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MX2013003595A - Tratamiento de agua. - Google Patents

Tratamiento de agua.

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Publication number
MX2013003595A
MX2013003595A MX2013003595A MX2013003595A MX2013003595A MX 2013003595 A MX2013003595 A MX 2013003595A MX 2013003595 A MX2013003595 A MX 2013003595A MX 2013003595 A MX2013003595 A MX 2013003595A MX 2013003595 A MX2013003595 A MX 2013003595A
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MX
Mexico
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sodium
water
ions
calcium
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MX2013003595A
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MX338229B (es
Inventor
Alastair James Forsyth
John Arthur Bewsey
Original Assignee
Trailblazer Technologies Pyt Ltd
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Publication date
Application filed by Trailblazer Technologies Pyt Ltd filed Critical Trailblazer Technologies Pyt Ltd
Publication of MX2013003595A publication Critical patent/MX2013003595A/es
Publication of MX338229B publication Critical patent/MX338229B/es

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Abstract

La invención proporciona un método para reducir el contenido de sodio de un agua que contiene iones de sodio disuelto, en particular un agua con un contenido del ión de sodio de al menos 100 ppm. Ejemplos de las aguas son los efluentes, tales como el drenaje ácido de minas y las aguas fluviales. El método incluye los pasos de: (i) Remover los iones de magnesio, calcio y sodio del agua al poner en contacto el agua con una(s) resina(s) de intercambio catiónico a fin de capturar los iones de sodio, calcio y magnesio presentes allí; (ii) Tratar la(s) resina(s) de intercambio catiónico del paso (i) con ácido nítrico con el objetivo de producir un eluyente que contenga iones de sodio, iones de calcio, iones de magnesio, iones de nitrato y ácido nítrico; (iii) Agregar un carbonato al eluyente a fin de precipitar los iones de calcio y magnesio como carbonatos de calcio y de magnesio; (iv) Separar los carbonatos precipitados del eluyente; y (v) Tratar el eluyente del paso (iv) a fin de obtener un producto de nitrato de potasio y/o sodio.

Description

TRATAMIENTO DE AGUA CAMPO DE LA INVENCIÓN, Esta invención se relaciona con el tratamiento del agua. La contaminación del agua es un problema importante a nivel mundial. El tratamiento de agua contaminada para volverla potable o mejorarla a fin de que sea usada en la agricultura presenta un desafío importante .
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN El agua se contamina de diversas formas. La industria minera es responsable de una contaminación significativa del agua, la cual debe ser tratada antes de que sea descargada en los sistemas fluviales. Una de las formas en que se contamina el agua es como consecuencia del agua que se filtra hacia los I pozos de minas viejos y en desuso. Al pasar a través de las rocas, el agua disuelve sulfuro presente en la roca, produciendo ácido sulfúrico. El agua que se filtra hacia los pozos de minas viejas y en desuso contiene ácido sulfúrico y sales disueltas, además puede tener un pH tan bajo; como 3. Los pozos de mina se llenan con agua ácida. Las fuentes de agua subterránea se contaminan con esta agua ácida. Los pozos eventualmente se llenan con esta agua ácida y luego el agua se desborda hacia los canales a nivel del suelo, causando serios problemas. Esta agua ácida se conoce como ; drenaje ácido de minas (DAM) , un ácido efluente de la industria I Refj. 240139 minera .
El DAM puede ser tratado mediante osmosis inversa. Aunque la osmosis inversa proporciona un producto de agua muy pura, también produce un agua salada que corresponde a un producto de desecho que contiene una cantidad importante de sales disueltas de cationes, tal como sodio, potasio, calcio, magnesio y sales similares. Es necesario que se elimine el agua salada .
