ES2835705T3 - Moléculas pequeñas basadas en tensioactivos para reducir la incrustación del aluminosilicato en el proceso de Bayer - Google Patents
Moléculas pequeñas basadas en tensioactivos para reducir la incrustación del aluminosilicato en el proceso de Bayer Download PDFInfo
- Publication number
- ES2835705T3 ES2835705T3 ES14878084T ES14878084T ES2835705T3 ES 2835705 T3 ES2835705 T3 ES 2835705T3 ES 14878084 T ES14878084 T ES 14878084T ES 14878084 T ES14878084 T ES 14878084T ES 2835705 T3 ES2835705 T3 ES 2835705T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- surfactant
- amine
- binder
- mixture
- dsp
- 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
Links
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 title claims abstract description 54
- 238000004131 Bayer process Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 12
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 12
- 150000003384 small molecules Chemical class 0.000 title description 26
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 50
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 44
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 claims abstract description 37
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 claims abstract description 23
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 16
- NNONYLAVTYBWGW-UHFFFAOYSA-N pentadecane-1,3-diamine Chemical group CCCCCCCCCCCCC(N)CCN NNONYLAVTYBWGW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 150000002118 epoxides Chemical class 0.000 claims abstract description 4
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 claims description 22
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 claims description 15
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 claims description 8
- FAGUFWYHJQFNRV-UHFFFAOYSA-N tetraethylenepentamine Chemical compound NCCNCCNCCNCCN FAGUFWYHJQFNRV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N Ethylenediamine Chemical compound NCCN PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- GYZLOYUZLJXAJU-UHFFFAOYSA-N diglycidyl ether Chemical compound C1OC1COCC1CO1 GYZLOYUZLJXAJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 45
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 39
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 36
- 239000000047 product Substances 0.000 description 24
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 23
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 18
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 15
- 229910052665 sodalite Inorganic materials 0.000 description 15
- BPSIOYPQMFLKFR-UHFFFAOYSA-N trimethoxy-[3-(oxiran-2-ylmethoxy)propyl]silane Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCOCC1CO1 BPSIOYPQMFLKFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 13
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 13
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 125000003545 alkoxy group Chemical group 0.000 description 12
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 11
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 10
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 9
- KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N disiloxane Chemical class [SiH3]O[SiH3] KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 9
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 7
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910001570 bauxite Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 6
- 125000004430 oxygen atom Chemical group O* 0.000 description 6
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 6
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 6
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 6
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical group [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000003518 caustics Substances 0.000 description 5
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 5
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 5
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 5
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 5
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 4
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 4
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 4
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 101150044561 SEND1 gene Proteins 0.000 description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 3
- 150000004985 diamines Chemical class 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 3
- 125000001183 hydrocarbyl group Chemical group 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- GGHDAUPFEBTORZ-UHFFFAOYSA-N propane-1,1-diamine Chemical compound CCC(N)N GGHDAUPFEBTORZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 3
- QGLWBTPVKHMVHM-KTKRTIGZSA-N (z)-octadec-9-en-1-amine Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCCN QGLWBTPVKHMVHM-KTKRTIGZSA-N 0.000 description 2
- FLDSMVTWEZKONL-AWEZNQCLSA-N 5,5-dimethyl-N-[(3S)-5-methyl-4-oxo-2,3-dihydro-1,5-benzoxazepin-3-yl]-1,4,7,8-tetrahydrooxepino[4,5-c]pyrazole-3-carboxamide Chemical compound CC1(CC2=C(NN=C2C(=O)N[C@@H]2C(N(C3=C(OC2)C=CC=C3)C)=O)CCO1)C FLDSMVTWEZKONL-AWEZNQCLSA-N 0.000 description 2
- 102100024058 Flap endonuclease GEN homolog 1 Human genes 0.000 description 2
- 101000833646 Homo sapiens Flap endonuclease GEN homolog 1 Proteins 0.000 description 2
- 101100424482 Schizosaccharomyces pombe (strain 972 / ATCC 24843) tam5 gene Proteins 0.000 description 2
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 2
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 2
- 150000003973 alkyl amines Chemical class 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- PAFZNILMFXTMIY-UHFFFAOYSA-N cyclohexylamine Chemical compound NC1CCCCC1 PAFZNILMFXTMIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000029087 digestion Effects 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 125000001301 ethoxy group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])O* 0.000 description 2
- NHWGPUVJQFTOQX-UHFFFAOYSA-N ethyl-[2-[2-[ethyl(dimethyl)azaniumyl]ethyl-methylamino]ethyl]-dimethylazanium Chemical compound CC[N+](C)(C)CCN(C)CC[N+](C)(C)CC NHWGPUVJQFTOQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 238000005188 flotation Methods 0.000 description 2
- SYECJBOWSGTPLU-UHFFFAOYSA-N hexane-1,1-diamine Chemical compound CCCCCC(N)N SYECJBOWSGTPLU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 2
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 2
- 239000002455 scale inhibitor Substances 0.000 description 2
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- XBTRYWRVOBZSGM-UHFFFAOYSA-N (4-methylphenyl)methanediamine Chemical compound CC1=CC=C(C(N)N)C=C1 XBTRYWRVOBZSGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UWFRVQVNYNPBEF-UHFFFAOYSA-N 1-(2,4-dimethylphenyl)propan-1-one Chemical compound CCC(=O)C1=CC=C(C)C=C1C UWFRVQVNYNPBEF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KGRVJHAUYBGFFP-UHFFFAOYSA-N 2,2'-Methylenebis(4-methyl-6-tert-butylphenol) Chemical compound CC(C)(C)C1=CC(C)=CC(CC=2C(=C(C=C(C)C=2)C(C)(C)C)O)=C1O KGRVJHAUYBGFFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KEZYHIPQRGTUDU-UHFFFAOYSA-N 2-[dithiocarboxy(methyl)amino]acetic acid Chemical compound SC(=S)N(C)CC(O)=O KEZYHIPQRGTUDU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RNLHGQLZWXBQNY-UHFFFAOYSA-N 3-(aminomethyl)-3,5,5-trimethylcyclohexan-1-amine Chemical compound CC1(C)CC(N)CC(C)(CN)C1 RNLHGQLZWXBQNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N Bromine atom Chemical compound [Br] WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 0 CCCCCCCCCCCCNCCCN(CC(COCCCCCSO*)O)CC(COCCOCC(CN(CCCNCCCCCCCCCCCC)CC(COCCC[Si](O*)(O*)O*)O)O)O Chemical compound CCCCCCCCCCCCNCCCN(CC(COCCCCCSO*)O)CC(COCCOCC(CN(CCCNCCCCCCCCCCCC)CC(COCCC[Si](O*)(O*)O*)O)O)O 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical group [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RPNUMPOLZDHAAY-UHFFFAOYSA-N Diethylenetriamine Chemical compound NCCNCCN RPNUMPOLZDHAAY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- BRLQWZUYTZBJKN-UHFFFAOYSA-N Epichlorohydrin Chemical compound ClCC1CO1 BRLQWZUYTZBJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000010469 Glycine max Nutrition 0.000 description 1
- 244000068988 Glycine max Species 0.000 description 1
- KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N Na2O Inorganic materials [O-2].[Na+].[Na+] KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002274 Nalgene Polymers 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- XZAHJRZBUWYCBM-UHFFFAOYSA-N [1-(aminomethyl)cyclohexyl]methanamine Chemical compound NCC1(CN)CCCCC1 XZAHJRZBUWYCBM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 1
- GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N bromine Substances BrBr GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000000484 butyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 229910052663 cancrinite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 1
