de la más alta eficacia
disponibles comercialmente lograron transferir tales lodos.
Por tanto, es necesario emplear métodos de
transferencia alternativos, tales como transporte en cintas, que
son, sin embargo, desfavorables tanto desde el punto de vista
económico, debido a su baja eficacia, como desde el punto de vista
medioambiental y toxicológico, ya que los lodos permanecen expuestos
al aire durante la transferencia, con los consiguientes riesgos
para los operarios.
Sin embargo a menudo también se encuentran lodos
similares o dispersiones muy espesas y viscosas de materiales
particulados sólidos en líquidos en otros campos industriales.
Unicamente a modo de ejemplo, pueden citarse los residuos de
refinerías de aceite y petróleo. En tales casos, de nuevo, se hace
frente a una masa que es difícil, si no imposible, de transferir
por medio de bombas y se fuerza a volver a los medios de
transferencia insatisfactorios y alternativos mencionados
anteriormente.
La solicitud de patente europea número
EP-A-1 400 554 da a conocer
copolímeros de organopolisiloxano que contienen como promedio al
menos un grupo poliéster unido al siloxano mediante un espaciador y
como promedio al menos un grupo hidrófilo de fórmula dada unido al
siloxano mediante un espaciador. Tales copolímeros son útiles como
agentes emulsionantes y agentes de dispersión, en particular para
producir emulsiones W/O de baja viscosidad.
El documento US 3 834 924 da a conocer un
procedimiento para producir pigmentos inorgánicos modificados en su
superficie, en el que una disolución acuosa de un aminoorganosilano
se mezcla con una dispersión acuosa de alto contenido en sólidos de
pigmentos inorgánicos finamente divididos para formar una masa de
tipo plástico fluida, espesa, y para llevar a cabo una reacción
entre el grupo reactivo en superficie de los pigmentos con los
grupos funcionales del aminoorganosilano.
El problema subyacente de la presente invención
ha sido por tanto el de permitir la transferencia de dispersiones
de materiales particulados sólidos en líquidos, en particular lodos,
que debido a sus características de alta viscosidad y a veces
debido a su comportamiento reopéctico, hasta ahora han resultado ser
no transferibles por medio de bombas.
Un problema de este tipo se ha resuelto, según
la invención, mediante el uso de siloxanos, que se añaden a estas
dispersiones para permitir su transferencia por medio de bombas.
Se prefieren particularmente los
polidimetilsiloxanos.
Los siloxanos se añaden a las dispersiones en
cuestión y se distribuyen uniformemente en ellas por medio de
mezcladoras o agitadores convencionales.
En el caso particular de los lodos, la adición
de los siloxanos puede llevarse a cabo convenientemente antes de la
deshidratación mecánica, es decir antes de la centrifugación o
filtración, o tras un tratamiento de este tipo, antes, durante o
después de su transferencia por medio de bombas a las etapas de
almacenamiento o eliminación.
Los siloxanos se añaden a la dispersiones en
cantidades preferiblemente iguales al 0,005-5%,
convenientemente iguales al 0,01-1%, del peso seco
de la dispersión que va a transferirse.
Un ejemplo de siloxano particularmente adecuado
para su uso según la presente invención es el polidimetilsiloxano
producido por la compañía GE Silicones y comercializado con el
nombre "OIL M 350-tote".
Los siloxanos pueden usarse como tales o,
especialmente cuando la dispersión que va a transferirse es una
dispersión acuosa, en forma de emulsiones acuosas actualmente
comercializadas como agentes antiespumantes. Un ejemplo de tales
emulsiones acuosas de siloxano está constituido por el producto
antiespumante 510 S de la compañía GE Bayer Silicones.
La presente invención se describirá
adicionalmente con referencia a una realización, facilitada a
continuación en el presente documento a modo de ejemplo ilustrativo
y no limitativo.
Se ha deshidratado mecánicamente (centrifugación
o filtración) un lodo de una planta de purificación de desechos
civiles, previamente espesado mediante floculación y después
desactivado mediante digestión aerobia, que tenía un contenido en
sustancia seca del 2%, hasta el 20% de sustancia seca.
Se ha añadido al lodo deshidratado una emulsión
acuosa de polidimetilsiloxano directamente en la bomba que se
estaba usando para su transferencia a los sitios de almacenamiento,
y exactamente el producto "antiespumante 510 S" de GE Bayer
Silicones previamente diluido 1:5 con agua, en un volumen tal como
para contener una cantidad de siloxano (en una base de peso seco)
del 0,8% del peso seco del lodo.
La adición del siloxano ha determinado un
aumento considerable del flujo del lodo, lo que ha producido una
reducción del 50% de la absorción eléctrica de la bomba de
transferencia de tipo Monho.
En ausencia de siloxanos, la transferencia del
mismo lodo deshidratado por medio de bombas ha sido o bien
imposible o bien extremadamente difícil e incluso la adición de
agentes de flujo convencionales, tales como disoluciones
polielectrolíticas, ha dado resultados escasamente
satisfactorios.
Tal como se mencionó anteriormente, la presente
invención se ha ilustrado haciendo referencia a lodos de desechos
civiles o industriales, pero encuentra aplicación en todos los casos
en los que se encuentran dificultades en la transferencia de
dispersiones de materiales particulados sólidos (tanto dispersiones
acuosas como dispersiones en disolventes mezclados u orgánicos),
caracterizadas por una alta viscosidad o resistencia al flujo, o
incluso por un comportamiento reopéctico.
Claims (8)
1. Uso de siloxanos para producir o facilitar el
flujo y la transferencia de dispersiones de materiales particulados
sólidos en líquidos que tienen características de alta viscosidad o
resistencia al flujo.
2. Uso según la reivindicación 1, en el que
dichos siloxanos consisten en polidimetilsiloxano.
3. Uso según una cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en el que dichas dispersiones son lodos
de plantas de purificación de desechos civiles o industriales.
4. Uso según la reivindicación 3, en el que los
siloxanos se añaden a dichos lodos antes del tratamiento de
deshidratación de estos últimos por centrifugación o filtración
mediante filtro prensa o prensa para vulcanizar correas.
5. Uso según una cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en el que los siloxanos se añaden a
dichas dispersiones en la cantidad del 0,005-5% del
peso seco de la dispersión.
6. Uso según la reivindicación 5, en el que
dichos siloxanos se añaden a dichas dispersiones en la cantidad del
0,01-1% del peso seco de la dispersión.
7. Uso según una cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en el que dichas dispersiones son
dispersiones acuosas y dichos siloxanos se añaden en forma de
emulsiones acuosas.
8. Uso según la reivindicación 3, en el que los
siloxanos se añaden a dichos lodos tras el tratamiento de
deshidratación de estos últimos, antes de su transferencia por medio
de bombas a las etapas posteriores de almacenamiento y
eliminación.
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