La contaminación del agua no sólo es causada por la actividad humana. El agua que cae de las montañas del sur de África es pura. No obstante, al pasar por debajo de la costa, el agua entra en contacto con las rocas y otras formaciones; de ese modo algunos de los minerales contenidos en estas formaciones se disuelven en el agua. Así, parte del agua en los ríos del sur de África contiene cantidades importantes de sales disueltas. Un ejemplo de esto es el agua en el río Sundays. Esta agua contiene cantidades importantes de iones de sulfato, cloruro y sodio disuelto. El agua del río Sundays se usa para regar cosechas, tales como huertos de cítricos. Los iones disueltos en el agua tienen el efecto de reducir las cosechas que se pueden obtener de los árboles cítricos.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Según un primer aspecto de la invención, se proporciona un método para tratar el agua que contiene iones de magnesio, calcio y sodio disueltos, incluyendo los pasos de: (i) Remover los iones de magnesio, calcio y sodio del agua al poner en contacto el agua con una(s) resina (s) de intercambio catiónico a fin de capturar los iones de sodio presentes allí; (ii) Tratar la(s) resina (s) de intercambio catiónico del paso (i) con ácido nítrico con el objetivo de producir un eluyente que contenga iones de sodio, iones de calcio, iones de magnesio, iones de nitrato y ácido nítrico; (iii) Agregar un carbonato al eluyente a fin de precipitar los iones de calcio y magnesio como carbonato de calcio y carbonato de magnesio; (iv) Separar los carbonatos precipitados del eluyente; y (v) Tratar el eluyente del paso (iv) a fin de obtener un producto de nitrato de potasio y/o sodio.
La invención reduce el contenido de sodio, calcio y magnesio del agua y, al mismo tiempo, produce un nitrato de potasio y/o sodio de alta pureza, un producto con gran valor comercial.
Los carbonatos precipitados, una mezcla de carbonatos de magnesio y calcio, producidos en el paso (iii) , también conocidos como dolomita, pueden recuperarse mediante la filtración en una forma pura. La dolomita es útil en las aplicaciones de elaboración de papel y en la agricultura.
En una modalidad preferente de la invención, el carbonato de sodio se agrega en el paso (iii) y el tratamiento del paso (v) ? incluye el paso de recuperar cristales de nitrato de sodio i precipitado a partir del eluyente, por lo general mediante la evaporación del agua del eluyente.
En una modalidad preferida de la invención, el tratamiento del eluyente en el paso (v) incluye los pasos de: (vi) Agregar cloruro de potasio al eluyente; ¡ (vii) Tratar el eluyente del paso (iiij para hacer que i los iones de sodio en el eluyente se cristalicen como un cloruro de sodio; (viii) Separar el cloruro de sodio cristalizado del eluyente del paso (iv) a fin de producir cristales del cloruro de sodio y un eluyente que contiene nitrato de potasio en solución; y ¡ (ix) Recuperar nitrato de potasio del eluyente del paso (v) .
I El carbonato en esta forma de la invención puede ser , , i carbonato de potasio o sodio y es de preferencia carbonato de potasio. Cuando el carbonato es carbonato de potasio, es preferible que sea de una fuente orgánica de la ceniza, por ejemplo, ceniza proveniente del residuo de la semilla de girasol producto de la compresión del aceite vegetal, o i ceniza de los residuos de la madera, de preferencia ceniza de i palma apilada que tienen un contenido de carbonato de potasio de 60%-80%, en base al peso.
El cloruro de potasio agregado al eluyente en el paso (vi) es agregado de preferencia en una cantidad equimolar al nitrato de sodio en solución en el eluyente.
En el paso (vii) , el método preferido para hacer que el cloruro de sodio precipite es mediante el calentamiento del eluyente y al eliminar el agua del eluyente a fin dé lograr que el cloruro de sodio se cristalice de manera selectiva fuera del eluyente. La temperatura a la cual se calienta el eluyente por lo general será en el intervalo de 8[0 hasta 110°C, de preferencia 85 hasta 110°C.. El agua por lo general será eliminada mediante la evaporación en un evaporadór.
El nitrato de potasio será recuperado de preferencia en el paso (ix) mediante la refrigeración, cristalización y separación de los cristales del eluyente. El producto recuperado es un nitrato de potasio de alta calidad, que contiene 98-99% en base al peso de nitrato de potasio.
De preferencia, la resina de intercambio catiónico en la cual se capturan los iones de calcio y magnesio es la misma que aquella en la cual se capturan los iones de sodio.
En otra modalidad preferente de agua también contiene iones de sulfato menos algunos de estos iones se eliminan del agua al poner en contacto el agua con una resina de intercambio aniónicp.
