ES2643509T3 - Método para el uso de una nueva composición de polvo de hierro - Google Patents

Método para el uso de una nueva composición de polvo de hierro Download PDF

Info

Publication number
ES2643509T3
ES2643509T3 ES13765349.9T ES13765349T ES2643509T3 ES 2643509 T3 ES2643509 T3 ES 2643509T3 ES 13765349 T ES13765349 T ES 13765349T ES 2643509 T3 ES2643509 T3 ES 2643509T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
boron
alloy powder
iron alloy
weight
water
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES13765349.9T
Other languages
English (en)
Inventor
Per-Olof Larsson
Sigurd Berg
Hilmar Vidarsson
Leen BASTIAENS
Milica VELIMIROVIC
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hoganas AB
Original Assignee
Hoganas AB
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hoganas AB filed Critical Hoganas AB
Application granted granted Critical
Publication of ES2643509T3 publication Critical patent/ES2643509T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/002—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing In, Mg, or other elements not provided for in one single group C22C38/001 - C22C38/60
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09C—RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09C1/00—Reclamation of contaminated soil
    • B09C1/002—Reclamation of contaminated soil involving in-situ ground water treatment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09C—RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09C1/00—Reclamation of contaminated soil
    • B09C1/08—Reclamation of contaminated soil chemically
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/70—Treatment of water, waste water, or sewage by reduction
    • C02F1/705—Reduction by metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00—Nature of the contaminant
    • C02F2101/30—Organic compounds
    • C02F2101/36—Organic compounds containing halogen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
    • C02F2103/06—Contaminated groundwater or leachate
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12—All metal or with adjacent metals

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Soil Sciences (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)
  • Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Description

