MX2012005351A - Remocion de los colorantes con tierras raras. - Google Patents

Abstract

La presente descripción se dirige a un método y sistema para poner en contacto una solución acuosa contaminada de colorante con una composición que contiene tierras raras para formar una solución tratada sustancialmente agotada del colorante.

Description

REMOCIÓN DE COLORANTES CON TIERRAS RARAS CAMPO La invención se relaciona generalmente a la remoción de colorantes y particularmente a la remoción de colorantes con tierras raras desde corrientes acuosas.

ANTECEDENTES Los colorantes se utilizan en una amplia variedad de aplicaciones. Los colorantes, por ejemplo, se utilizan en productos alimenticios, textiles, productos para el cuidado personal, pinturas y una multitud de otros productos. Los colorantes típicamente comprenden un tinte o un pigmento.

La escala y crecimiento de la industria de tintes está ligada intrincadamente a aquella de la industria textil. La producción textil mundial ha crecido permanentemente a un estimado de 35 millones de toneladas en 1990, y la producción estimada de tintes en 2009 fue alrededor de 120 millones de toneladas.

Con la demanda incrementada para productos textiles, la industria textil y sus aguas residuales se han incrementado proporcionadamente, haciéndola una de las fuentes principales de contaminación del agua mundialmente . La liberación de efluentes que contienen colorante en el ambiente es indeseable, no solamente debido a su color sino también debido a que muchos colorantes y sus productos de descomposición son tóxicos y/o mutagénicos para la vida.

Muchos de los colorantes son químicamente estables y sin tratamiento adecuado pueden permanecer en el ambiente durante un periodo de tiempo prolongado. Además, muchos colorantes, en particular pigmentos, comprenden metales pesados. Además de la contaminación ambiental, la industria textil contribuye a la escasez de agua al consumir grandes cantidades de agua potable. En muchos países donde el agua potable es escasa, este consumo de agua grande ha llegado a ser intolerable y el reciclado de agua residual se ha recomendado para disminuir los requerimientos de agua.

Como una consecuencia de estos problemas, las regulaciones de control de contaminación de aire y agua gubernamentales cada vez más severas están restringiendo el uso de colorante. Varias organizaciones y/o agencias, como por ejemplo, la Organización Americana de Químicos Analíticos, la Organización Mundial de la Salud y la Agencia de Protección Ambiental de EU se han dirigido al problema de la contaminación de aire y agua que surge de la utilización de colorantes.

Sin embargo, la remoción de colorantes de las corrientes acuosas puede ser difícil.

Una opción para remover colorantes de las corrientes de agua es adicionar sustancias químicas costosas que destruyen o reaccionan con el colorante. La oxidación química usa un agente oxidante adecuado, tal como ozono, peróxido de hidrógeno o permanganato para cambiar la composición química de un colorante, tal como un tinte.

Otra opción es pasar la corriente acuosa que contiene colorante a través de un ultrafiltro, nanofiltro y/o sistema de membrana de osmosis inversa costosos para separar el colorante del agua. Típicamente, la separación está basada en el tamaño molecular.

Todavía otra opción es usar métodos de remoción de colorante físicos-químicos. Los agentes coagulantes, tales como sales férricas y policloruro de aluminio, forman flóculos con los colorantes, que luego se separan mediante filtración o sedimentación.

Aún todavía otra opción es degradar biológicamente el colorante con un microbio bajo condiciones aeróbicas y/o anaeróbicas. Típicamente los microbios son bacterias u hongos .

Otra opción es remover el colorante mediante un proceso de adsorción. Los colorantes, tales como tintes tienen altas afinidades para los materiales adsorbentes.

Aunque muchas técnicas se han utilizado para remover colorantes, no hay un tratamiento único y económicamente atractivo que pueda remover de manera efectiva y/o descolorar los tintes y sus productos de descomposición.

BREVE DESCRIPCIÓN Estas y otras necesidades son dirigidas por las diversas modalidades y configuraciones de la presente invención. La invención se relaciona generalmente a la remoción de un componente seleccionado de una composición de colorante desde una solución acuosa contaminada.

En una modalidad, se proporciona un método de tratamiento que pone en contacto una solución acuosa que contiene colorante con una composición que contiene tierra rara para formar una solución tratada sustancialmente agotada del colorante.