De preferencia, la resina de intercambio aniónico es tratada con amoníaco a fin de producir un eluyente con intercambio aniónico que contenga sulfato de amonio y cloruro de amonio, que puede ponerse en contacto con un alcoho;l a fin i de hacer que el sulfato de amonio precipite y separe el sulfato de amonio precipitado del eluyente de intercambio aniónico.
El alcohol puede ser metanol o etanol .
El método de la presente invención es particularmente adecuado para tratar el agua que contiene al menos 100 ppm, de preferencia al menos 300 ppm hasta 1000 ppm, de iones de sodio.
El . agua puede ser agua fluvial, agua subterránea o un efluente tal como un drenaje ácido de minas.
El agua puede contener metales pesados disueltos, por ejemplo, cuando el agua corresponde a DAM. Los metales pesados pueden ser removidos del agua mediante un intercambio iónico o mediante la precipitación en aireación y el ajuste de pH, previo a la eliminación de los iones de sodio del agua.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS La Figura 1 corresponde a un diagrama de flujo de un proceso de la invención para tratar el DAM a fin de proporcionar un producto de agua aceptable a nivel medio ambiental y una solución que contiene cationes Na+ y K+, iones de nitrato y ácido nítrico; y La Figura 2 corresponde a un diagrama de flujo de un proceso de la invención para obtener un producto de nitrato de potasio a partir de la solución que contiene cationes Na+ y K+, iones de nitrato y ácido nítrico de la Figura 1.
La Figura 3 corresponde a un gráfico que muestra las solubilidades del nitrato de potasio, nitrato de sodio, cloruro de potasio y cloruro de sodio.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Esta invención, en su aspecto más amplio, se relaciona con el tratamiento de agua que contiene iones de magnesio, calcio y sodio disuelto. El agua por lo general contendrá al menos 100 ppm de iones de sodio y, de manera más general, al menos 300 ppm de iones de sodio. Los ejemplos de agua que puede ser tratada a través del método de la invención son los efluentes, en particular los efluentes ácidos tales como DAM, aguas fluviales y otras aguas contaminadas y efluentes. En muchas aguas de DAM, el contenido de ión de sodio se encuentra en el intervalo de 500 ppm hasta 1000 ppm, especialmente desde 700 hasta 1000 ppm, por ejemplo,, DAM de una mina de carbón. El pH típico de un DAM es de 2 hasta 8. Así, el agua puede ser un efluente ácido, tal como DAM, agua fluvial, agua salada proveniente de un tratamiento de osmosis inversa de DAM u otro efluente de ese tipo. Estas aguas también contienen iones de magnesio y calcio disueltos, además de sulfatos y cloruros. La invención proporciona un método para tratar estas aguas con el objetivo de reducir los niveles de estos iones disueltos que dan como resultado el agua que se produce, la cual es potable y/o capaz de ser usada en la agricultura y, además, proporciona un producto importante a nivel comercial: nitrato de potasio y/o sodio.
En lo que se presenta a continuación, se describirá una-modalidad preferente de la invención con referencia a las Figuras 1 hasta 3. El agua escogida para esta modalidad preferente es DAM. No obstante, la modalidad preferente es igualmente aplicable al tratamiento de otras aguas, tales como aguas fluviales que tienen un alto contenido de sodio y cloruro.
Con referencia a la Figura 1, un drenaje ácido de minas (DAM) 10 que contiene iones Na+, K+, Mg2+, Ca2+, S04"2 y CI" y posiblemente metales pesados, tales como uranio, radio, hierro, níquel, cobalto, cobre, manganeso, es bombeado mediante una bomba 12 a través de un filtro 14 con el objetivo de separar el cieno 16 del DAM, a fin de proporcionar un DAM filtrado 18.
El DAM filtrado 18 es bombeado mediante una bomba 20 a una columna de intercambio iónico de metal pesado 22. La columna de intercambio iónico de metal pesado 22 contiene una resina de intercambio aniónico o catiónico adaptada para capturar metales, tales como uranio, radio, hierro níquel, cobalto, cobre, manganeso que son extraídos de la resina y una corriente de efluente (eluyente) 24 abandona la columna 22.