5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
DESCRIPCION
Metodo para el uso de una nueva composicion de polvo de hierro Campo de la invencion
La presente invencion se refiere a un metodo para la remediacion de suelo, agua o aguas subterraneas contaminados.
Antecedentes
La era industrial moderna ha proporcionado a la humanidad numerosas sustancias quimicas que mejoran las condiciones de vida y la situacion global de salud. Sin embargo tambien se conoce bien y se reconoce que en la busqueda constante de procedimientos y sustancias mas rentables, el efecto a largo plazo sobre las condiciones medioambientales que surgen del uso incontrolado de estas sustancias y procedimientos ha sido, y algunas veces lo es todavia, descuidado durante un largo periodo de tiempo.
El uso de hidrocarburos halogenados (por ejemplo compuestos clorados) en una variedad de aplicaciones ha creado problemas de salud y medioambientales ya que estas sustancias a menudo son muy estables y tienden a acumularse en los organismos vivos.
En sitios industriales u otros lugares en los que la manipulacion de tales sustancias ha sido erronea desde los aspectos del peligro para el medio ambiente y la salud, se han acumulado hidrocarburos halogenados en el suelo y las aguas subterraneas y pueden constituir una amenaza a largo plazo contra la salud y el medio ambiente. Por tanto, es por ello de mayor importancia encontrar metodos y materiales adecuados para reducir el contenido de hidrocarburos halogenados en suelo, agua y aguas subterraneas contaminados. Puesto que estos contaminantes pueden estar contenidos en grandes volumenes de por ejemplo suelos a diversos niveles de concentracion, los materiales que van a usarse para descomponer y reducir el contenido de contaminantes deben ser preferiblemente bastante baratos y tener la capacidad de ser eficaces a diversos niveles de concentracion y condiciones globales variables.
Las tecnologias de remediacion son muchas y variadas pero pueden clasificarse en metodos ex-situ e in-situ. Los metodos ex-situ implican la excavacion de los suelos afectados y el tratamiento posterior en la superficie. Los metodos in-situ buscan tratar la contaminacion sin retirar los suelos. Los enfoques de remediacion mas tradicionales (usados casi exclusivamente en sitios contaminados desde la decada de 1970 hasta la decada de 1990) consisten principalmente en la excavacion del suelo y su desecho en un vertedero (“excavacion y vertedero”) y aguas subterraneas (“bombeo y tratamiento”). Las tecnologias in situ incluyen solidificacion y estabilizacion y se han usado de manera extensa en los EE.UU.
Una tecnologia de remediacion in-situ interesante para tratar suelo, agua o aguas subterraneas contaminados con hidrocarburos halogenados/clorados se basa en la descomposicion de las sustancias en una especie menos perjudicial de la que un producto final son iones cloruro.
El hierro en forma elemental, el denominado hierro cerovalente (ZVI), ha sido propuesto por muchos inventores y cientificos para la descomposicion de hidrocarburos halogenados en suelo y agua. ZVI solo y en combinacion con diversos elementos y sustancias se han descrito en este contexto asi como metodos para el uso de los mismos. Puesto que el hierro es un material bastante barato, tiene una alta capacidad redox y un bajo impacto sobre la salud y el medio ambiente, el hierro es el agente mas adecuado para este fin.
La solicitud de patente WO2004/007379 describe catalizadores de soporte para la remediacion in situ de suelo y/o aguas subterraneas contaminados con hidrocarburos clorados, que comprenden carbono activado como absorbente e impregnado con ZVI. Ejemplos de una forma adecuada de ZVI son polvo, virutas o astillas. Entre otros, la solicitud tambien da a conocer catalizadores de soporte preparados mediante la pirolizacion de una mezcla de carbono activado y sal de hierro seguido de la reduccion del oxido de hierro formado para dar ZVI.
En la patente estadounidense 7.635.236 concedida a Zhao, se da a conocer un metodo para preparar nanoparticulas de ZVI altamente estabilizadas y dispersables y usar las nanoparticulas en una tecnologia de remediacion contra toxinas quimicas inorganicas en sitios contaminados. El metodo patentado comprende: proporcionar una composicion de nanoparticulas de ZVI dispersadas en un portador acuoso y estabilizador que comprende carboximetilcelulosa y suministrar dicha composicion al sitio contaminado.
La solicitud de patente estadounidense 2009/0191084 (Liskowitz) ensena ZVI en forma de particulas o lana de hierro enriquecida con carbono de grafito y azufre que se supone que crea sitios cataliticos sobre la superficie del ZVI, promoviendo la formacion de hidrogeno atomico en un entorno que contiene oxigeno acuoso contaminado con por ejemplo tricloroetileno. El hidrogeno atomico formado promovera la reduccion de tricloroetileno para dar etileno y etano. El ZVI puro por otro lado tiende a promover una cadena de reaccion que implica la transferencia de
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
electrones directa desde el hierro corrosivo hasta el compuesto contaminante disuelto. En el caso del tricloroetileno, este compuesto se descompondra por tanto en 1,2-cis-dicloroetileno y ademas en cloruro de vinilo que se considera mas perjudicial que el compuesto original. Se recomienza ZVI atomizado con un contenido de al menos el 4% de carbono de grafito y el 0,5% de azufre.
La solicitud de patente estadounidense 2010/0126944 da a conocer la degradacion de nitrocompuestos organicos, especialmente compuestos nitroaromaticos y nitroaminas, con particulas bimetalicas que comprenden ZVI que tiene recubrimientos discontinuos de cobre metalico sobre la superficie de las mismas. Se logran tasas superiores de degradacion cuando el agua tiene un pH de 3,5-4,4 y especialmente cuando esta presente acido acetico en el agua.
La solicitud de patente US 2011/0130575 describe una arcilla que comprende un aluminosilicato 2:1 que tiene sitios cargados negativamente; conteniendo la arcilla de aluminosilicato 2:1 particulas de ZVI de tamano subnanometrico distribuidas sobre la superficie de la arcilla. Tambien se describen metodos de sintesis de la arcilla novedosa asi como su uso en aplicaciones de remediacion, por ejemplo reducciones de decloracion.
La patente coreana KR1076765B1 da a conocer la reduccion de nitratos del agua usando ZVI combinado con niquel, paladio o cobre.
