水合物质和羟基物质的稀土除去的制作方法
【专利摘要】本
【发明内容】
大体上涉及从典型水性的液体介质中除去以氢氧化物、碳酸盐、水合物或羟基氧化物形式的靶材料的方法和含有稀土的添加剂。
【专利说明】水合物质和羟基物质的稀土除去
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请是2012年 I 月 23 日提交的标题为“Rare Earth Removal of Hydrated and
Hydroxyl Species”的13/356,581的部分继续申请,并要求下述美国临时申请系列号的权.、
M:
[0003]61/474，902，其提交日期为 2011 年 4 月 13 日，标题为 “Process for TreatingWaters and Water Handling Systems Using Rare Earth Metals，，；
[0004]61/475，155，其提交日期为 2011 年 4 月 13 日，标题为“Methods and Devices forRemoving Oxyanions Using Reduction/Oxidation and Soluble and Insoluble RareEarths，，；
[0005]61/539，780，其提交日期为 2011 年 9 月 27 日，标题为“Method for RemovingTarget Materials From a Fluid Streatm using Rare Earths and/or a RareEarth-Containing Additive，，；
[0006]61/553，809，其提交日期为 2011 年 10 月 31 日，标题为 “Process for TreatingWaters and Water Handling Systems Using Rare Earth Metals，，；
[0007]61/546,803，其提交日期为 2011 年 10 月 13 日，标题为“Process Using RareEarths to Remove Oxyhydrated Species From Aqueous Streams”；
[0008]61/614，427，其 提交日期为 2012 年 3 月 22 日，标题为 “Rare Earth Removal ofHydrated and Hydroxyl Species，，；
[0009]61/476，667，其提交日期为2011年4月18日，61/553，809，其提交日期为2011年10 月 31 日，标题为标题为“Process for Treating Waters and Water Handling SystemsUsing Rare Earth Metals，，；
[0010]61/558,887，其提交日期为 2011 年 11 月 11 日，标题为“Process for TreatingWaters and Water Handling Systems Using Rare Earth Metals，，；
[0011]61/564，132，其提交日期为 2011 年 11 月 28 日，标题为“Process for TreatingWaters and Water Handling Systems Using Rare Earth Metals，，；
[0012]61/614，418，其提交日期为 2012 年 3 月 22 日，标题为 “Rare Earth Removal ofPhosphorus-Containing Materials，，；
[0013]61/613,883，其提交日期为 2012 年 3 月 21 日，标题为“Rare Earth Removal ofPhosphorus-Containing Materials，，；
[0014]61/613,857，其提交日期为 2012年3 月 21 日，标题为 “Non-Metal ContainingOxyanion Removal From Waters Using Rare Earths，，；
[0015]61/538，634，其提交日期为 2011 年 9 月 23 日，标题为“Rare Earth ContaminantRemoval in Pools, Hot Tubs, and Spas”；
[0016]其各自通过该引用整体并入本文中。
[0017]交叉引用2011年9月23日提交的标题为“
Process foe Teeating Waters and ^atee HandlingSystems to Remove Scales and reduce the Scaling Tendency ”的美国专利申请系列号13/244，092，其具有代理人案卷号6062-89-3，其通过该引用整体并入本文中。
[0018]交叉引用2011年9月23日提交的标题为“
【权利要求】
1.以下形式的成分:
2.权利要求1的组合物，其中所述成分是在水性介质中，且其中所述水性介质包含足以有利于MS作为M的主要物质的pH和Eh。
3.权利要求1的组合物，其中铈氧化物具有(IV)的氧化态且为粒子的形式，且其中M是铅。