La corriente de efluente 24 es bombeada a través de una bomba 26 hacia una primera columna de intercambio catiónico 28, que contiene una resina con un fuerte intercambio catiónico adaptada para capturar cationes bivalentes. La primera columna de intercambio catiónico captura cationes bivalentes, denominados Ca2+ y Mg2+, además una corriente de efluente 30 abandona la primera columna de. intercambio catiónico 28.
La corriente de efluente 30 es bombeada a través de la bomba 32 hacia una segunda columna de intercambio catiónico 34. La segunda columna de intercambio catiónico 34 contiene una resina con un fuerte intercambio catiónico adaptada para capturar cationes monovalentes, denominados K+ y Na+; además una corriente de efluente 36 abandona la segunda coíumna de intercambio catiónico 34.
En una forma preferida de la invención, las resinas de intercambio catiónico 28 y 34 se combinan en una columna de la resina de intercambio catiónico individual que captura tanto los cationes monovalentes como los cationes bivalentes.
La corriente de efluente 36 de la segunda columna de intercambio catiónico 34 (o la columna de la resina de intercambio catiónico individual que captura tanto los cationes monovalentes como, bivalentes) es bombeada a través de una bomba 38 hacia una columna de intercambio aniónico 40. La columna de intercambio aniónico 40 contiene una resina de intercambio aniónico adaptada para capturar aniones CI" y S042", a fin de obtener una corriente de efluente 42, que es bombeada mediante una bomba 44 para proporcionar un agua ambientalmente aceptable 46 con un pH de 7 a 8.
La resina de intercambio catiónico puede ser uná resina de intercambio catiónico gelular considérablemente ácida con gotas de tamaño uniforme (monodisperso) basada , en un copolímero de estireno-divinilbenceno, por ejemplo, Amberlita 252RF-H disponible en Rohm & Haas. La resina de intercambio aniónico puede ser una resina de intercambio iónicoi básico débil, por ejemplo, Amberlita IRA 67 RF disponible en Rohm & Haas.
La columna de extracción de metal pesado 22, la primera columna de intercambio catiónico 28 y la segunda columna de intercambio catiónico 34 se regeneran con un 20% de solución de ácido nítrico 48 que es bombeada mediante una bomba150.
La regeneración de la columna de extracción de metal pesado 22 usando ácido nítrico 48 proporciona una solución 52 que contiene nitratos de metal pesado. Los metales pesados pueden ser reclamados a partir de esa solución cpmo un producto.
La regeneración de la primera columna de intercambio catiónico 28 con ácido nítrico 48 proporciona una solución 54 que contiene predominantemente nitrato de calcio y nitrato de magnesio.
La regeneración de la segunda columna de intercambio catiónico 34· con ácido nítrico 48 proporciona una solución 56 que contiene esencialmente nitrato de sodio y nitjrato de potasio, así como también iones de calcio y magnesio. Los iones de calcio y magnesio son removidos al agregar carbonato i de sodio (carbonato sódico) , que reacciona con los iones de magnesio y los iones de calcio a fin de formar carbonato de magnesio y calcio que se precipita a partir de una solución y se remueve a partir del eluyente mediante la filtración. Un 95-99% en base al peso del producto de nitrato de sodio puro que contiene bajos niveles de nitrato de potasio se puede obtener mediante la evaporación de agua a partir del éluyente. i Este producto puede encontrar aplicaciones como parte, de una sal fundida usada en la tecnología de energía térmica solar.
La modalidad preferente ilustrada muestra las resinas de intercambio catiónico primera y segunda separadas y corrientes separadas de los iones monovalentes y bivalentes. Se puede usar una resina de intercambio catiónico individual, con los . iones bivalentes siendo absorbidos o capturados primero. Los iones monovalentes serán eluidos primero.
Las soluciones 54 y 56 también pueden ser combinadas en una solución individual de iones .monovalentes y bivalentes mezclados. 1 El amoníaco anhidro 58 es diluido en un recipiente 60 i para proporcionar un 15% de solución de amonio 62 que, se usa para regenerar la columna de intercambio aniónico 40, i con el objetivo de proporcionar una solución 64 que contiene 'sulfato de amonio y cloruro de amonio.