En una modalidad, se proporciona un sistema de tratamiento que incluye: una entrada para una solución acuosa que contiene colorante; una composición que contiene tierra rara en una zona de remoción de colorante; y una salida para una solución acuosa tratada sustancialmente agotada del colorante.

En una modalidad, el método y/o sistema produce una composición que contiene tierra rara contaminada que incluye la tierra rara y el colorante sorbido sobre la tierra rara. En otras modalidades, el colorante se degrada o se descompone por la tierra rara, tal como mediante la destrucción de un cromóforo .

En una modalidad, se proporciona un método de regeneración que incluye las etapas de: (a) proporcionar una composición que contiene tierra rara contaminada que comprende una tierra rara y un colorante sorbido sobre la tierra rara y (b) esterilizar la composición que contiene tierra rara contaminada para remover el colorante.

Las modalidades pueden proporcionar un número de ventajas dependiendo de la configuración particular. Por ejemplo, en muchas aplicaciones' las composiciones que contienen tierra rara pueden descolorar o remover económicamente- y efectivamente los colorantes. Por consiguiente, las modalidades pueden superar los problemas ambientales asociados con la descarga de colorantes y permitir el reciclado de agua residual para disminuir los requerimientos de agua de la industria textil. La composición que contiene tierra rara puede tratar las soluciones acuosas contaminadas de colorante a niveles de contaminación en cumplimiento con las regulaciones de control de contaminación del aire y agua cada vez más severas por las organizaciones privadas y gubernamentales, tal como la Organización Americana de Químicos Analíticos, la Organización Mundial de la Salud y la Agencia de Protección Ambiental de EU.

Estas y otras ventajas serán evidentes a partir de la descripción de la invención (es ) contenida en la presente.

El término "un" o "una" entidad se refiere a una o más de esa entidad. Como tal, los términos "un" o "uno", "uno o más" y "por lo menos uno" se pueden utilizar intercambiablemente en la presente. También se va a observar que los términos "que comprende", "que incluye" y "que tiene" se pueden utilizar intercambiablemente.

Los términos "por lo menos uno", "uno o más" y "y/o" son expresiones de extremo abierto que son tanto conjuntivas como disyuntivas en la operación. Por ejemplo, cada una de las expresiones "por lo menos uno de A, B y C", "por lo menos uno de A, B o C", "por lo menos uno de A, B y C", "uno o más de A, B y C", "uno o más de A, B o C" y "A, B y/o C" significa A solo, B solo, C solo, A y B conjuntamente, A y C conjuntamente, B y C conjuntamente o A, B y C conjuntamente. Cuando cada uno de A, B y C en las expresiones anteriores se refieren a un elemento, tal como X, Y, y Z o clases de elementos, tales como Xi-Xn, Yi-Yn y Z].-Zo, la frase se propone para referirse a un elemento individual seleccionado de X, Y, y Z, una combinación de elementos seleccionados de la misma clase (por ejemplo Xi y X2) asi como una combinación de elementos seleccionados de dos o más clases (por ejemplo ?? y Z0) .

"Absorción" se refiere a la penetración de una sustancia en la estructura interior de otra, como es distinguido de la adsorción.

"Adsorción" se refiere a la adherencia de átomos, iones, moléculas, iones poliatómicos u otras sustancias de un gas o liquido a la superficie de otra sustancia, llamada el adsorbente. La fuerza atractiva para adsorción puede ser, por ejemplo, fuerzas iónicas tales como fuerzas covalentes o electrostáticas, tales como fuerzas de van der Waal y/o de London.

"Antraquinona" se refiere a una sustancia basada en 9, 10-antraquinona (que es esencialmente incolora) que tiene un grupo donador de electrón, tal como amino o hidroxilo introducido en una o más de las cuatro posiciones alfa (1, 4, 5 y 8) .

Un "auxocromo" es un . sustituto químico que intensifica el color de un cromóforo al retirar o donar electrones al cromóforo. Los sustituyentes de auxocromo comunes incluyen amina (-NH3) , carboxilo (-C(=0)OH), sulfonato (-SO3H) e hidroxilo (-OH) .

Un "cromóforo" es un grupo de átomos responsables para el color del tinte. Ejemplos de cromóforos son azo (-N=N- ) , carbonilo (>C=0) , metino (=(C-H)-), nitro (-N02), hidrazo (el grupo bivalente -HNNH-) , antraquinona, alquino (HC=), estirilo (C6H5-CH=C<) , metilo (-CH3) cianina, tiazina y quinona .