La patente EP EP0506684 concedida a Gilham da a conocer un procedimiento para limpiar un contaminante organico halogenado de aguas subterraneas en un acuifero poniendo en contacto las aguas subterraneas contaminadas con un cuerpo de metal, por ejemplo ZVI en forma de limaduras, materiales particulados, fibras etc. en condiciones anaerobias.
La patente japonesa JP2000080401 concedida a Kawasaki Steel Co. da a conocer una aleacion de hierro-boro para eliminar sustancias toxicas en aguas residuales que tienen un contenido en boro del 0,020% en peso al 0,5% en peso.
Muchos de los materiales que contienen ZVI dados a conocer usados para la remediacion de suelo o aguas contaminados con hidrocarburos halogenados incluyen particulas de tamano nanometrico cuya produccion es muy costosa mientras que la funcion de otros se basa en un efecto sinergico entre ZVI y un metal costoso. Por tanto, existe la necesidad de un material a base de ZVI eficaz y rentable para remediacion, y especialmente para remediacion in-situ, de suelo, agua o aguas subterraneas contaminados con hidrocarburos halogenados.
Sumario
La presente invencion proporciona un metodo para la remediacion de suelo, agua o aguas subterraneas contaminados con hidrocarburos halogenados.
Descripcion detallada
La presente invencion proporciona una solucion a los problemas mencionados anteriormente y se basa en el hallazgo inesperado de que particulas de ZVI, en aleacion con boro (B), presentan una eficacia sorprendentemente alta en cuanto a la descomposicion de agua y suelo contaminados con hidrocarburos halogenados/clorados. Tambien se ha mostrado que ZVI, en aleacion con B, que tiene un tamano de particula relativamente grueso, muy por encima de la denominada escala nanometrica, tiene una eficacia igual o superior para descomponer agua y suelo contaminados con hidrocarburos halogenados/clorados en comparacion con ZVI mas fino y/o ZVI de escala nanometrica.
Ademas, los materiales usados dentro del metodo de la invencion presentan una vida util relativamente larga, lo que los hace adecuados para fines de remediacion, especialmente remediacion de suelo/aguas subterraneas contaminados. En un primer aspecto de la presente invencion se proporciona un polvo de aleacion de B-hierro (tambien denominado polvo de aleacion de B-ZVI) que tiene un contenido de B del 0,7-4% en peso. Un contenido de B por encima del 40% en peso no contribuye a propiedades mejoradas en cuanto a eficacia de reaccion y tambien aumentara considerablemente el coste del material. Un contenido de B por debajo del 0,1% en peso no proporcionara al polvo de aleacion las propiedades deseadas. En este contexto, un contenido de B por encima del 7% en peso puede aumentar el riesgo de que se liberen cantidades excesivas de B en el recipiente, constituyendo por ello un posible problema medioambiental. El contenido optimo de B depende de por ejemplo el tipo y la concentracion de compuestos quimicos (por ejemplo hidrocarburos clorados) que van a descomponerse y el tipo de suelo, agua o aguas subterraneas contaminados. El polvo de aleacion de B-ZVI tiene un contenido de Fe de mas del 85%, preferiblemente mas del 90% en peso, preferiblemente mas del 93% en peso, preferiblemente mas del 95% en peso, preferiblemente mas del 96% en peso, preferiblemente mas del 96,5% en peso.
La cantidad de impurezas inevitables tales como carbono, oxigeno, azufre, manganeso y fosforo deben ser de menos del 5% en peso, preferiblemente menos del 3% en peso.
El carbono y el azufre pueden contribuir en algunas realizaciones a la remediacion y por tanto el contenido de estos
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
elementos puede controlarse a los niveles deseados.
Ademas pueden anadirse a proposito otros elementos tales como cobre, plata, oro, platino y paladio.
El intervalo de tamano de particula optimo depende de por ejemplo el tipo y la concentracion de hidrocarburos halogenados que van a descomponerse y el tipo de suelo o aguas subterraneas contaminados.
En una realizacion las particulas de polvo de aleacion de B-ZVI segun la presente invencion pueden tener un tamano de particula de entre 20 mm y 0,5 mm, preferiblemente de entre 10 mm y 1 mm. Alternativamente o ademas de esta realizacion el tamano de particula puede definirse mediante el tamano de particula promedio en peso, X50, tal como se mide mediante tamizado convencional segun la norma SS EN 24497 o mediante difraccion laser segun la norma SS-ISO 13320-1, que es de entre 8 y 3 mm.
En otra realizacion puede usarse un tamano de particula de entre 0,5 mm y 10 mm, preferiblemente 250 mm y 10 mm. Alternativamente o ademas de esta realizacion el tamano de particula puede definirse mediante el tamano de particula promedio en peso, X50, tal como se mide mediante tamizado convencional segun la norma SS EN 24497 o mediante difraccion laser segun la norma SS-ISO 13320-1, que es de entre 150 mm y 20 mm. En una realizacion adicional, puede usarse un tamano de particula de entre 50 mm y 1 mm, preferiblemente 30 mm y 1 mm. Alternativamente o ademas de esta realizacion el tamano de particula puede definirse mediante el tamano de particula promedio en peso, X50, tal como se mide segun la norma SS-ISO 13320-1, mediante difractometria laser, que es de entre 20 mm y 5 mm.
Para determinadas aplicaciones puede ser interesante usar tamanos de particula mas gruesos que pueden producirse a partir de particulas mas finas y convertirse en particulas porosas o no porosa mas gruesas, formando de ese modo agregado(s), mediante metodos conocidos tales como aglomeracion, compactacion y molienda, tratamiento termico y molienda, o compactacion, tratamiento termico y molienda. Pueden encontrarse ejemplos de tales metodos conocidos en Metals Handbook, novena edicion, volumen 7, Powder Metallurgy, American Society for Metals, 1984, paginas 293-492, Consolidation of Metal Powders. Dependiendo de la aplicacion, es decir del tipo de suelo o fluido que va a tratarse y del tipo de contaminantes, pueden elegirse diversas mezclas de polvo de aleacion de B-ZVI con sustancias conocidas con el fin de obtener una eficacia optima, formando una composicion de polvo de aleacion de ZVI-B (tambien denominada composicion de polvo de aleacion de B-hierro o composicion de polvo de aleacion de B-ZVI). El tamano de particula se determina mediante tamizado convencional segun la norma SS EN 24497 o mediante difraccion laser segun la norma SS-ISO 13320-1. Los intervalos de tamano de particula deben interpretarse como del 80% o mas, en peso de las particulas que estan dentro de los intervalos.