En el caso de DAM de una mina de oro, la introducción del DAM 10 puede tener un pH de 3, un contenido de Na+ de 200 ppm, un contenido de K+ de 6 ppm, un contenido de Mg2* de 160 ppm, un contenido de Ca2+ de 440 ppm y un contenido de Fe2+ de 220 ppm, un contenido de S042" de 1500 ppm y un contenido de CI" de 135 ppm.
Al usar el proceso de la invención en el DAM antes citado de una mina de oro, se puede obtener un producto de agua 46 que tiene un pH de 7, que contiene los siguientes niveles de iones, que es medio ambientalmente aceptable: Na+ 60 ppm, K+ 5 ppm, Mg2+ 5 ppm, Ca2+ 5 ppm, Fe2+ 0,5 ppm, S042" 150 ppm y CI" 135 ppm. De ese modo, la solución 54 contendrá 155 ppm en Mg2+ y 435 ppm en Ca+. La solución 56 contendrá 140 ppm de Na+ y 21 ppm de K+ y la solución 62 contendrá 1350 ppm de S042" y 60 ppm de CI" . El procesamiento de 20 mega litros al día del DAM antes mencionado de 10 al día proporcionará 3774 tpa de NaN03, 394 tpa de KN03, 6935 tpa de Mg(N03) 2, 13016 tpa de Ca(N03)2, 1832 tpa de Fe203, 13673 tpa de (NH4)2S04 y 657 tpa de NH4CI.
NaN03, KN03, Mg(N03)2 y Ca(N03)2 pueden ser mezclados con el objetivo de proporcionar una sopa de sales de nitrato mezcladas, que puede ser usada de manera conveniente para aumentar la mezcla catiónica en explosivos de emulsión, no obstante, el mercado para este producto es limitado. (NH4)2S04 y NH4CI pueden ser mezclados a fin de proporcionar un producto cristalino que pueda ser usado en la agricultura. Una vez más, el mercado para este producto es limitado.
Los DAM para algunas minas de carbón tienen un contenido de Na+ mucho mayor que aquellas minas de oro, por ejemplo, el contenido de Na+ de una mina de carbón puede ser sobre 500 ppm, por lo general desde 700 hasta 1000 ppm. Así, el DAM de una mina de carbón puede tener un pH de 4 , un contenido de Na+ de 800 ppm, un contenido de K+ de 10 ppm, un contenido de Mg2+ de 50 ppm, un contenido de Ca2+ de 60 ppm, un contenido de S042" de 1200 ppm y un contenido de CI" de 240 ppm. Cuando este DAM 10 pasa a través del proceso descrito con referencia a la Figura 1, se puede obtener un producto de agua 46 que contiene los siguientes niveles de iones, los cuales son aceptables a nivel medio ambiental: Na+ de 60 ppm, K+ de 5 ppm, Mg2+ de 5ppm, Ca+ de 55 ppm, S042" de 150 ppm y CI" de 75 ppm. La regeneración de las columnas de intercambio catiónico con ácido nítrico y la regeneración de la columna de intercambio aniónico con solución de amonio proporcionará: La solución 54 con 45 ppm en Mg2+ y 5 ppm en Ca2+, es decir, 275 ppm de Mg(N03)2 y 20 ppm de Ca(N03)2 La solución 56 con 740 ppm de Na+ y 5 ppm de K+, es decir, 2734 ppm de NaN03 y 12 ppm de K 03 La solución 62 con 1050 ppm de S042" y 165 ppm de CI", es decir, 1457 ppm de (NH4)2S04 y 248 ppm de NH4CI El procesamiento de 16 .mega litros al día del DAM 10 antes mencionado al día y la regeneración de las columnas de intercambio catiónico con ácido nítrico y la regeneración de la columna de intercambio aniónico con solución de amonio proporcionará 15967 tpa de NaN03, 70 tpa de KN03, 1606 tpa de Mg(N03)2, 117 tpa de Ca(N03) 2, 8509 tpa de (NH4)2S04 y 1448 tpa ¦ de NH4CI.