Un "colorante" es cualquier sustancia que imparte color, tal como un pigmento o tinte.

Una "composición" se refiere a una o más unidades químicas compuestas de uno o más átomos, tal como una molécula, ion poliatómico, compuesto químico, complejo de coordinación, compuesto de coordinación y los similares. Como será apreciado, una composición puede ser mantenida conjuntamente por varios tipos de enlaces y/o fuerzas, tales como enlaces covalentes, enlaces metálicos, enlaces de coordinación, enlaces iónicos, enlaces de hidrógeno, fuerzas electrostáticas (por ejemplo fuerzas de van der Waal y fuerzas de London) y los similares.

El término "contenido dentro de agua" se refiere a materiales suspendidos y/o disueltos dentro del agua. El material suspendido tiene un tamaño de partícula. Los materiales suspendidos son sustancialmente insolubles en agua y los materiales disueltos son sustancialmente solubles en agua .

"Destoxificar" o "destoxificación" incluye volver un contaminante químico no tóxico a un organismo viviente, tal como, por ejemplo, humano u otro animal. El contaminante químico se puede volver no tóxico al convertir el contaminante en una forma o especie no tóxica.

Un "tinte" es un colorante, usualmente transparente, que es soluble en un medio de aplicación. Los tintes se clasifican de acuerdo con la estructura química, utilización o método de aplicación. Ellos están compuestos de grupos de átomos responsables para el color del tinte, llamados cromóforos, y la intensidad del color del tinte, llamados auxocromos . La clasificación de estructura química de los tintes, por ejemplo, utiliza términos tales como tintes azo (por ejemplo monoazo, disazo, trisazo, poliazo, hidroxiazo, carboxiazo, azo carbocíclico, azo heterociclico (por ejemplo índoles, pirazolonas y piridonas), azofenol, aminoazo y metalizados (por ejemplo tintes de azo de cobre (II), cromo (III) y cobalto (III), y mezclas de los mismos), antraquinona (por ejemplo tintes de antraquinona, tetra-sustituidos, distituidos, tristituidos y monosustituidos (por ejemplo quinolinas), tintes de antraquinona premetalizados (incluyendo quinonas policíclicas ) y mezclas de los mismos), tintes de benzodifuranona, tintes de carbonilo aromáticos policíclicos, tintes indigoides, tintes de polimetino (por ejemplo azacarobocianina, diazacarbocianina, cianina, hemicianina y tintes diazahemicianina, triazolio, benotiazolio y mezclas de los mismos), tintes de estirilo (por ejemplo tintes de dicianovinilo, tricianovinilo, tetracianoetileno) , tintes de dialil carbonio, tintes de trialil carbonio . y derivados heterocíclicos de los mismos (por ejemplo trifenilmetano, difenilmetano, tiazina, trifendioxacina, pironina (xanteno) derivados y mezclas de los mismos), tintes de ftalocianina (incluyendo tintes de ftalocianina metalizados), tintes de quinoftalona, tintes de azufre (por ejemplo fenotiazonatiantronas ) , tintes de nitro y nitrosos (por ej emplonitrodifenilaminas , derivados de complejo de metal de o-nitrosofenoles, derivados de naftol y mezclas de los mismos), tintes de estilbeno, tintes de formazan, tintes de hidrazona (por ej emplo2-feilazo-1- naftoles isoméricos, 1-fenilazo-2-naftoles, azopirazolonas, azopiridonas y azoacetoacetanilidos), tintes de azina, tintes de xanteno, tintes de triarilmetano, tintes de azina, tintes de acridina, tintes de oxazina, tintes de pirazol, tintes de pirazolona, tintes de pirazolina, tintes de pirazalona, tinte de coumarina, tintes de naftalimida, tintes carotenoides (por ¦ ejemplo carotenoide aldehidico, ß-caroteno, cantaxantina y ß- Apo-8' -carotenal) , tintes de flavonol, tintes de flavona, tintes de cromano, tinte negro de anilina, estructuras indeterminadas, tinte básico, tinte de quinacridona, tinte de formazan, tinte de trifendioxazina, tinte de tiazina, tintes de amina de quetona, tinte de caramelo, copolimeros de tinte de poli (hidroximetil metacrilato), riboflavina y copolimeros, derivados y mezclas de los mismos. La clasificación de método de aplicación de tintes usa los términos tintes reactivos, tintes directos, tintes cáusticos, tintes de pigmento, tintes aniónicos, tintes de impregnación, tintes de tina, tintes de azufre, tintes dispersos, tintes básicos, tintes catiónicos, tintes de solvente y tintes ácidos.