El polvo de aleacion de B-ZVI usado puede originarse directamente de la atomizacion una aleacion de hierro fundido-boro, por ejemplo de la atomizacion en gas o atomizacion en agua tal como se describe en Metals Handbook, novena edicion, volumen 7, Powder Metallurgy, American Society for Metals, 1984, paginas 25-30, Atomization. Alternativamente el polvo de aleacion de B-ZVI puede producirse a traves de molienda de una aleacion de hierro-boro atomizada o a traves de molienda de trozos solidificados de diverso tamano de una masa fundida de aleacion de hierro-boro. Se describen ejemplos de operaciones de molienda en Metals Handbook, novena edicion, volumen 7, Powder Metallurgy, American Society for Metals, 1984, pagina 56-70, Milling of Brittle and Ductile Materials. En otra realizacion del primer aspecto de la presente invencion las particulas de polvo de aleacion de B- ZVI se dispersan en un portador o espesante tal como goma guar o carboximetilcelulosa evitando asi la sedimentacion de las particulas y facilitando la manipulacion del material, por ejemplo facilitando la inyeccion de una dispersion en agua que contiene polvo de aleacion de B-ZVI en un acuifero o suelo contaminado. En una realizacion el espesante es disolucion de goma guar a una concentracion del 0,1-10% en peso, preferiblemente del 0,1-6% en peso, en la que la composicion de polvo de aleacion de B-ZVI se dispersa. Tambien se ha mostrado que la presencia de boro aumenta la viscosidad de una dispersion a base de goma guar en comparacion con una dispersion con material similar pero sin boro. Esto permite adiciones de una cantidad inferior de goma guar, disminuyendo asi el coste.
Segun la presente invencion se proporciona un metodo para la remediacion de suelo, agua o aguas subterraneas contaminados. La contaminacion puede deberse a la presencia de hidrocarburos (por ejemplo hidrocarburos halogenados tales como por ejemplo compuestos clorados o borados, tintes, etc.), otros compuestos organicos, o metales. El metodo comprende las etapas de proporcionar un polvo de aleacion de B-ZVI o una composicion de polvo de aleacion de B-ZVI segun el primer aspecto, poner en contacto el polvo de aleacion de B-ZVI o la composicion de polvo de aleacion de B-ZVI con el suelo, agua o aguas subterraneas contaminados colocando el polvo de aleacion de B-ZVI o la composicion de polvo de aleacion de B-ZVI en una zanja o en un acuifero en la zona contaminada, alternativamente inyectar el polvo de aleacion de B-ZVI o la composicion de polvo de aleacion de B- ZVI en el suelo o acuifero contaminado, durante un tiempo suficiente para descomponer los contaminantes. En una realizacion del metodo segun la presente invencion, se permitira que el polvo de aleacion de B-ZVI o la composicion de polvo de aleacion de B-ZVI permanezca en el suelo o acuifero despues de que las reacciones de descomposicion hayan disminuido o cesado. El polvo de aleacion de B-ZVI o la composicion de polvo de aleacion de B-ZVI segun la invencion tambien puede aplicarse en recipientes de tipo reactor de materiales, por encima del terreno o por debajo del nivel del terreno. El polvo de aleacion de B-ZVI o la composicion de polvo de aleacion de B-ZVI segun la
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
invencion tambien puede aplicarse en mezclado de suelos.
El polvo de aleacion de B-ZVI usado en el metodo de la presente invencion es adecuado para la remediacion de suelo o aguas (subterraneas) contaminados con hidrocarburos halogenados tales como hidrocarburo alifatico clorado (CAH). Otros ejemplos de contaminantes pueden ser etenos clorados que comprenden tetracloroetileno (PCE), tricloroetileno (TCE) y cis-dicloroetileno (cDCE); el grupo de cloroetanos que comprende 1,1,1,2- tetracloroetano (1111-TeCE), 1,1,2,2-tetracloroetenos (1122-TeCE),1,1,1-tricloroetano (111-TCA), 1,1,2-tricloroetano y 1,1-dicloroetano (11-DCA); el grupo de clorometanos que comprende cloroformo, diclorobromometano; y el grupo de propanos clorados que comprende 1,2,3-tricloropropano.
Ejemplos
Los siguientes ejemplos ilustran los diversos aspectos y realizaciones de los materiales usados en el metodo de la presente invencion pero no deben interpretarse como que restringen la invencion a los mismos.
Se eligieron diversos materiales de hierro conocidos en la tecnica como materiales de referencia y se compararon con los polvos y las composiciones segun la invencion. Se caracterizaron todos los materiales con respecto a la distribucion de tamano de particula, analisis quimico y area de superficie especifica. Se midieron las distribuciones de tamano de particula X10, X50 y X90 segun la norma SS-ISO 13320-1 mediante difractometria laser con un sensor de difraccion laser HELOS junto con difraccion con una unidad de dispersion RODOS. Las unidades X10, X50 y X90 representan los tamanos de particula, un porcentaje (10%, 50%, 90%) de las particulas del material es mas pequeno que el tamano indicado. Las longitudes focales fueron R3 y R5. Los umbrales de activacion para las condiciones de inicio/parada fueron del 2%, respectivamente. El modelo de dispersion de luz era segun Fraunhofer. Se uso dispersion en seco, con un diametro de inyeccion de 4 mm, la presion primaria era de 3 bar. Se fijo la unidad de dispersion para que alcanzara una concentracion optica de entre el 5 y el 15%.
Se analizaron las areas de superficie especificas mediante medicion en un unico punto con un instrumento Micromeritics Flowsorb III segun el metodo BET (metodo de Brunauer-Emmett-Teller) usando adsorcion de N2 a la temperatura de N2 liquido. Se desgasificaron todas las muestras a 110°C durante 30 minutos antes del analisis.
Se realizo el analisis quimico usando metodos analiticos convencionales. La siguiente tabla 1 muestra caracteristicas de los materiales usados. Los materiales 1 a 3 son materiales de referencia frente a los que se compararon las composiciones de la invencion.
N.2
Nombre del producto (proveedor) X10 [pm] X50 [Pm] X90 [Pm] BET [m2/kg] B [%] C [%] O [%] S [%] N [%]
1
Nanohierro RNIP-10DS (TODA Kogyo Corp.) 0,07* 4970* NA NA NA NA
2
HQ (BASF) 0,6 1,2 2,4 818 0,75 0,44 0,00 0,75
3
Polvo de hierro atomizado (Hoganas) 22 41 62 94 0,00 0,09 0,01 0,00
4
Fe0.8B (Hoganas) 20 58 103 76 0,8 0,02 1,1 0,01 0,01
Fe1.5B 18 55 105 700 1,43 0,04 0,68 0,00 0,01
5
Fe3B (Hoganas) 2 30 59 515 3 0,28 1,86 0,00 0,00
6
Fe18B (Hoganas) 1 5 12 1098 18 0,01 0,71 0,00 0,00