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004587 chromatography analysis Methods 0.000 description 1
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 239000013068 control sample Substances 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920006037 cross link polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 238000010908 decantation Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000009300 dissolved air flotation Methods 0.000 description 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 1
- JRBPAEWTRLWTQC-UHFFFAOYSA-N dodecylamine Chemical compound CCCCCCCCCCCCN JRBPAEWTRLWTQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001962 electrophoresis Methods 0.000 description 1
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N ether Substances CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 239000008394 flocculating agent Substances 0.000 description 1
- 238000005189 flocculation Methods 0.000 description 1
- 230000016615 flocculation Effects 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- 238000004508 fractional distillation Methods 0.000 description 1
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 1
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- 229910001679 gibbsite Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000003055 glycidyl group Chemical group C(C1CO1)* 0.000 description 1
- 229920000578 graft copolymer Polymers 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 231100001261 hazardous Toxicity 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 125000004051 hexyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 229920006158 high molecular weight polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920001519 homopolymer Polymers 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 125000004356 hydroxy functional group Chemical group O* 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- IQPQWNKOIGAROB-UHFFFAOYSA-N isocyanate group Chemical group [N-]=C=O IQPQWNKOIGAROB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 1
- 238000000622 liquid--liquid extraction Methods 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000007885 magnetic separation Methods 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 238000005374 membrane filtration Methods 0.000 description 1
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 1
- 238000001471 micro-filtration Methods 0.000 description 1
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 1
- 238000001728 nano-filtration Methods 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 125000004433 nitrogen atom Chemical group N* 0.000 description 1
- IOQPZZOEVPZRBK-UHFFFAOYSA-N octan-1-amine Chemical compound CCCCCCCCN IOQPZZOEVPZRBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- DFPFHJJQYOWNGX-UHFFFAOYSA-N pentadecane-3,3-diamine Chemical compound CCCCCCCCCCCCC(N)(N)CC DFPFHJJQYOWNGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000001147 pentyl group Chemical group C(CCCC)* 0.000 description 1
- 238000005554 pickling Methods 0.000 description 1
- 239000010908 plant waste Substances 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 description 1
- 150000003141 primary amines Chemical group 0.000 description 1
- 125000001436 propyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 description 1
- 238000001223 reverse osmosis Methods 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000004626 scanning electron microscopy Methods 0.000 description 1
- 150000003335 secondary amines Chemical class 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 238000007873 sieving Methods 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
- 238000000638 solvent extraction Methods 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000859 sublimation Methods 0.000 description 1
- 230000008022 sublimation Effects 0.000 description 1
- 239000003760 tallow Substances 0.000 description 1
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004684 trihydrates Chemical class 0.000 description 1
- 238000000108 ultra-filtration Methods 0.000 description 1
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
- C01F7/00—Compounds of aluminium
- C01F7/02—Aluminium oxide; Aluminium hydroxide; Aluminates
- C01F7/04—Preparation of alkali metal aluminates; Aluminium oxide or hydroxide therefrom
- C01F7/06—Preparation of alkali metal aluminates; Aluminium oxide or hydroxide therefrom by treating aluminous minerals or waste-like raw materials with alkali hydroxide, e.g. leaching of bauxite according to the Bayer process
- C01F7/062—Digestion
- C01F7/0633—Digestion characterised by the use of additives
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
- C01F7/00—Compounds of aluminium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
- C01F7/00—Compounds of aluminium
- C01F7/02—Aluminium oxide; Aluminium hydroxide; Aluminates
- C01F7/04—Preparation of alkali metal aluminates; Aluminium oxide or hydroxide therefrom
- C01F7/06—Preparation of alkali metal aluminates; Aluminium oxide or hydroxide therefrom by treating aluminous minerals or waste-like raw materials with alkali hydroxide, e.g. leaching of bauxite according to the Bayer process
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Nutrition Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Detergent Compositions (AREA)
- Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Emulsifying, Dispersing, Foam-Producing Or Wetting Agents (AREA)
- Degasification And Air Bubble Elimination (AREA)
- Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
Abstract
Un método para reducir la incrustación que contiene aluminosilicato en un proceso de Bayer que comprende: añadir a un licor de Bayer una cantidad reductora de la incrustación del aluminosilicato de un producto de la reacción no polimérico resultante de la reacción de: un tensioactivo, un aglutinante de amina, un aglutinante de epóxido y un glicidoxialquiltrimetoxisilano, en donde el tensioactivo es la dodecil-1,3-propanodiamina,
Description
DESCRIPCIÓN
Moléculas pequeñas basadas en tensioactivos para reducir la incrustación del aluminosilicato en el proceso de Bayer
Antecedentes de la invención
La invención se refiere a los métodos para mejorar el tratamiento y la inhibición de la incrustación en diversas corrientes de los procesos industriales, en particular a determinadas moléculas pequeñas basadas en tensioactivos que se ha encontrado que son particularmente eficaces en el tratamiento de la incrustación del aluminosilicato en una corriente del proceso de Bayer.
Como se describe entre otros lugares, en la patente de Estados Unidos núm. 6,814,873, el proceso de Bayer se usa para fabricar alúmina a partir del mineral de bauxita. El proceso usa una solución cáustica para extraer los valores de alúmina soluble de la bauxita. Después de la disolución de los valores de alúmina de la bauxita y la eliminación del material de desecho insoluble de la corriente del proceso, la alúmina soluble se precipita como trihidrato de alúmina sólida. La solución cáustica restante conocida como "licor" y/o "licor residual" se recicla a las etapas anteriores del proceso y se usa para tratar la bauxita fresca. Esto forma así un circuito de fluido. Para los propósitos de esta solicitud, esta descripción define el término "licor". Sin embargo, el reciclaje del licor dentro del circuito de fluido tiene sus propias complejidades.
La bauxita a menudo contiene sílice en diversas formas y cantidades. Parte de la sílice no es reactiva, por lo que no se disuelve y permanece como material sólido dentro del circuito de Bayer. Otras formas de sílice (por ejemplo, las arcillas) son reactivas y se disuelven en cáustica cuando se añaden a los licores del proceso de Bayer, lo que aumenta de este modo la concentración de sílice en el licor. A medida que el licor fluye repetidamente a través del circuito del proceso de Bayer, la concentración de sílice en el licor aumenta aún más, hasta un punto en el que reacciona con el aluminio y la sosa para formar partículas de aluminosilicato insolubles. El aluminosilicato sólido se observa en al menos dos formas, la sodalita y la cancrinita. Estas y otras formas de aluminosilicato se denominan comúnmente, y para los propósitos de esta solicitud definen, los términos "producto de desilicación" o "DSP".
El DSP puede tener una fórmula de 3(Na2O^Al2O3^2S¡O2-0-2 H2O) • 2NaX donde X representa OH-, Cl-, CO32", SO42". Debido a que el DSP tiene una solubilidad inversa (la precipitación aumenta a temperaturas más altas) y puede precipitar como incrustaciones finas de sólidos cristalinos insolubles duros, su acumulación en el equipo del proceso de Bayer es problemática. A medida que el DSP se acumula en las tuberías, los recipientes, los equipos de transferencia de calor y otros equipos del proceso de Bayer, forma cuellos de botella y obstrucciones en el flujo y puede afectar negativamente el rendimiento del licor. Además, debido a sus propiedades de conductividad térmica, las incrustaciones del DSP en las superficies del intercambiador de calor reducen la eficiencia de los intercambiadores de calor.