El sulfato de amonio y el cloruro de amonio pueden usarse, como con el agua ácida proveniente de las minas de oro, para formar un sólido agrícola como se describiera- antes .
No obstante, el contenido de sodio de la solución 56 es demasiado . elevado para los productos del proceso de la invención que se usarán en las composiciones de explosivos de emulsión debido a la baja solubilidad del nitrato de sodio comparado con el nitrato de calcio y precipitará a altas concentraciones necesarias para este propósito.
Con referencia a la Figura 2, la solución 56, o una mezcla de soluciones 54 y 56 que tienen un contenido tds de 27,9% y que contienen iones Ca2+, Mg2+, Na+, K+, N03" y CI" se proporciona como una solución ingresada 66.
En una modalidad preferente de la invención, el carbonato de sodio 67 se agrega a la solución ingresada 66. Esto hace que los carbonatos de calcio y magnesio se formen y precipiten, produciendo una suspensión de las sales de carbonato precipitadas. La suspensión puede ser pasada a una centrífuga con el objetivo de separar los carbonatos de calcio y magnesio mezclados y precipitados 68. Los carbonatos mezclados 68, conocidos como dolomita, corresponden a un producto útil en la industria agrícola. La dolomita puede tener una pureza desde 95 hasta 99% en base al peso. Después de la separación, se obtiene una solución 69 que tiene un pH de 7 hasta 8 que contiene principalmente iones de nitrato de sodio y bajos niveles de iones de nitrato de potasio, los cuales se pueden evaporar con el objetivo de obtener un producto puro 70 que contiene 95 hasta 99% en base al peso de nitrato de sodio y bajos niveles de nitrato de potasio. Este producto puede encontrar aplicaciones como parte de una sal fundida usada en la tecnología de energía térmica solar.
En una modalidad preferida de la invención, el carbonato de potasio 67 es agregado a la solución ingresada 66. El carbonato de potasio preferido proviene de una ceniza orgánica, es decir, ceniza que queda a partir de la combustión de residuo orgánico, por ejemplo, ceniza de palma apilada, que corresponde a la ceniza que queda a partir de la combustión de residuo orgánico al presionar el aceite de palma de la fruta de las palmas que crecen en vastas cantidades en Indonesia y los alrededores. Esta ceniza de palma contiene hasta 80% en base al peso de carbonato de potasio con una pequeña cantidad de fosfato y principalmente material benigno. El uso de la ceniza de palma tiene un beneficio económico sobre el carbonato de sodio (carbonato sódico) , creando una cantidad equivalente de nitrato de potasio al actual calcio y. magnesio, además de suministrar todo el carbonato necesario para precipitar el Ca y con un costo significativamente reducido. La mayoría de los materiales orgánicos producirán una ceniza adecuada cuando se hayan quemado y suficientes suministros provendrán del residuo de la semilla de girasol producto de la compresión de aceite vegetal y residuos de madera que deben ser quémados a i fin de evitar la acumulación de un gran peligro de incendio cuando se almacena. La adición de carbonato de potasio 67 hace que el carbonato de calcio y magnesio se forme y precipite, produciendo una suspensión de las sales de carbonato precipitado. La suspensión puede ser pasada a una centrífuga con el objetivo de separar los carbonátos de calcio y magnesio mezclados y precipitados 68. Los carbonátos mezclados 68, conocidos como dolomita, son un producto útil en la industria agrícola. En el caso donde se agrega1 ceniza I de palma, la dolomita puede tener una pureza desde 50 hasta 80% en base al peso, lo cual corresponde a una calidad menor que si se usara carbonato de potasio puro debido a que el contenido de ceniza de la ceniza de palma aún se encuentra presente. Este producto aún puede ser útil como un mej orador del suelo agrícola. Después de la separación, una solución 69 que tiene un pH de 7 hasta 8 que contiene iones de nitrato, I ¡ I potasio y sodio es la solución ingresada 71 que contiene j cationes Na+ y K+, iones de nitrato y el ácido nítrico tiene I un contenido de sólidos totales disueltos (tds) de 20% (por lo general, la solución comprenderá 10% de nitrato de ¡ sodio y 10% de nitrato de potasio) . La solución se mantiene a temperatura ambiente y presión atmosférica; además, el i cloruro de potasio sólido es agregado en una cantidad equimolar al nitrato de sodio. La solución resultante tiene un contenido de tds de 27,9%. Esta solución ingresada es bombeada a través de una bomba 72 a un evaporador cristalizador 74, donde la solución se mantiene al punto de ebullición a fin de proporcionar una solución concentrada 76 i con un contenido de tds de 69% y contiene además una suspensión de cristales de cloruro de sodio. Los cristales del cloruro de sodio se cristalizan selectivamente debido a la diferencia en las solubilidades de nitrato de pótasio y cloruro de sodio, como se muestra en la Figura 3.