Tabla 1. Caracteristicas de los materiales usados; *datos del proveedor; NA: no aplicable Ejemplo 1 - Pruebas de reactividad
Los siguientes ejemplos muestran la capacidad para la degradacion de algunos CAH para los diversos materiales segun la tabla 1. Los CAH usados fueron tetracloroetileno (PCE), tricloroetileno (TCE), cis-dicloroetileno (cDCE) y 1,1,1-tricloroetano (111-TCA).
Se prepararon todas las pruebas de lotes en viales de vidrio de 160 ml con tapon gris de butil/PFTE que contenian 100 ml de aguas subterraneas simuladas anaerobias y 60 ml de espacio de cabeza, se anadieron 5 g de ZVI para las muestras 2 a 6 y 0,5 g para la muestra 1 de ZVI a nanoescala. Se seleccionaron concentraciones inferiores de particulas a nanoescala debido a su elevada reactividad. Se realizaron adiciones conocidas en las aguas subterraneas simuladas de aproximadamente 5 mg/l de PCE, 5 mg/l de TCE, 5 mg/l de c-DCE y 5 mg/l de 111-TCA.
Se establecieron los experimentos en condiciones anaerobias y por triplicado. Entonces se colocaron los viales para su mezclado suave continuo a 12°C. Se midieron H2, CAH, acetileno, etano y metano como arranque (solo blanco) y tras 14, 28, 49 y 105 dias. Se midieron las concentraciones de CAH (incluyendo productos de descomposicion) usando un instrumento GC-FID (VARIAN). Se analizo la produccion de hidrogeno en cada tiempo de toma de muestras usando un instrumento de GC-TCD (Interscinece). En cada tiempo de toma de muestras se midieron el
potencial redox y el pH usando un medidor de pH/redox (Radiometer).
En las tablas 2 a 4 se muestran las concentraciones de PCE, TCE y c-DCE con respecto al tiempo. Las tablas 5 y 6 muestran las concentraciones con respecto al tiempo de los productos de descomposicion eteno y etano.
5
DIAS
0 14 25 49 105
N.2
Concentracion pg/l de PCE
1
Nanohierro RNIP-10DS 5000 2100 1400 1000 200
2
HQ 4000 300 50 0 0
3
Polvo de hierro atomizado 3600 1700 1000 500 0
4
Fe0.8B 5300 1000 100 0 0
5
Fe1.5B 3700 1500 500 50 0
6
Fe3B 4600 1700 600 50 0
7
Fe18B 4600 1000 0 0 0
Tabla 2, concentracion de PCE [pg/l]
Dias
0 | 14 | 25 | 49 | 105
N.2
Concentracion pg/l TCE
1
Nanohierro RNIP-10DS 5100 1600 700 400 100
2
HQ 4000 1500 400 0 0
3
Polvo de hierro atomizado 5100 1800 400 200 100
4
Fe0.8B 5500 100 0 0 0
5
Fe1.5B 4300 400 20 0 0
6
Fe3B 4800 0 0 0 0
7
Fe18B 4800 0 0 0 0
10 Tabla 3, concentracion de TCE [pg/l]
Dias
0 14 25 49 105
N.2
Concentracion c-DCE [pg/l]
1
Nanohierro RNIP-10DS 5800 4800 4600 4400 3800
2
HQ 4000 2100 1300 900 500
3
Polvo de hierro atomizado 5700 5500 4900 3900 200
4
Fe0.8B 5600 200 0 0 0
5
Fe1.5B 5000 700 0 0 0
6
Fe3B 4800 0 0 0 0
7
Fe18B 4800 0 0 0 0
Tabla 4, concentracion de c-DCE [pg/l]
Dias
0 14 25 49 105
N.2
Concentracion eteno [pg/l]
1
Nanohierro RNIP-10DS 100 400 800 1000 1200
2
HQ 0 500 600 700 500
3
Polvo de hierro atomizado 0 300 600 800 700
4
Fe0.8B 0 1300 800 400 100
5
Fe1.5B 0 1200 900 500 50
6
Fe3B 0 1000 500 200 0
7
Fe18B 0 50 0 0 0
15
Tabla 5, concentracion de eteno [pg/l]
Dias
0 14 25 49 105
N.2
Concentracion etano [pg/l]
1
Nanohierro RNIP-10DS 50 300 400 500 400
2
HQ 0 400 600 700 500
3
Polvo de hierro atomizado 0 500 600 800 1000
5
10
15
20
25
30
35
40
4
Fe0.8B 0 1000 1300 1800 2000
5
Fe1.5B 0 750 1000 1800 1900
6
Fe3B 0 1100 1700 2300 2600
7
Fe18B 0 2700 2900 2900 3000
Tabla 6, concentracion de etano [pg/l]
Tal como puede observarse a partir de las tablas 2 a 4 anteriores, los materiales que contienen boro usados en los metodos de la invencion n.os 4 a 7 muestran una velocidad de reactividad superior para reducir los contaminantes TCE y c-DCE en comparacion con los materiales de referencia n.os 1 a 3. El material disponible comercialmente n.° 2 (HQ, polvo de carbonilo-hierro; BASF) muestra una velocidad de reactividad comparable en relacion con la descomposicion del contaminante PCE, en comparacion con los materiales usados en el metodo de la invencion. Las tablas 5 y 6 anteriores muestran la concentracion de los productos de reaccion menos perjudiciales de las reacciones de descomposicion, eteno y etano. Puede observarse que las concentraciones de eteno y etano aumentan mas rapidamente para los materiales usados en el metodo de la invencion en comparacion con los materiales de referencia.
Ejemplo 2 - Velocidades de corrosion
Durante la descomposicion de los contaminantes segun el ejemplo 1, se consumieron parcialmente los diversos materiales de ZVI, pero tambien el agua anaerobia que reacciono con los materiales de ZVI estaba produciendo hidrogeno. Por tanto pudo calcularse una velocidad de corrosion para cada material de ZVI a traves de la medicion del hidrogeno producido. La siguiente tabla 7 muestra la velocidad de corrosion y la vida util para algunos de los materiales de ZVI del ejemplo 1.
N.2
Velocidad de corrosion [mol/(gs)] Vida util [anos]
1
Nanohierro RNIP-10DS 3,50*10-lu 1,62
2
HQ 3,32*10-11 17,1
3
Polvo de hierro atomizado 2,1*10-11 26,3
4
Fe0.8B 6,01 *10-11 9,44
5
Fe1.5B 3,32*10-11 17,1
6
Fe3B 3,78*10-11 15,0
7
Fe18B 3,22*10-11 17,6
Tabla 7, velocidades de corrosion [mol/(gs)] y vida util [anos]
Tal como puede observarse a partir de la tabla 7 anterior, los materiales usados en el metodo de la invencion muestran vidas utiles del mismo orden que ZVI a microescala conocido y considerablemente mas largas que el material 1 de ZVI a nanoescala.
Ejemplo 3
Se calcularon las velocidades de decloracion de varios contaminantes en presencia del ZVI usando la ecuacion de velocidad de pseudo-primer orden; C=C0*e-kt, en la que C es la concentracion en cualquier tiempo, C0 es la concentracion inicial, k es la constante de desintegracion de primer orden [dia-1] y t es el tiempo de reaccion [dias]. Se calcularon las semividas como t1/2=ln2/k [dias].
N.2
t1/2 de PCE [dias] t1/2 de TCE [dias] t1/2 de c-DCE [dias] t1/2 de 1,1,1-TCA [dias]
1
Nanohierro RNIP-10DS 4,1 3,0 33 1,9
2
HQ 10,0 8,64 29,6 1,17
3
Polvo de hierro atomizado 16,7 16,0 24,9 4,68
4
Fe0.8B 5,25 2,41 2,43 1,15
Fe1.5B 10,0 3,81 1,52 0,75
5
Fe3B 8,00 1,15 1,15 1,17
6
Fe18B 6,0 1,15 1,15 1,17
Tabla 8, semividas [dias] para los contaminantes PCE, TCE, c-DCE y 1,1,1-TCA
La tabla 8 anterior muestra que las semividas globales de los contaminantes PCE, TCE, c-DCE y 1,1,1-TCA tratados con el material usado en el metodo de la invencion, n.os 4 a 6, son considerablemente inferiores en comparacion con contaminantes tratados con los materiales a microescala comparativos, n.os 2 y 3. Solo para PCE el hierro a nanoescala conocido (n.° 1) muestra mejores resultados.