Estos efectos adversos se manejan típicamente a través de un régimen de descalcificación, que implica que el equipo de proceso se desconecta y la incrustación se trata y se elimina física o químicamente. Una consecuencia de este tipo de sistema son los periodos de inactividad importantes y regulares de los equipos críticos. Además, como parte del proceso de descalcificación, a menudo se emplea el uso de ácidos concentrados peligrosos como el ácido sulfúrico y esto constituye un peligro de seguridad indeseable.
Otra forma en que los operadores del proceso de Bayer gestionan la acumulación de la concentración de sílice en el licor es precipitar deliberadamente el DSP como cristales libres en lugar de como incrustaciones. Típicamente, se usa una etapa de "desilicación" en el proceso de Bayer para reducir la concentración de sílice en solución mediante la precipitación de sílice como el DSP, como un precipitado libre. Si bien tal desilicación reduce la concentración general de sílice dentro del licor, la eliminación total de toda la sílice de la solución no es práctica y las condiciones cambiantes del proceso dentro de varias partes del circuito (por ejemplo, dentro de los intercambiadores de calor) pueden conducir a cambios en la solubilidad del DSP, lo que resulta en la precipitación consecuente como incrustación.
Los intentos anteriores de controlar y/o reducir la incrustación del DSP en el proceso de Bayer han incluido la adición de materiales poliméricos que contienen tres grupos alquiloxi unidos a un átomo de silicio como se describe en la patente de Estados Unidos núm. 6,814,873 B2, las solicitudes publicadas de Estados Unidos núms. 2004/0162406 A1, 2004/0011744 A1, 2005/0010008 A2, la solicitud internacional publicada núm. WO 2008/045677 A1, y el artículo publicado Max HTTM Sodalite Scale Inhibitor: Plant Experience and Impact on the Process, por Donald Spitzer y otros, páginas 57-62, Light Metals 2008, (2008).
Sin embargo, la fabricación y el uso de estos polímeros injertados con trialcoxisilano pueden implicar grados de viscosidad no deseados, lo que dificulta la manipulación y la dispersión del polímero a través del licor del proceso de Bayer. Otros intentos previos para abordar la acumulación de las incrustaciones se describen en las patentes de Estados Unidos núms. 5,650,072 y 5,314,626.
La solicitud publicada de Estados Unidos núm. 2012/148462 A1 proporciona un método para inhibir la acumulación de la incrustación del DSP en el circuito del licor de los equipos del proceso de Bayer. El método incluye la adición de una o más moléculas pequeñas basadas en silano particulares al circuito de fluido del licor. Estos inhibidores de la incrustación reducen la formación de la incrustación del DSP y, por lo tanto, aumentan el rendimiento del fluido, aumentan la cantidad de tiempo que los equipos del proceso de Bayer pueden estar operativos y reducen la necesidad de lavados con ácido costosos y peligrosos de los equipos del proceso de Bayer. Como resultado, el método proporciona una reducción significativa en el costo total de operación de un proceso de Bayer.
Por lo tanto, si bien los operadores del proceso de Bayer disponen de una variedad de métodos para gestionar y controlar la formación de la incrustación del DSP, existe una clara necesidad y utilidad en un método mejorado para prevenir o reducir la formación de la incrustación del DSP en los equipos del proceso de Bayer.
Breve resumen de la invención
Para satisfacer las necesidades de largo plazo no resueltas identificadas anteriormente, al menos una modalidad de la invención se dirige hacia un método para reducir la incrustación del aluminosilicato en un proceso de Bayer que comprende la etapa de añadir a un licor de Bayer una cantidad reductora de la incrustación del aluminosilicato de un producto de la reacción no polimérico resultante de la reacción de: un tensioactivo, un aglutinante de amina, un aglutinante de epóxido y un glicidoxialquiltrimetoxisilano (GPS), en donde el tensioactivo es la dodecil-1,3-propanodiamina.
El producto de la reacción no polimérico puede ser un resultado de la reacción de los elementos anteriores que comprenden además al menos un hidrófobo. El GPS puede ser el 3-glicidoxipropiltrimetoxisilano. El aglutinante de epóxido puede ser una molécula de acuerdo con las Fórmulas (I), (II) y cualquier combinación de estas:
El hidrófobo puede ser un glicidil éter alifático C8-C10. El producto de la reacción puede tener un peso molecular de menos de 500 g/mol (daltons). El producto de la reacción puede estar de acuerdo con la fórmula ilustrada en la Figura 2.
El producto de la reacción puede formarse al menos en parte de acuerdo con uno de los métodos que se seleccionan del grupo que consiste en Métodos: IV, V, VI, VII, VIII, IX, X, XI, XII y XIII, y cualquier combinación de estos. El aglutinante de amina puede ser uno que se selecciona de la lista que consiste en: tetraetilenpentamina y etilendiamina.
En la presente descripción se describen las características y las ventajas adicionales, y serán evidentes a partir de la siguiente descripción detallada.
Breve descripción de los dibujos
A continuación, se describe una descripción detallada de la invención con referencia específica a los dibujos en los que:
La FIGURA 1 es una ilustración de la fórmula del producto de la reacción X (no de acuerdo con la invención como se reivindica actualmente).
La FIGURA 2 es una ilustración de la fórmula del producto de la reacción BB.
La FIGURA 3 es una primera tabla de tipos de fórmulas usadas en la invención (no de acuerdo con la invención como se reivindica actualmente).
La FIGURA 4 es una segunda tabla de tipos de fórmulas usadas en la invención.
La FIGURA 5 es una tercera tabla de tipos de fórmulas usadas en la invención.
La FIGURA 6 es una cuarta tabla de tipos de fórmulas usadas en la invención
La FIGURA 7 es una ilustración del análisis SEM (microscopio electrónico de barrido) que demuestra la eficacia de la invención.
Descripción detallada de la invención
Las siguientes definiciones se proporcionan para determinar cómo deben interpretarse los términos usados en esta solicitud y, en particular, cómo deben interpretarse las reivindicaciones.
"Polímero" significa un compuesto químico que comprende esencialmente unidades estructurales repetidas que contienen cada una dos o más átomos. Si bien muchos polímeros tienen grandes pesos moleculares de más de 500, algunos polímeros, como el polietileno, pueden tener pesos moleculares de menos de 500. El polímero incluye los copolímeros y los homopolímeros.
"Molécula pequeña" significa un compuesto químico que comprende esencialmente unidades estructurales no repetidas. Debido a que un oligómero (con más de 10 unidades repetidas) y un polímero están compuestos esencialmente por unidades estructurales repetidas, no son moléculas pequeñas. Las moléculas pequeñas pueden tener pesos moleculares superiores o inferiores a 500. Los términos "molécula pequeña" y "polímero" se excluyen mutuamente.
"Incrustación" significa un depósito de material que se acumula en el equipo durante la operación de un proceso químico y/o de fabricación que puede no ser deseado y que puede afectar el costo y/o la eficiencia del proceso. El DSP es un tipo de incrustación.