4.权利要求1的组合物，其中MS为氢氧化物的形式。
5.权利要求1的组合物，其中MS为羟基氧化物化合物的形式。
6.权利要求1的组合物，其中MS为碳酸盐的形式。
7.权利要求1的组合物，其中MS为金属或类金属水合物的形式。
8.权利要求1的组合物，其中M是硼、钒、铬、镉、锑、铅和铋的一种或多种，且其中MS是氢氧化物、碳酸盐和金属或类金属水合物的一种或多种。
9.方法，其包括: 在液体介质中，使含有稀土的添加剂与金属或类金属氢氧化物、碳酸盐和水合物的一种或多种接触以除去所述金属或类金属氢氧化物、碳酸盐和水合物的一种或多种。
10.权利要求9的方法，其中所述金属或类金属具有选自5、13、22-33、40-52、56、72-84和88-94的原子序数，且所述金属或类金属氢氧化物、碳酸盐和水合物的一种或多种具有下式的一种或多种:
M (H2O) 6n、M (H2O) 50H(n_1)、M (OH) (n_1)M (H2O) 4 (OH) 2(n-2)、M (OH) 2(n_2)、M (H2O) 3 (OH) 3(Irf)、M (OH) 3(n_3)、M (H2O) 2 (OH) 4(n_4)、M (OH) 4(n-4)、M (H2O) (OH) 5(n_5)、M (OH) 5(n_5)、M (OH) 6(n_6)、M(H2O) 5C03(n-2)、MCO3 (n-2)、M (H2O)4 (CO3) 2(n-4)、M(C03)2(n-4)、M (H2O) 3 (CO3) 3(n-6)、M (CO3) 3(n-6)、M (H2O) 2 (CO3) 4(n_8)、M (CO3) 4(n_8)、M (H2O) (CO3) 5(n_10)、M (CO3) 5(n_10)、M (CO3) 6(n_12)、M (H2O) 4n、M (H2O) 30H(Iri)、M (H2O) 2 (OH) 2(n-2)和 M (H2O) (OH) 3(n_3)，其中“Μ”是金属或类金属， 其中“η”是<8的实数，且 其中“η”代表“Μ”的电荷或氧化态。
11.权利要求10的方法，其中所述液体介质是水性的且具有足以使得所述金属或类金属氢氧化物、碳酸盐和水合物的一种或多种作为M的主要物质的Eh和pH。
12.权利要求11的方法，其中使用图2-47和57-65的一个或多个的普贝图确定所述Eh 和 pH。
13.权利要求9的方法，其中所述含有稀土的添加剂为铈(IV)和/或铈(III)的形式，且其中M是铅。
14.权利要求9的方法，其中金属或类金属为氢氧化物的形式。
15.权利要求9的方法，其中金属或类金属为碳酸盐的形式。
16.权利要求9的方法，其中金属或类金属为金属或类金属水合物的形式。
17.权利要求9的方法，其中所述金属或类金属是硼、钒、铬、镉、锑、铅和铋的一种或多种。
18. 权利要求9的方法，其中所述接触步骤包括下述子步骤: 向所述介质中引入氧化剂以将包含所述金属或类金属的含有靶材料的物质氧化成所述金属或类金属氢氧化物、碳酸盐和水合物的一种或多种的形式的主要物质，所述含有靶材料的物质不同于所述金属或类金属氢氧化物、碳酸盐和水合物的一种或多种；和 之后，在所述介质中，使所述含有稀土的添加剂与所述金属或类金属氢氧化物、碳酸盐和水合物的一种或多种接触以除去所述金属或类金属氢氧化物、碳酸盐和水合物的一种或多种。
19.权利要求9的方法，其中所述接触步骤包括下述子步骤: 向所述介质中引入还原剂以将包含所述金属或类金属的含有靶材料的物质还原成所述金属或类金属氢氧化物、碳酸盐和水合物的一种或多种的形式的主要物质，所述含有靶材料的物质不同于所述金属或类金属氢氧化物、碳酸盐和水合物的一种或多种；和 之后，在所述介质中，使所述含有稀土的添加剂与所述金属或类金属氢氧化物、碳酸盐和水合物的一种或多种接触以除去所述金属或类金属氢氧化物、碳酸盐和水合物的一种或多种。
20.权利要求9的方法，其中所述接触步骤包括下述子步骤: 向所述介质中引入碱和/或碱等效物以将包含所述金属或类金属的含有靶材料的物质转化成所述金属或类金属氢氧化物、碳酸盐和水合物的一种或多种的形式的主要物质，所述含有靶材料的物质不同于所述金属或类金属氢氧化物、碳酸盐和水合物的一种或多种；和 之后，在所述介质中，使所述含有稀土的添加剂与所述金属或类金属氢氧化物、碳酸盐和水合物的一种或多种接触以除去所述金属或类金属氢氧化物、碳酸盐和水合物的一种或多种。
21.权利要求9的方法，其中所述接触步骤包括下述子步骤: 向所述介质中引入酸和/或酸等效物以将包含所述金属或类金属的含有靶材料的物质转化成所述金属或类金属氢氧化物、碳酸盐和水合物的一种或多种的形式的主要物质，所述含有靶材料的物质不同于所述金属或类金属氢氧化物、碳酸盐和水合物的一种或多种；和 之后，在所述介质中，使所述含有稀土的添加剂与所述金属或类金属氢氧化物、碳酸盐和水合物的一种或多种接触以除去所述金属或类金属氢氧化物、碳酸盐和水合物的一种或多种。
22.权利要求9的方法，其中所述含有稀土的添加剂是水溶性的。
23.权利要求9的方法，其中所述含有稀土的添加剂是水不溶性的。
24.方法，其包括: 在液体介质中，使含有稀土的添加剂与金属或类金属靶材料接触以除去所述靶材料，所述靶材料为氢氧化物、碳酸盐、水合物或羟基氧化物的形式作为主要物质。