Claims (5)

  1. 10
    15
  2. 2.
    20
    25
  3. 3.
    30
    35
    40
  4. 4.
    45 5.
  5. 6.
    50
    REIVINDICACIONES
    Metodo para la remediacion de suelo, aguas subterraneas o acuiferos contaminados que comprende las etapas de;
    - proporcionar un polvo de aleacion de boro-hierro o una composicion de polvo que contiene un polvo de aleacion de boro-hierro en el que el polvo de aleacion de boro-hierro consiste en el 0,74% en peso de boro, mas del 85% en peso de hierro e impurezas inevitables hasta un contenido del 10% en peso, y en el que el polvo de aleacion de boro consiste en particulas que tienen un tamano de particula de entre 0,5 mm y 20 mm, preferiblemente entre 1 mm y 10 mm,
    - poner en contacto el polvo de aleacion de boro-hierro o la composicion de polvo el suelo, agua o aguas subterraneas contaminados,
    - incubar la mezcla de polvo de aleacion de boro-hierro o la composicion de polvo con el suelo, agua o aguas subterraneas contaminados para descomponer los contaminantes.
    Metodo para la remediacion de suelo, aguas contaminadas o acuiferos contaminados que comprende las etapas de;
    - proporcionar un polvo de aleacion de boro-hierro o una composicion de polvo que contiene un polvo de aleacion de boro-hierro en el que el polvo de aleacion de boro-hierro consiste en el 0,74% en peso de boro, mas del 85% en peso de hierro e impurezas inevitables hasta un contenido del 10% en peso, y en el que el polvo de aleacion de boro consiste en particulas que tienen un tamano de particula de entre 10 mm y 0,5 mm, preferiblemente entre 10 mm y 250 mm,
    - poner en contacto el polvo de aleacion de boro-hierro o la composicion de polvo con el suelo, agua o aguas subterraneas contaminados,
    - incubar la mezcla de polvo de aleacion de boro-hierro o composicion de polvo con el suelo, agua o aguas subterraneas contaminados para descomponer los contaminantes.
    Metodo para la remediacion de suelo, aguas subterraneas o acuiferos contaminados que comprende las etapas de;
    - proporcionar un polvo de aleacion de boro-hierro o una composicion de polvo que contiene un polvo de aleacion de boro-hierro en el que el polvo de aleacion de boro-hierro consiste en el 0,74% en peso de boro, mas del 85% en peso de hierro e impurezas inevitables hasta un contenido del 10% en peso, y en el que el polvo de aleacion de boro consiste en particulas que tienen un tamano de particula de entre 1 mm y 50 mm, preferiblemente entre 1 mm y 30 mm,
    - poner en contacto el polvo de aleacion de boro-hierro o la composicion de polvo con el suelo, agua o aguas subterraneas contaminados,
    - incubar la mezcla de polvo de aleacion de boro-hierro o la composicion de polvo con el suelo, agua o aguas subterraneas contaminados para descomponer los contaminantes.
    Metodo segun las reivindicaciones 1-3, en el que el polvo de aleacion de boro-hierro o la composicion de polvo permanece en el suelo o acuifero despues de que las reacciones de descomposicion hayan cesado.
    Metodo segun las reivindicaciones 1-3, en el que los contaminantes son hidrocarburos que comprenden hidrocarburos halogenados, hidrocarburos bromados y otros compuestos organicos.
    Metodo segun las reivindicaciones 1-3, en el que los contaminantes se eligen del grupo de etenos clorados que comprende tetracloroetileno (PCE), tricloroetileno (TCE) y cis-dicloroetileno (cDCE); el grupo de cloroetanos que comprende 1,1,1,2-tetracloroetano (1111-TeCE), 1,1,2,2-tetracloroetenos (1122-TeCE), y 1,1,1-tricloroetano (111-TCA), 1,1,2-tricloroetano y 1,1-dicloroetano (11-DCA); el grupo de clorometanos que comprende cloroformo, diclorobromometano; y el grupo de propanos clorados que comprende 1,2,3- tricloropropano.
ES13765349.9T 2012-09-21 2013-09-18 Método para el uso de una nueva composición de polvo de hierro Active ES2643509T3 (es)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP12185424 2012-09-21
EP12185424 2012-09-21
EP13177597 2013-07-23
EP13177597 2013-07-23
PCT/EP2013/069326 WO2014044692A1 (en) 2012-09-21 2013-09-18 New powder, powder composition, method for use thereof and use of the powder and powder composition