"Amina" significa una molécula que contiene uno o más átomos de nitrógeno y que tiene al menos un grupo amina secundaria o amina primaria. Según esta definición, las monoaminas como la dodecilamina, las diaminas como la hexanodiamina y las triaminas como la dietilentriamina son todas aminas.
"GPS" es glicidoxialquiltrimetoxisilano que incluye el 3-glicidoxipropiltrimetoxisilano, una posible fórmula para el GPS puede representarse por la estructura:
"Alcohol etoxilado" significa un alcohol de acuerdo con la fórmula:
R-(EO)n-OH
en donde EO es un grupo etoxi (-OCH2CH2-) y n es un número entero dentro del intervalo 1-50.
"Amina etoxilada" significa una amina de acuerdo con la fórmula:
(EO),, OH
R — N
■(EO),- OH
en donde EO es un grupo etoxi (-OCH2CH2-), m es un número entero dentro del intervalo 1-50, y n es un número entero dentro del intervalo 1-50.
"G12A7" significa un tensioactivo de etoxilato de alcohol no iónico C12-C14, un ejemplo representativo del cual es Teric G12A7, vendido por Huntsman.
"G12A4" significa un tensioactivo de etoxilato de alcohol no iónico C12-C14, un ejemplo representativo del cual es Teric G12A4, vendido por Huntsman.
"G17A3" significa un tensioactivo de etoxilato de alcohol no iónico de cadena lineal C16-C18, un ejemplo representativo del cual es Teric G17A3, vendido por Huntsman.
"G9A6" significa un tensioactivo de etoxilato de alcohol no iónico de cadena lineal C9-C11, un ejemplo representativo del cual es Teric G9A6, vendido por Huntsman.
"G9A8" significa un tensioactivo de etoxilato de alcohol no iónico de cadena lineal C9-C11, un ejemplo representativo del cual es Teric G9A8, vendido por Huntsman.
"18M20" significa un tensioactivo de etoxilato de alquil amina C18-C22, un ejemplo representativo del cual es Teric
18M20, vendido por Huntsman.
"18M2" significa un tensioactivo de etoxilato de alquil amina C18-C22, un ejemplo representativo del cual es Teric 18M2, vendido por Huntsman.
"16M2" significa un tensioactivo de etoxilato de alquil amina C16-C18, un ejemplo representativo del cual es Teric 16M2, vendido por Huntsman.
"TAM5" significa un tensioactivo de etoxilato de alquil amina de sebo, un ejemplo representativo del cual es Agnique TAM5, vendido por Cognis.
"DPD" significa dodecil-1,3-propanodiamina
"EGDGE" significa diglicidil éter de etilenglicol
"OPD" significa oleil-1,3-propanodiamina
"EPI" significa epiclorhidrina
"OA" significa octilamina
"ED" significa etilendiamina
"OLA" significa oleilamina
"TEPA" significa tetraetilenpentamina
"AGE" significa glicidil éter alifático C8-C10
"Alquiloxi" significa que tiene la estructura de OX donde X es un hidrocarburo y O es oxígeno. También puede usarse indistintamente con el término "alcoxi". Típicamente, en esta aplicación, el oxígeno está unido tanto al grupo X como a un átomo de silicio de la molécula pequeña. Cuando X es C1, el grupo alquiloxi consiste en un grupo metilo unido al átomo de oxígeno. Cuando X es C2 , el grupo alquiloxi consiste en un grupo etilo unido al átomo de oxígeno. Cuando X es C3, el grupo alquiloxi consiste en un grupo propilo unido al átomo de oxígeno. Cuando X es C4, el grupo alquiloxi consiste en un grupo butilo unido al átomo de oxígeno. Cuando X es C5 , el grupo alquiloxi consiste en un grupo pentilo unido al átomo de oxígeno. Cuando X es C6, el grupo alquiloxi consiste en un grupo hexilo unido al átomo de oxígeno.
"Monoalquiloxi" significa que unido a un átomo de silicio hay un grupo alquiloxi.
"Dialquiloxi" significa que unidos a un átomo de silicio hay dos grupos alquiloxi.
"Trialquiloxi" significa que unidos a un átomo de silicio hay tres grupos alquiloxi.
"Licor sintético" o "licor residual sintético" es un líquido generado en el laboratorio que se usa para la experimentación, cuya composición con respecto a la alúmina, la sosa y la cáustica se corresponde con el licor producido mediante el reciclaje a través del proceso de Bayer.
"Licor de Bayer" es un licor real que ha pasado por un proceso de Bayer en una instalación industrial.
"Separación" significa un proceso de transferencia de masa que convierte una mezcla de sustancias en dos o más mezclas de productos distintos, al menos una de las cuales se enriquece en uno o más de los constituyentes de la mezcla, esta incluye, pero no se limita a, los procesos tales como: adsorción, centrifugación, separación ciclónica, separación basada en la densidad, cromatografía, cristalización, decantación, destilación, secado, electroforesis, elutriación, evaporación, extracción, extracción por lixiviación, extracción líquido-líquido, extracción en fase sólida, flotación, flotación por aire disuelto, flotación por espuma, floculación, filtración, filtración por malla, filtración por membrana, microfiltración, ultrafiltración, nanofiltración, ósmosis inversa, destilación fraccionada, congelación fraccionada, separación magnética, precipitación, recristalización, sedimentación, separación por gravedad, tamizado, decapado, sublimación, separación vapor-líquido, aventado, zona refinado y cualquier combinación de estos.
"Espesador" o "sedimentador" significa un recipiente usado para efectuar una separación sólido-líquido de una suspensión, a menudo con la adición de floculantes, el recipiente construido y dispuesto para recibir una suspensión retiene la suspensión durante un período de tiempo suficiente para permitir que las partes sólidas de la suspensión se depositen hacia abajo (subdesbordamiento) lejos de una parte más líquida de la suspensión (desbordamiento), decantar el desbordamiento y eliminar el subdesbordamiento. El subdesbordamiento y el desbordamiento del
espesador suelen pasar a los filtros para separar aún más los sólidos de los líquidos.
En el proceso de Bayer para la fabricación de alúmina, el mineral de bauxita pasa por una etapa de molienda y la alúmina, junto con algunas impurezas, incluida la sílice, se disuelven en el licor añadido. Luego, la mezcla pasa típicamente por una etapa de desilicación donde la sílice se precipita deliberadamente como el DSP para reducir la cantidad de sílice en la solución. La suspensión se pasa a una etapa de digestión donde cualquier sílice reactiva restante se disuelve, lo que aumenta de este modo nuevamente la concentración de sílice en la solución, que posteriormente puede formar más DSP a medida que aumenta la temperatura del proceso. Posteriormente, el licor se separa de los sólidos no disueltos y la alúmina se recupera por precipitación como gibbsita. El licor residual completa su circuito cuando pasa a través de un intercambiador de calor y regresa a la etapa de molienda. La incrustación del DSP se acumula a lo largo del proceso de Bayer pero particularmente en la etapa de digestión y más particularmente en o cerca del intercambiador de calor, por donde pasa el licor reciclado.