25.权利要求24的方法，其中所述靶材料具有选自5、13、22-33、40-52、56、72-84和88-94的原子序数，且所述靶材料具有下式的一种或多种:
M (H2O) 6\ M(H2O) 50H(n-1)、M(OH) (n_1)M (H2O) 4 (OH) 2(n_2\ M(0H)2(n-2)、M (H2O) 3 (OH) 3(Irf)、M (OH) 3(n_3)、M (H2O) 2 (OH) 4(n_4)、M (OH) 4(n-4)、M (H2O) (OH) 5(n_5)、M (OH) 5(n_5)、M (OH) 6(n_6)、M(H20) 50(n' M (H2O) 4 (O)2(n-4)、M (H2O) 3(0) 3(n' M (H2O) 2 (0) 4(n' M(H2O) (0)5(n-10)、M(H2O) 5C03(n-2)、MCO3 (n-2)、M (H2O)4 (CO3) 2(n-4)、M(C03)2(n-4)、M (H2O) 3 (CO3) 3(n-6)、M (CO3) 3(n-6)、M (H2O) 2 (CO3) 4(n_8)、M (CO3) 4(n_8)、M (H2O) (CO3) 5(n_10)、M (CO3) 5(n_10)、M (CO3) 6(n_12)、M (H2O) 4n、M (H2O) 30H(Iri)、M (H2O) 2 (OH) 2(n-2)、M (H2O) (OH) 3(Irf)、M (H2O) 30(n-2)、M (H2O) 2 (0) 2(n-4)和 M (H2O) (0)3(n_6)， 其中“M”是金属或类金属靶材料， 其中“η”是<8的实数，且 其中“η”代表“Μ”的电荷或氧化态。
26.权利要求25的方法，其中所述液体介质是水性的且具有足以使得金属或类金属氢氧化物、碳酸盐和水合物的一种或多种作为M的主要物质的Eh和pH。
27.权利要求26的方法，其中使用图2-47和57-65的一个或多个的普贝图确定所述Eh 和 pH。
28.权利要求24的方法，其中所述稀土添加剂为铈(IV)和/或铈(III)的形式，且其中M是铅。
29.权利要求24的方法，其中靶材料为氢氧化物的形式。
30.权利要求24的方法，其中靶材料为碳酸盐的形式。
31.权利要求24的方法，其中靶材料为金属或类金属水合物的形式。
32.权利要求24的方法，其中所述靶材料为羟基氧化物化合物的形式。
33.权利要求24的方法，其中所述靶材料是硼、钒、铬、镉、锑、铅和铋的一种或多种。
34.权利要求24的方法，其中所述接触步骤包括下述子步骤: 向所述介质中引入氧化剂以将含有靶材料的物质氧化为金属或类金属氢氧化物、碳酸盐、羟基氧化物和水合物的一种或多种的形式的主要物质，所述含有靶材料的物质不同于所述金属或类金属氢氧化物、碳酸盐、羟基氧化物和水合物的一种或多种；和 之后，在所述介质中，使所述含有稀土的添加剂与所述金属或类金属氢氧化物、碳酸盐、羟基氧化物和水合物的一种或多种接触以除去所述金属或类金属氢氧化物、碳酸盐、羟基氧化物和水合物的一种或多种。
35.权利要求24的方法，其中所述接触步骤包括下述子步骤: 向所述介质中引入还原剂以将包含金属或类金属的含有靶材料的物质还原成金属或类金属氢氧化物、碳酸盐、羟基氧化物和水合物的一种或多种的形式的主要物质，所述含有靶材料的物质不同于所述金属或类金属氢氧化物、碳酸盐、羟基氧化物和水合物的一种或多种；和 之后，在所述介质中，使所述含有稀土的添加剂与所述金属或类金属氢氧化物、碳酸盐、羟基氧化物和水合物的一种或多种接触以除去所述金属或类金属氢氧化物、碳酸盐、羟基氧化物和水合物的一种或多种。
36.权利要求24的方法，其中所述接触步骤包括下述子步骤: 向所述介质中引入碱和/或碱等效物以将包含金属或类金属的含有靶材料的物质转化成金属或类金属氢氧化物、碳酸盐、羟基氧化物和水合物的一种或多种的形式的主要物质，所述含有靶材料的物质不同于所述金属或类金属氢氧化物、碳酸盐、羟基氧化物和水合物的一种或多种；和 之后，在所述介质中，使所述含有稀土的添加剂与所述金属或类金属氢氧化物、碳酸盐和水合物的一种或多种接触以除去所述金属或类金属氢氧化物、碳酸盐、羟基氧化物和水合物的一种或多种。
37.权利要求24的方法，其中所述接触步骤包括下述子步骤: 向所述介质中引入酸和/或酸等效物以将包含金属或类金属的含有靶材料的物质转化成金属或类金属氢氧化物、碳酸盐、羟基氧化物和水合物的一种或多种的形式的主要物质，所述含有靶材料的物质不·同于所述金属或类金属氢氧化物、碳酸盐、羟基氧化物和水合物的一种或多种；和 之后，在所述介质中，使所述含有稀土的添加剂与所述金属或类金属氢氧化物、碳酸盐、羟基氧化物和水合物的一种或多种接触以除去所述金属或类金属氢氧化物、碳酸盐、羟基氧化物和水合物的一种或多种。
38.权利要求24的方法，其中所述含有稀土的添加剂是水溶性的。
39.权利要求24的方法，其中所述含有稀土的添加剂是水不溶性的。
【文档编号】C02F5/08GK103596886SQ201280029348
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2012年3月28日 优先权日:2011年4月13日
【发明者】R.凯布尔, C.哈斯勒, J.伯巴 申请人:莫利康普矿物有限责任公司