La solución de suspensión concentrada 76 es bombeada Í mediante una bomba 78 a través de un controlador de densidad de Coriolis 80 para mantener la concentración ! a una concentración requerida y en una centrífuga 82 que separa los cristales de cloruro de sodio 84 , los cuales son lavados a fin de proporcionar un producto de cloruro de sodio de buena calidad. A partir de la centrífuga 82, se pasa una solución caliente 86 que contiene iones de Na+, K+, N03" y CI" través de un filtro 88 e introduce a un cristalizador refrigerado 90, donde un buen grado de nitrato de potasio se cristaliza a partir de la solución a 30 °C. El filtro 88 se usa para separar todas las impurezas insolubles antes que se lleve a cabo la cristalización final del producto. Una solución 92 del cristalizador refrigerado 90 que contiene nitrato de potasio cristalizado se introduce a una centrífuga 94 desde donde se obtiene un producto de nitrato de potasio sólido 96. Este producto de nitrato de potasio tendrá una impureza máxima de aproximadamente 2% de cloruro de sodio, es decir, tendrá una pureza del nitrato de potasio de 98 - 99% en base al peso. Si se requiere un producto de nitrato de potasio totalmente puro, se puede cristalizar en agua fresca. El cloruro de sodio que contiene licor madre puede ser devuelto a la solución ingresada 70.
Las ventajas de la presente invención incluyen: Bajos costos de operación si se compara con las tecnologías de osmosis inversa; El suministro de productos útiles, en particular nitrato de potasio y dolomita, en lugar de desechos; Se pueden recuperar metales base valiosos (en caso de encontrarse presentes) ; Se obtiene un producto de agua medioambientalmente aceptable ; . L operación del proceso es simple; Las materias prima del proceso se obtienen fácilmente Una modalidad de la invención ha sido descrita con referencia al tratamiento del DAM. El proceso descrito e ilustrado antes es igualmente aplicable al tratamiento de otras aguas y efluentes. Por ejemplo, el proceso puede ser usado para tratar el agua del río Sundays y agua proveniente de un sito que procesa agua a nivel comercial, lo cual presenta los siguientes análisis: Se hace constar que con relación a esta fecha, él mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (27)

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones:
1. Un método para tratar agua caracterizado porque contiene iones de magnesio, calcio y sodio disuelto, que incluye los pasos de: (i) Remover los iones de magnesio, calcio y sodio del agua al poner en contacto el agua con una(s) resina (s) de intercambio catiónico a fin de capturar los iones de sodio, calcio y magnesio presentes allí; (ii) Tratar la(s) resina (s) de intercambio catiónico del paso (i) con ácido nítrico con el ob etivo de producir un eluyente que contenga iones de sodio, iones de calcio, iones de magnesio, iones de nitrato y ácido nítrico,- (iii) Agregar un carbonato al eluyente a fin de precipitar los iones de calcio y magnesio como carbonato de calcio y carbonato de magnesio; (iv) Separar los carbonatos precipitados del eluyente; y (v) Tratar el" eluyente del paso (iv) a fin de obtener un producto de nitrato de potasio y/o sodio.
2. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque un carbonato de magnesio y calcio precipitado producido en el paso (iii) , también conocido como dolomita, se recupera mediante filtración.
3. El método de conformidad con la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque el carbonato de sodio se agrega en el paso (iii) y el tratamiento .del paso (v) incluye el paso de recuperar cristales de nitrato de sodio precipitado.
4. El método de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque los cristales de nitrato de sodio se recuperan del eluyente mediante la evaporación del agua del eluyente.