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2643509T3 true ES2643509T3 (es) 2017-11-23

Family

ID=49223772

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES13765349.9T Active ES2643509T3 (es) 2012-09-21 2013-09-18 Método para el uso de una nueva composición de polvo de hierro

Country Status (14)

Country Link
US (1) US9816164B2 (es)
EP (1) EP2897911B1 (es)
JP (1) JP6235596B2 (es)
KR (1) KR20150056640A (es)
CN (1) CN104968611B (es)
AU (1) AU2013320366B2 (es)
BR (1) BR112015006277A2 (es)
CA (1) CA2885252A1 (es)
DK (1) DK2897911T3 (es)
ES (1) ES2643509T3 (es)
IN (1) IN2015DN02446A (es)
PL (1) PL2897911T3 (es)
TW (1) TWI626092B (es)
WO (1) WO2014044692A1 (es)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107883792B (zh) 2012-10-16 2020-06-05 阿贝尔基金会 包括歧管的热交换器
CN108350528B (zh) 2015-09-04 2020-07-10 思高博塔公司 无铬和低铬耐磨合金
CA3095046A1 (en) 2018-03-29 2019-10-03 Oerlikon Metco (Us) Inc. Reduced carbides ferrous alloys
EP3870727A1 (en) 2018-10-26 2021-09-01 Oerlikon Metco (US) Inc. Corrosion and wear resistant nickel based alloys
JP7382142B2 (ja) * 2019-02-26 2023-11-16 山陽特殊製鋼株式会社 スパッタリングターゲット材に適した合金
CN113631750A (zh) 2019-03-28 2021-11-09 欧瑞康美科（美国）公司 用于涂布发动机气缸孔的热喷涂铁基合金
EP3962693A1 (en) 2019-05-03 2022-03-09 Oerlikon Metco (US) Inc. Powder feedstock for wear resistant bulk welding configured to optimize manufacturability
KR102870036B1 (ko) 2019-07-09 2025-10-13 오를리콘 메트코 (유에스) 아이엔씨. 내마모성 및 내부식성을 위해 설계된 철 기반 합금
CN112676561B (zh) * 2020-11-19 2023-05-12 四川有色金源粉冶材料有限公司 一种新型合金粉末及其制备方法、耐磨涂层及其制备工艺
CN113087139B (zh) * 2021-03-24 2022-05-10 扬州大学 提升厌氧氨氧化系统运行效能的复合填料、制备方法及其应用
CN114011870B (zh) * 2021-10-20 2023-08-04 上海应用技术大学 一种硼活化二价铁离子催化二氧化氯氧化降解土壤中污染物的方法
CN115487831B (zh) * 2022-09-28 2023-11-03 中国科学院南京土壤研究所 一种Fe改性材料的制备方法及其在活化过硫酸盐降解土壤中有机污染物中的应用

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL88572C (es) * 1952-11-21 1958-07-15
JPS5532775B2 (es) * 1973-04-05 1980-08-27
US4837109A (en) * 1986-07-21 1989-06-06 Hitachi Metals, Ltd. Method of producing neodymium-iron-boron permanent magnet
GB8926853D0 (en) 1989-11-28 1990-01-17 Gillham Robert W Cleaning halogenated contaminants from water
US5725792A (en) * 1996-04-10 1998-03-10 Magnequench International, Inc. Bonded magnet with low losses and easy saturation
JP3695935B2 (ja) * 1998-03-06 2005-09-14 明久 井上 Ｆｅ−Ｓｉ−Ｃ系アモルファス合金と該合金利用の粉末冶金部材
JP3702662B2 (ja) * 1998-08-31 2005-10-05 Ｊｆｅスチール株式会社 有害物除去処理用鉄粉
JP3931610B2 (ja) * 2000-11-15 2007-06-20 Ｊｆｅスチール株式会社 土壌、水および／またはガスの浄化方法ならびに有機ハロゲン化合物の脱ハロゲン用鉄粉
US6787034B2 (en) 2002-07-12 2004-09-07 Remediation Products, Inc. Compositions for removing hydrocarbons and halogenated hydrocarbons from contaminated environments
JP2004292806A (ja) * 2003-03-07 2004-10-21 Nippon Steel Corp 土壌修復剤および土壌修復方法
JP2005131570A (ja) * 2003-10-31 2005-05-26 Toyo Ink Mfg Co Ltd 土壌浄化剤
US7635236B2 (en) 2006-03-30 2009-12-22 Auburn University In situ remediation of inorganic contaminants using stabilized zero-valent iron nanoparticles
KR100768700B1 (ko) * 2006-06-28 2007-10-19 학교법인 포항공과대학교 금속사출성형법을 이용한 합금 부품의 제조방법 및합금부품
JP5248065B2 (ja) * 2007-08-31 2013-07-31 株式会社タムラ製作所 コア材とそれを用いたコア、そのコアを使用したチョークコイル
JP5148245B2 (ja) * 2007-11-01 2013-02-20 セイコーエプソン株式会社 電池システム
US20090191084A1 (en) 2008-01-25 2009-07-30 John Jude Liskowitz Reactive atomized zero valent iron enriched with sulfur and carbon to enhance corrosivity and reactivity of the iron and provide desirable reduction products
JP4904309B2 (ja) * 2008-04-22 2012-03-28 株式会社神戸製鋼所 有機ハロゲン化合物処理材および有機ハロゲン化合物の処理方法
US20100126944A1 (en) 2008-10-20 2010-05-27 Washington Braida Treatment of Water Contaminated with Energetic Compounds
KR101076765B1 (ko) 2009-03-27 2011-10-26 광주과학기술원 이중금속 나노영가철을 사용한 질산성질소 환원방법
US8633133B2 (en) 2009-10-29 2014-01-21 Board Of Trustees Of Michigan State University Synthesis of clay-templated subnano-sized zero valent iron (ZVI) particles and clays containing same
US9117582B2 (en) * 2011-01-28 2015-08-25 Sumida Corporation Magnetic powder material, low-loss composite magnetic material containing same, and magnetic element using same
CN102409243A (zh) * 2011-11-14 2012-04-11 江苏盛伟模具材料有限公司 一种原位合成硼化物颗粒增强铁基抗磨复合材料