En esta invención, se descubrió que la dosificación de varios tipos de productos basados en moléculas pequeñas puede reducir la cantidad de la incrustación del DSP formada. Las moléculas pequeñas son productos de la reacción de los tensioactivos con el GPS, los aglutinantes de amina y los aglutinantes de epóxido. La Figura 2 muestra una estructura representativa de una molécula pequeña constituida por las combinaciones del tensioactivo, el GPS, el aglutinante de epóxido y el aglutinante de amina y que es un ejemplo de la posible combinación de productos de la reacción abarcada por esta modalidad. En al menos una modalidad de la invención, se añade una concentración eficaz del producto de molécula pequeña en algún punto o etapa del circuito del licor del proceso de Bayer, lo que minimiza o evita la acumulación del DSP en los recipientes o los equipos a lo largo del circuito del licor.
Como se describe en la patente de Estados Unidos núm. 8,545,776, la molécula pequeña DG12 es un ejemplo de una molécula pequeña que es un producto de la reacción de un tensioactivo y el GPS. De manera similar, la molécula pequeña TG14 también en la patente de Estados Unidos núm. 8,545,776, y las diversas moléculas pequeñas, tales como GEN1, GEN2 y GEN3, que se describen en las solicitudes de patente publicadas de Estados Unidos núms. 2011/0212006 y 2012/0148462 son productos de la reacción de algunos de estos elementos. La invención excluye TG14, DG12, GEN1, GEN2 y GEN3.
En al menos una modalidad, el producto de la reacción se forma al menos en parte permitiendo que dos o más de los reactivos entren en contacto entre sí durante un período de tiempo entre 1 minuto y 55 días, y/o permitiendo que los reactivos entren en contacto entre sí en una temperatura de entre 20 °C y 500 °C. La invención abarca la adición de cualquiera de algunos o todos los reactivos a la reacción simultáneamente y/o en cualquier orden secuencial. Cualquier parte de la reacción puede ocurrir dentro de uno o más de: un medio líquido, un medio de agua, en presencia de ácido y/o base, y/o bajo condiciones ácidas, básicas o neutras. Cualquier parte de la reacción puede ocurrir al menos en parte en presencia de uno o más catalizadores.
La Figura 4, la Figura 5 y la Figura 6 son tablas que ilustran algunas de las posibles combinaciones de los productos de la reacción abarcadas por esta modalidad.
En al menos una modalidad, el aglutinante de epóxido está de acuerdo con una o más de las Fórmulas (I) y (II):
En al menos una modalidad, el hidrófobo es un glicidil éter alifático C8-C10. El hidrófobo puede describirse como una cadena hidrocarbonada aromática o alifática, lineal o ramificada, que puede contener opcionalmente un enlace éter o un grupo terminal funcional adicional, tal como un epóxido que permite que el hidrófobo reaccione y se una a otras moléculas. La cadena hidrocarbonada puede constar de entre 3 y 50 átomos de carbono.
En al menos una modalidad, el hidrófobo está de acuerdo con la Fórmula (III) donde R' es una cadena hidrocarbonada lineal o ramificada que contiene al menos 3 átomos de carbono:
En al menos una modalidad, el aglutinante de amina se selecciona de monoaminas, diaminas, triaminas, butaminas y pentaminas lineales o ramificadas, alifáticas o cicloalifáticas. Se prefiere que el número total de átomos de carbono en la amina sea menor de 30 y más preferido que sea menor de 20. En al menos una modalidad, la amina se selecciona de una lista que consiste en: tetraetilenpentamina, etilendiamina y cualquier combinación de estas.
En al menos una modalidad, una molécula pequeña de amina se hace reaccionar tanto con el 3-glicidoxipropiltrialcoxisilano (GPS) como con una molécula hidrófoba para formar una composición de inhibición del DSP. La molécula hidrófoba es un compuesto reactivo con la amina que tiene un grupo funcional reactivo con amina, tales como los grupos glicidilo, cloro, bromo o isocianato. Además del grupo reactivo con amina, la molécula hidrófoba tiene al menos una cadena carbonada hidrófoba C3-C22, aromática o alifática, lineal o ramificada.
En al menos una modalidad, la molécula de amina se selecciona de monoaminas o diaminas lineales o ramificadas, alifáticas o cicloalifáticas. Se prefiere que el número total de átomos de carbono en la amina sea menor de 30 y más preferido que sea menor de 20.
En al menos una modalidad, la amina se selecciona de una lista que consiste en: isoforondiamina, xilendiamina, bis(aminometil)ciclohexano, hexanodiamina, C,C,C-trimetilhexanodiamina, metilen bis(aminociclohexano), aminas grasas saturadas, aminas grasas insaturadas, tales como oleilamina y sojaamina, N-1,3-propanodiamina grasa, tales como cocoalquilpropanodiamina, oleilpropanodiamina, dodecilpropanodiamina, seboalquilpropanodiamina hidrogenada y seboalquilpropanodiamina y cualquier combinación de estas.
No de acuerdo con la invención como se reivindica actualmente, el producto de la reacción es el Producto P, que es un producto de la reacción del GPS con un tensioactivo que tiene una fórmula de:
No de acuerdo con la invención como se reivindica actualmente, el producto de la reacción es el Producto U, que es un producto de la reacción del GPS con un tensioactivo y un hidrófobo que tiene una fórmula de:
No de acuerdo con la invención como se reivindica actualmente, el producto de la reacción es el Producto X, que es un producto de la reacción del GPS con un tensioactivo, un hidrófobo y un aglutinante de epóxido que tiene una fórmula ilustrada en la Figura 1.
En al menos una modalidad, el producto de la reacción es el Producto BB, que es un producto de la reacción del GPS con un tensioactivo, un hidrófobo, un aglutinante de epóxido y un aglutinante de amina que tiene la fórmula ilustrada en la Figura 2.
En al menos una modalidad, las condiciones de la reacción dan como resultado la formación de dos o más de los productos de la reacción mencionados anteriormente. En al menos una modalidad, la composición introducida para abordar el DSP contiene uno, dos o más de los productos de la reacción mencionados anteriormente.
En al menos una modalidad, las moléculas pequeñas basadas en tensioactivos resultantes se añaden a una solución cáustica diluida antes de la adición a la corriente del proceso.
Estas moléculas pequeñas reducen la cantidad de la incrustación del DSP formada y, por lo tanto, evitan su acumulación en los equipos del proceso de Bayer.
La eficacia de estas moléculas pequeñas fue inesperada ya que la técnica anterior enseña que sólo son eficaces los polímeros de alto peso molecular. Se suponía que la eficacia del polímero dependía de su naturaleza hidrófoba y de su tamaño. Esto se confirmó por el hecho de que los polímeros reticulados son incluso más eficaces que los polímeros monocatenarios. Como resultado, se asumió que las moléculas pequeñas solo sirven como bloques de construcción para estos polímeros y no son eficaces por derecho propio. (Documento núm. WO 2008/045677 [0030]). Además, la literatura científica afirma que las "moléculas pequeñas que contienen" ... "un grupo Si-O3 no son eficaces para prevenir la incrustación de la sodalita".... porque ... "el grupo voluminoso"... "es esencial para evitar que la molécula se incorpore a la sodalita en crecimiento". Página 579 Light Metals 2008, (2008). Sin embargo, se ha descubierto recientemente que, de hecho, como se explica adicionalmente en los ejemplos proporcionados, las moléculas pequeñas como las descritas en la presente descripción son realmente eficaces para reducir la incrustación del DSP.