5. El método de conformidad con la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque el tratamiento del eluyente en el paso (v) incluye los pasos de: (vi) Agregar cloruro de potasio al eluyente; (vii) Tratar el eluyente del paso (iii) para hacer que los iones de sodio en el eluyente se cristalicen como un cloruro de sodio; (viii) Separar el cloruro de sodio cristalizado del eluyente del paso (iv) a fin de producir cristales del cloruro de sodio y un eluyente que contiene nitrato de potasio en solución; y (ix) Recuperar nitrato de potasio del eluyente del paso (viii) .
6. Un método de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque el carbonato es carbonato de potasio.
7. El método de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque el carbonato de potasio agregado en el paso (iii) proviene de una fuente orgánica de ceniza.
8. El método de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque la fuente orgánica de la ceniza corresponde a una ceniza proveniente del residuo de semilla de girasol producto de la compresión de aceite vegetal, ceniza de los residuos de la madera o ceniza de palma apilada. i
9. El método de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque la fuente orgánica de la ceniza es la ceniza de palma apilada que tiene un contenido de carbonato de potasio entre 60% - 80lr en base al peso.
10. El método de conformidad con cualquiera , de las reivindicaciones 5 a 9, caracterizado porque la sal de potasio agregada al eluyente en el paso (vi) es cloruro de i potasio y la sal de sodio que se cristaliza es cloruro de sodio .
11. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 5 a 10, caracterizado porque la sal de potasio agregada al eluyente en el paso (vi) se agregá en una cantidad equimolar al nitrato de sodio en solución en el eluyente. j
12. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 5 a 11, caracterizado porque en el paso (vii) , el método que hace que la sal de sodio se precipite se logra al calentar el eluyente y eliminar el agua del éluyente I 23 con el objetivo de hacer que la sal de sodio se cristalice i selectivamente fuera del eluyente.
13. El método de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque la temperatura a la cual se calienta el eluyente se encuentra en el intervalo de 80 hasta 110 °C.
14. El método de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque la temperatura a la cual se calienta el eluyente se encuentra en el intervalo de 85 hasta 110 °'c.
15. El método de conformidad con la reivindicación 13 o 14, caracterizado porque el agua es eliminada mediante evaporación en un evaporador.
16. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 5 a 15, caracterizado porque el nitrato de potasio se recupera en el paso (ix) mediante refrigeración, cristalización y separación de los cristales del eluyente.
17. El método de conformidad con cualquiera ! de las reivindicaciones 5 a 16, caracterizado porque el nitírato de potasio recuperado en el paso (ix) contiene entre 98¡-99% en base al peso de nitrato de potasio.
18. El método de conformidad con cualquiera i de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la resina de intercambio catiónico en la cual los iones de calcio y magnesio son capturados es la misma que aquella en la ¡cual se capturan los iones de sodio. j
19. Un método de conformidad con cualquiera ¡de las i reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el agua también contiene iones de sulfato y cloruro; y al menos algunos de estos iones son removidos del agua al poner en contacto el agua con una resina de intercambio aniónico.
20. El método de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque la resina de intercambio aniónico es tratada con amoníaco a fin de producir un eluyente de intercambio aniónico que contiene sulfato de amonio y cloruro de amonio .
21. El método de conformidad con la reivindicación 20, caracterizado porque el eluyente que contiene sulfato de amonio y cloruro de amonio se pone en contacto con un alcohol a fin de hacer que el sulfato de amonio precipite y separe el sulfato de amonio precipitado del eluyente de intercambio aniónico.
22. El método de conformidad con la reivindicación 21, caracterizado porque el alcohol es metanol o etanol .
23. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el agua contiene al menos 100 ppm de iones de sodio.
24. El método de conformidad con la reivindicación 23, caracterizado porque el agua contiene al menos 300 ppm hasta 1000 ppm, de iones de sodio.
25. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el agua corresponde a agua fluvial, agua subterránea o un efluente.
26. El método de conformidad con la reivindicación 25, caracterizado porque el efluente es un drenaje ácido d minas
27. Un método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque se describe substancialmente aquí con referencia a las Figuras 1 y 2 de los figuras acompañantes.
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