Also Published As

Publication number Publication date
AU2013320366B2 (en) 2017-12-07
CN104968611B (zh) 2017-11-24
KR20150056640A (ko) 2015-05-26
US9816164B2 (en) 2017-11-14
DK2897911T3 (da) 2017-11-06
CA2885252A1 (en) 2014-03-27
IN2015DN02446A (es) 2015-09-04
EP2897911A1 (en) 2015-07-29
US20150232967A1 (en) 2015-08-20
WO2014044692A1 (en) 2014-03-27
EP2897911B1 (en) 2017-08-09
JP2016500551A (ja) 2016-01-14
CN104968611A (zh) 2015-10-07
TW201412419A (zh) 2014-04-01
TWI626092B (zh) 2018-06-11
JP6235596B2 (ja) 2017-11-22
PL2897911T3 (pl) 2018-01-31
BR112015006277A2 (pt) 2017-07-04
AU2013320366A1 (en) 2015-04-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2643509T3 (es) Método para el uso de una nueva composición de polvo de hierro
Xu et al. Reactivity, selectivity, and long-term performance of sulfidized nanoscale zerovalent iron with different properties
Kitis et al. Heterogeneous catalytic degradation of cyanide using copper-impregnated pumice and hydrogen peroxide
Cao et al. Perchlorate reduction by nanoscale iron particles
Liu et al. Adsorption and reduction of roxarsone on magnetic greigite (Fe3S4): indispensable role of structural sulfide
Choi et al. Formic acid as an alternative reducing agent for the catalytic nitrate reduction in aqueous media
Arencibia et al. Regeneration of thiol-functionalized mesostructured silica adsorbents of mercury
Rosskopfová et al. Study of sorption processes of copper on synthetic hydroxyapatite
Lin et al. Towards a better understanding of the aggregation mechanisms of iron (hydr) oxide nanoparticles interacting with extracellular polymeric substances: role of pH and electrolyte solution
Reddy et al. Controlled synthesis of heterostructured Ag@ AgI/ZnS microspheres with enhanced photocatalytic activity and selective separation of methylene blue from mixture dyes
Coulibaly et al. Enhanced removal of antibiotics in hospital wastewater by Fe–ZnO activated persulfate oxidation
Mystrioti et al. Column study for the evaluation of the transport properties of polyphenol-coated nanoiron
Chen et al. Removal of ammonia nitrogen from wastewater using modified activated sludge
BR112013020196B1 (pt) Meio de filtragem e método para reduzir o conteúdo de contaminantes em fluidos, e uso do meio de filtragem
Kopinke Colloidal activated carbon and carbo-iron–Novel materials for in-situ groundwater treatment
Zhang et al. Photocatalytic degradation of glyphosate using Ce/N co-doped TiO2 with oyster shell powder as carrier under the simulated fluorescent lamp
Okpoji et al. Solar-enhanced photocatalytic degradation of pharmaceutical residues in wastewater using Fe-, Cu-, and Zn-doped TiO₂ nanomaterials
Silva-Holguín et al. Alumina–Hydroxyapatite Millimetric Spheres for Cadmium (II) Removal in Aqueous Medium
Pouretedal et al. Photodegradation of HMX and RDX in the presence of nanocatalyst of zinc sulfide doped with copper
Shaw et al. Enhanced adsorption at ZnO nanoflakes@ zeolite core shell interface: A study of changing adsorption dynamics
Abdelkader Heterogeneous Fenton-like catalytic degradation of phenazine dye over CeO2 (CP-2) nanoscale powder
Ansari et al. Arsenic removal from water samples using CeO2/Fe2O3 nanocomposite
Mackenzie et al. Nano-catalysts and colloidal suspensions of Carbo-Iron for environmental application
US20250026666A1 (en) Synergistic green sorption media for cyanobacterial toxin remediation
Ahmadi et al. Use of mechanically prepared iron nano particles for nitrate removal from water