Se cree que existen al menos tres ventajas en el uso de un inhibidor basado en moléculas pequeñas en contraposición a un inhibidor polimérico con múltiples unidades repetidas de silano e hidrófobos. Una primera ventaja es que el peso molecular más pequeño del producto significa que hay un mayor número de restos inhibidores activos disponibles alrededor de los sitios del cristal de semilla del DSP en la etapa de formación del DSP. Una segunda ventaja es que el peso molecular más bajo permite una mayor velocidad de difusión del inhibidor, lo que a su vez favorece la rápida unión de las moléculas inhibidoras a los cristales de semillas del DSP. Una tercera ventaja es que el peso molecular más bajo evita una alta viscosidad del producto y, por lo tanto, hace que la manipulación y la inyección en la corriente del proceso de Bayer sean más cómodas y eficaces.
En al menos una modalidad, la incrustación del DSP se aborda mediante el uso de uno o más de los métodos de aplicación descritos en las solicitudes de patente de Estados Unidos núms. 13/035,124, 13/403,282, 13/791,577, 14/011,051, las patentes de Estados Unidos núms. 5,314,626, 6,814,873, 7,390,415, 7,442,755, 7,763,698, las solicitudes de patente internacional núms. WO 02/070411, WO 2008/045677, WO 2012/115769 y las solicitudes de patente publicadas de Estados Unidos núms. 2004/0162406, 2004/0011744, 2010/0256317, 2011/0076209, 2011/0212006 y 2012/0148462.
Ejemplos
Se produjeron varios productos de la reacción mediante el uso de los reactivos enumerados en la Figura 3, la Figura 4 y la Figura 5 de acuerdo con los diversos métodos descritos a continuación. La masa del tensioactivo añadido a todas las reacciones fue de 5 g. Las masas de otros reactivos se calcularon a partir de las relaciones molares descritas en las Figuras 3, 4 y 5. Tensioactivos terminados en hidroxi (no de acuerdo con la invención como se reivindica actualmente)
Método I (no de acuerdo con la invención como se reivindica actualmente): Una mezcla del tensioactivo (terminado en dihidroxi) y el hidrófobo se agitó y calentó a 65 °C. Se añadió una solución de NaOH (50 % en agua) y la mezcla se dejó durante 30 min a 65 °C. Luego se añadió el glicidoxipropiltrimetoxisilano y la mezcla se dejó durante 2 horas a 65 °C. La mezcla de reacción se enfrió y luego se diluyó al 5 % p/p en una solución de NaOH 20 g/l.
• Se añadió NaOH a 2 equivalentes molares al epóxido añadido.
• Para los productos A - O, se usó el Método I excluyendo la incorporación de los hidrófobos.
Tensioactivos terminados en amino
Método II (no de acuerdo con la invención como se reivindica actualmente): El tensioactivo se agitó y se calentó a 65 °C. Se añadió hidrófobo y la mezcla se dejó durante 30 min a 65 °C. Luego se añadió el glicidoxipropiltrimetoxisilano y la mezcla se dejó durante 2 horas a 65 °C. La mezcla de reacción se enfrió y luego se diluyó al 5 % p/p en una solución de NaOH 20 g/l.
• Para los productos P y Q, se usó el Método II excluyendo la incorporación del hidrófobo.
Método III (no de acuerdo con la invención como se reivindica actualmente): El tensioactivo se agitó y se calentó a 65 °C. Se añadió el aglutinante de epóxido y la mezcla se dejó durante 30 min a 65 °C. Luego se añadió el glicidoxipropiltrimetoxisilano y la mezcla se dejó durante 2 horas a 65 °C. La mezcla de reacción se enfrió y luego se diluyó al 5 % p/p en una solución de NaOH 20 g/l. Método IV: Se agitó una mezcla de tensioactivo y aglutinante de amina y se calentó a 65 °C. Se añadió el aglutinante de epóxido y la mezcla se dejó durante 30 min a 65 °C. Luego se añadió el glicidoxipropiltrimetoxisilano y la mezcla se dejó durante 2 horas a 65 °C. La mezcla de reacción se enfrió y luego se diluyó al 5 % p/p en una solución de NaOH 20 g/l.
• Los productos EE y FF se dejaron reaccionar durante 60 min a 65 °C antes de la adición del glicidoxipropiltrimetoxisilano.
Método V: Se agitó una mezcla de tensioactivo y aglutinante de amina y se calentó a 65 °C. Se añadió lentamente el aglutinante de epóxido a la mezcla y luego se dejó durante 2 h en total a 65 °C. A continuación, se añadió lentamente el glicidoxipropiltrimetoxisilano y la mezcla se dejó durante 1 hora en total a 65 °C. La mezcla de reacción se enfrió y luego se diluyó al 5 % p/p en una solución de NaOH 20 g/l.
Método VI: Se agitó una mezcla de tensioactivo, aglutinante de amina y DMSO y se calentó a 65 °C. Se añadió lentamente el aglutinante de epóxido a la mezcla y luego se dejó durante 3 horas en total a 65 °C. A continuación, se añadió lentamente el glicidoxipropiltrimetoxisilano a la mezcla. Después de 30 min, se tomó una muestra de la mezcla de reacción y se añadió lentamente a una solución agitada de NaOH 20 g/l, diluyendo la muestra a una concentración de 13,3 % p/p.
Método VII: Se agitó una mezcla de tensioactivo y aglutinante de amina y se calentó a 65 °C. Se añadió lentamente el aglutinante de epóxido a la mezcla y luego se dejó durante un total de 30 minutos a 65 °C. A continuación, se añadió lentamente el glicidoxipropiltrimetoxisilano a la mezcla. Después de 19 min, se tomó una muestra de la mezcla de reacción y se añadió lentamente a una solución agitada de NaOH 20 g/l, diluyendo la muestra a una concentración del 10 % p/p.
Método VIII: Se agitó una mezcla de tensioactivo y aglutinante de amina y se calentó a 65 °C. Se añadió lentamente el aglutinante de epóxido a la mezcla y luego se dejó durante 1 hora en total a 65 °C. A continuación, se añadió lentamente el glicidoxipropiltrimetoxisilano a la mezcla. Después de 15 min se tomó una muestra de la mezcla de reacción y se añadió lentamente a una solución agitada de NaOH 20 g/l, diluyendo la muestra a una concentración del 10 % p/p.
Método IX: Se agitó una mezcla de tensioactivo, aglutinante de amina y DMSO y se calentó a 65 °C. Se añadió lentamente el aglutinante de epóxido a la mezcla y luego se dejó durante 1 hora en total a 65 °C. A continuación, se añadió lentamente el glicidoxipropiltrimetoxisilano a la mezcla y la mezcla se dejó durante 1 h. La mezcla de reacción se enfrió y luego se diluyó al 10 % p/p en una solución de NaOH 20 g/l.
Método X: Se agitó una mezcla de tensioactivo, aglutinante de amina y DMSO y se calentó a 65 °C. Se añadió lentamente el aglutinante de epóxido a la mezcla y luego se dejó durante 3 horas en total a 65 °C. A continuación, se añadió lentamente el glicidoxipropiltrimetoxisilano a la mezcla. Después de 16 min, se tomó una muestra de la mezcla de reacción y se añadió lentamente a una solución agitada de NaOH 20 g/l, diluyendo la muestra a una concentración del 11,8 %.
Método XI: La mezcla de reacción del Método X se dejó a 65 °C durante 44 minutos más después del muestreo, se enfrió y luego se diluyó al 11,8 % p/p en una solución de NaOH 20 g/l.
Método XII: Se agitó una mezcla del tensioactivo, el aglutinante de amina y el DMSO y se calentó a 65 °C. Se añadió lentamente el aglutinante de epóxido a la mezcla y luego se dejó durante 2 h y 2 min en total a 65 °C. A continuación, se añadió lentamente el glicidoxipropiltrimetoxisilano a la mezcla. Después de 20 min, se tomó una muestra de la mezcla de reacción y se añadió lentamente a una solución agitada de NaOH 20 g/l, diluyendo la muestra a una concentración del 11,8 %.
Método XIII: La mezcla de reacción del Método XII se dejó a 65 °C durante 40 minutos más después del muestreo, se enfrió y luego se diluyó al 11,8 % p/p en una solución de NaOH 20 g/l.
Resultados: Prueba 1 Método de la prueba de botella
La evaluación de la inhibición de la formación del DSP usó condiciones de prueba similares a las usadas y publicadas anteriormente. A una muestra agitada del licor residual vegetal, se añadió lentamente un pequeño volumen de la solución concentrada de metasilicato de sodio pentahidratado para aumentar la cantidad de sílice en el licor (típicamente, la concentración se incrementó en aproximadamente 1 g/l como SiO2). Este licor "enriquecido" se dividió luego en lotes de 500 ml para el tratamiento mediante la adición del inhibidor apropiado a la dosis deseada. Un lote de licor enriquecido se mantuvo como licor sin tratar.
A continuación, se submuestreó cada uno de los lotes tratados para obtener muestras duplicadas que se colocaron individualmente en botellas de polipropileno Nalgene de 250 ml y se colocaron en un baño de agua giratorio a 95 °C. También se incluyeron las muestras de control duplicadas sin tratar. Después de calentar durante 3 horas, las botellas se sacaron del baño y los sólidos se recogieron por filtración, se lavaron con agua caliente y se secaron en el horno a 110 °C. Después de secar, se pesó la masa resultante de los sólidos del DSP precipitados. La eficacia del tratamiento se determinó mediante la comparación de la masa del DSP precipitada de las muestras tratadas individuales con las muestras de control sin tratar en la misma prueba.
Los resultados se presentan como un porcentaje calculado como: (Masa promedio tratada/Masa promedio sin tratar) x 100. Un valor del 100 % significa que no hay inhibición eficaz (la misma masa que sin tratar) mientras que un valor menor del 100 % indica alguna actividad inhibidora. Los números más bajos indican una inhibición más eficaz.
Tipo 1.1 Tensioactivo de alcohol etoxilado/Siloxano (no de acuerdo con la invención como se reivindica actualmente)
Tabla 1: % de precipitado de sodalita
Tipo 1.2 Tensioactivo de amina etoxilada/Siloxano (no de acuerdo con la invención como se reivindica actualmente)
Tabla 2: % de precipitado de sodalita
Tipo 1.3 Tensioactivo de amina grasa/Siloxano (no de acuerdo con la invención como se reivindica actualmente)
Tabla 3: % de precipitado de sodalita
Tipo 2.1 Tensioactivo de amina etoxilada/Siloxano/Hidrófobo (no de acuerdo con la invención como se reivindica actualmente)
Tabla 4: % de precipitado de sodalita
Tipo 2.2 Tensioactivo de amina grasa/Siloxano/Hidrófobo (no de acuerdo con la invención como se reivindica actualmente)
Tabla 5: % de precipitado de sodalita
Tipo 3.1 Tensioactivo de amina grasa/Siloxano/Aglutinante de epóxido (no de acuerdo con la invención como se reivindica actualmente)
Tabla 6: % de precipitado de sodalita
Tipo 4.1 Tensioactivo de amina grasa/Siloxano/Aglutinante de amina/Aglutinante de epóxido
Tabla 7: % de precipitado de sodalita
Resultados: Prueba 2 Método de la prueba de botella
Las condiciones de la Prueba 2 fueron similares a las de la Prueba 1 pero se diseñaron para evaluar el efecto sobre la formación inicial de los sólidos del DSP a partir de la solución. Como resultado, en este método se usó un tiempo de retención más corto para la etapa de precipitación y una concentración inicial aumentada ("pico" más alto) de sílice en el licor. Los datos se presentan nuevamente como un porcentaje de la masa precipitada en comparación con una muestra de control sin dosificar.
Tipo 4.2 Tensioactivo de amina grasa/Siloxano/Aglutinante de pentamina/Aglutinante de epóxido
Tabla 8: % de precipitado de sodalita
Tabla 9: % de precipitado de sodalita
Tipo 4.3 Tensioactivo de monoamina grasa/Siloxano/Aglutinante de pentamina/Aglutinante de epóxido Tabla 10: % de precipitado de sodalita
Prueba 2 - Moléculas basadas en tensioactivos frente a Gen2 y Gen 3
Tabla 11: % de precipitado de sodalita
Los resultados de la Tabla 11 anterior demuestran la sorprendente diferencia entre los efectos inhibidores de los inhibidores de moléculas pequeñas previamente identificados (productos Gen 2 y Gen 3) y los productos basados en tensioactivos (DD y HS). Estos últimos son eficaces para eliminar la formación del DSP en dosis tan bajas como 30 ppm. Sin embargo, para los productos Gen2 y Gen 3, todavía se produce cierta precipitación del DSP en estas condiciones de prueba, incluso a dosis superiores a 1000 ppm. Dada la eficacia de los productos Gen 2 y Gen 3 en las condiciones de la prueba 1, tal resultado es inesperado y novedoso.
Resultados: Prueba 3 - Prueba de cupón metálico
Las condiciones de la prueba 3 fueron las mismas que las de la prueba 2, sin embargo, se incluyeron cupones de metal en las botellas y se precipitaron pequeñas cantidades del dSp sobre la superficie del metal. Como se muestra en la Figura 6, el análisis SEM de las pruebas de cupón que usan la invención muestra que se precipitaron cantidades significativas del DSP sobre el cupón sin tratar, así como también sobre los tratados con dosis extremas (1000 ppm) de productos GEN2 y GEN3. Sin embargo, en el cupón sometido al licor tratado con el inhibidor basado en tensioactivos (KK) a una dosis relativamente baja (100 ppm) se depositó significativamente menos DSP. Esto indica una eficacia sustancial y sorprendente de la molécula pequeña basada en tensioactivos para inhibir la formación de la incrustación del DSP.
Tabla 2.15 Tratamiento de licor expuesto a los cupones de metal en el método de la prueba 3.
Claims (7)
1. Un método para reducir la incrustación que contiene aluminosilicato en un proceso de Bayer que comprende:
añadir a un licor de Bayer una cantidad reductora de la incrustación del aluminosilicato de un producto de la reacción no polimérico resultante de la reacción de:
un tensioactivo, un aglutinante de amina, un aglutinante de epóxido y un glicidoxialquiltrimetoxisilano, en donde el tensioactivo es la dodecil-1,3-propanodiamina,
2. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el glicidoxialquiltrimetoxisilano es el 3-glicidoxialquiltrimetoxisilano.
3. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el aglutinante de epóxido es una molécula de acuerdo con las Fórmulas (I), (II) y cualquier combinación de estas:
4. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el producto de la reacción no polimérico resulta de la reacción del tensioactivo que es la dodecil-1,3-propanodiamina, el aglutinante de amina, el aglutinante de epóxido, el glicidoxialquiltrimetoxisilano y un hidrófobo que es un glicidil éter alifático C8-C10.
5. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el producto de la reacción tiene un peso molecular de menos de 500 g/mol (daltons).
6. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el producto de la reacción es
7. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el aglutinante de amina es uno que se selecciona de la lista que consiste en: tetraetilenpentamina y etilendiamina.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US14/151,368 US9416020B2 (en) | 2009-09-25 | 2014-01-09 | Surfactant based small molecules for reducing aluminosilicate scale in the bayer process |
| PCT/US2014/073050 WO2015105723A1 (en) | 2014-01-09 | 2014-12-31 | Surfactant based small molecules for reducing aluminosilicate scale in the bayer process |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2835705T3 true ES2835705T3 (es) | 2021-06-23 |
Family
ID=53524263
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES14878084T Active ES2835705T3 (es) | 2014-01-09 | 2014-12-31 | Moléculas pequeñas basadas en tensioactivos para reducir la incrustación del aluminosilicato en el proceso de Bayer |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP3092198B1 (es) |
| CN (1) | CN105899460B (es) |
| AU (2) | AU2014376173B2 (es) |
| BR (1) | BR112016015920B1 (es) |
| CA (1) | CA2935948C (es) |
| ES (1) | ES2835705T3 (es) |
| RU (1) | RU2678269C2 (es) |
| SA (1) | SA516371456B1 (es) |
| WO (1) | WO2015105723A1 (es) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU2023214799A1 (en) | 2022-02-07 | 2024-08-08 | Its Water Group Sa | A composition for reducing the amount of sodium hydroaluminosilicate desposits and a method for obtaining the composition |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5314626A (en) | 1991-12-23 | 1994-05-24 | Nalco Chemical Company | Method for the alteration of siliceous materials from Bayer process liquids |
| US5650072A (en) | 1994-04-22 | 1997-07-22 | Nalco/Exxon Energy Chemicals L.P. | Sulfonate and sulfate dispersants for the chemical processing industry |
| US6086771A (en) * | 1997-12-12 | 2000-07-11 | Nalco Chemical Company | Water continuous emulsion polymers for improving scale control in the bayer process |
| GB0103192D0 (en) | 2001-02-09 | 2001-03-28 | Ciba Spec Chem Water Treat Ltd | Scale removal or prevention |
| US6814873B2 (en) * | 2002-07-22 | 2004-11-09 | Cytec Technology Corp. | Method of preventing or reducing aluminosilicate scale in a bayer process |
| US7390415B2 (en) | 2002-07-22 | 2008-06-24 | Cytec Technology Corp. | Method and compositions for preventing or reducing aluminosilicate scale in alkaline industrial processes |
| GB0415227D0 (en) * | 2004-07-07 | 2004-08-11 | Accentus Plc | Precipitation of silica in a Bayer process |
| CA2666389C (en) * | 2006-10-13 | 2014-10-28 | Cytec Technology Corp. | Hydrophobically modified polyamine scale inhibitors |
| US8029752B2 (en) * | 2009-04-06 | 2011-10-04 | Nalco Company | Approach in controlling DSP scale in bayer process |
| US8889096B2 (en) | 2009-09-25 | 2014-11-18 | Nalco Company | Reducing aluminosilicate scale in the bayer process |
| US9487408B2 (en) | 2009-09-25 | 2016-11-08 | Nalco Company | Reducing aluminosilicate scale in the bayer process |
| US20130189529A1 (en) * | 2009-09-25 | 2013-07-25 | Nalco Company | Mitigation and control of aluminosilicate scale through a novel feeding strategy of the inhibitor |
| US8545776B2 (en) | 2009-09-25 | 2013-10-01 | Nalco Company | Reducing aluminosilicate scale in the Bayer process |
| CN102249253B (zh) * | 2011-01-06 | 2013-05-01 | 内蒙古大唐国际再生资源开发有限公司 | 高铝粉煤灰生产氧化铝联产活性硅酸钙的方法 |
-
2014
- 2014-12-31 ES ES14878084T patent/ES2835705T3/es active Active
- 2014-12-31 AU AU2014376173A patent/AU2014376173B2/en active Active
- 2014-12-31 CN CN201480072801.7A patent/CN105899460B/zh active Active
- 2014-12-31 RU RU2016126513A patent/RU2678269C2/ru active
- 2014-12-31 EP EP14878084.4A patent/EP3092198B1/en active Active
- 2014-12-31 BR BR112016015920-9A patent/BR112016015920B1/pt active IP Right Grant
- 2014-12-31 WO PCT/US2014/073050 patent/WO2015105723A1/en not_active Ceased
- 2014-12-31 CA CA2935948A patent/CA2935948C/en active Active
-
2016
- 2016-07-03 SA SA516371456A patent/SA516371456B1/ar unknown
-
2019
- 2019-04-02 AU AU2019202263A patent/AU2019202263B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2678269C2 (ru) | 2019-01-24 |
| AU2019202263A1 (en) | 2019-04-18 |
| RU2016126513A (ru) | 2018-02-12 |
| WO2015105723A1 (en) | 2015-07-16 |
| CA2935948C (en) | 2022-11-15 |
| BR112016015920B1 (pt) | 2021-11-30 |
| AU2014376173A1 (en) | 2016-07-21 |
| AU2019202263B2 (en) | 2020-10-08 |
| EP3092198A4 (en) | 2017-08-16 |
| EP3092198B1 (en) | 2020-09-09 |
| CA2935948A1 (en) | 2015-07-16 |
| RU2016126513A3 (es) | 2018-07-30 |
| BR112016015920A2 (pt) | 2017-08-08 |
| EP3092198A1 (en) | 2016-11-16 |
| CN105899460B (zh) | 2018-10-19 |
| CN105899460A (zh) | 2016-08-24 |
| AU2014376173B2 (en) | 2019-01-17 |
| SA516371456B1 (ar) | 2021-04-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ES2895726T3 (es) | Reducción de la incrustación de aluminosilicato en el proceso de Bayer | |
| RU2565173C2 (ru) | Уменьшение алюмосиликатных отложений в процессе байера | |
| US9988282B2 (en) | Surfactant based small molecules for reducing aluminosilicate scale in the Bayer process | |
| CA2934932C (en) | Method of reducing scale in the bayer process | |
| ES2835705T3 (es) | Moléculas pequeñas basadas en tensioactivos para reducir la incrustación del aluminosilicato en el proceso de Bayer | |
| CN112047368B (zh) | 使用含硼酸聚合物回收采矿处理产物 | |
| CN107635917B (zh) | 作为在湿法磷酸生产中的结垢抑制剂有用的改性的胺 | |
| ES2895598T3 (es) | Inhibidores de sarro resistentes a la degradación | |
| EP4476180B1 (en) | A composition for reducing the amount of sodium hydroaluminosilicate desposits and a method for obtaining the composition | |
| US20220081737A1 (en) | Pond reactor for recovery of metals | |
| CN118871391A (zh) | 用于减少水合硅铝酸钠沉积物的量的组合物和该组合物的获得方法 | |
| BR112023019597B1 (pt) | Composição para redução da quantidade de depósitos de hidroaluminossilicato de sódio nas superfícies de equipamentos e método para obtenção de uma composição | |
| OA18403A (en) | Modified amines useful as scale inhibitors in wet process phosphoric acid production. |