Un "portador de tinte" o acelerante de teñido, permite la penetración del tinte en las fibras, particularmente fibras de poliéster, acetato de celulosa, poliamida, poliacrílico y de triacetato de celulosa. La penetración del portador de tinte en la fibra disminuye la temperatura de transición vitrea, Tg, de la fibra y permite que un tinte insoluble en agua sea tomado en la fibra. La mayoría de portadores de tinte son compuestos aromáticos. Ejemplos de portadores de tinte incluyen fenólicos (por ejemplo o-fenilfenol, p-fenilfenol y crestotinato de metilo), aromáticos clorados (por ejemplo o-diclobenceno y 1,3,5-triclobenceno) , hidrocarburos aromáticos y éteres (por ejemplo bifenilo, metilbifenilo, óxido de difenilo, 1-metilnaftaleno y 2-, metilnaftaleno) , éteres aromáticos (por ejemplo benzoato de metilo, benzoato de butilo, benzoato de benzilo) y ftalatos (por ejemplo ftalato de dimetilo, ftalato de dietilo, ftalato de dialilo y tereftalato de dimetilo) .

Un "intermediario de tinte" se refiere un precursor o intermediario de tinte. Un intermediario de tinte, como se utiliza en la presente, incluye tanto intermediarios primarios como intermediarios de tinte. Los intermediarios de tinte generalmente se dividen en carbociclos, tales como benceno, naftaleno, ácido sulfónico, diazo-1, 2, -ácido, antraquinona, fenol, nitrato de aminotiazol, sales de arildiazonio, arilaquilsulfonas , tolueno, anisol, anilina, anilida y crisazina y heterociclos tales como pirazolonas, piridinas, índoles, triazoles, aminotiazoles, aminobenzotiazoles, benzoisotiazoles, triazinas y tiopenos.

Una "tinta" se refiere a un liquido o pasta que contiene varios pigmentos y/o tintes utilizados para colorear una superficie para producir una imagen, texto o diseño. La tinta liquida comúnmente se utiliza para dibujar y/o escribir con una pluma, pincel o pluma de ave. Las tintas de pasta son generalmente más espesas que las tintas liquidas. Las tintas de pasta se utilizan extensivamente en la impresión tipográfica y litográfica.

"Insoluble" se refiere a materiales que se proponen para estar y/o permanecer como sólidos en el agua y son capaces de ser retenidos en un dispositivo, tal como una columna, o ser fácilmente recuperados utilizando medios físicos, tal como la filtración. Los materiales insolubles deben ser capaces de la exposición prolongada al agua, durante semanas o meses, con poca (esto es, menor que aproximadamente 5%) de pérdida de masa.

"Oxianión" u oxoanión es un compuesto químico con la fórmula genérica AxOyz~ (donde A representa un elemento químico diferente de oxígeno y O representa un átomo de oxígeno) . En oxianiones, "A" representa metal, metaloide y/o un átomo de no metal (por ejemplo B, P, S, N y Se) . Ejemplos para oxianiones basados en metal incluyen cromato, tungstato, molibdato, aluminatos, zirconato, etcétera. Ejemplos de oxianiones basados en metaloide incluyen arseniato, arsenito, antimoniato, germanato, silicato, etcétera.

"Partícula" se refiere a un sólido, líquido o líquido microencapsulado que tiene un tamaño que varía de menor que una miera a mayor que 100 mieras, sin limitación en la forma.

"Precipitación" se refiere no solamente a la remoción de una especie de un fluido (aquel de una fase gaseosa o líquida) en la forma de una especie insoluble sino también a la inmovilización de la especie sobre o en una partícula insoluble. Por ejemplo, "precipitación" incluye adsorción y/o absorción.

Un "pigmento" es un material sintético o natural (biológico o mineral) que cambia el color de la luz reflejada o transmitida como un resultado de la absorción selectiva de longitud de onda. Este proceso físico difiere de la fluorescencia, fosforescencia y otras formas de luminiscencia, en las cuales un material emite luz. El pigmento puede comprender materiales inorgánicos y/u orgánicos. Los pigmentos inorgánicos incluyen elementos, sus óxidos, óxidos mezclados, sulfuros, cromatos, silicatos, fosfatos y carbonatos. Ejemplos de pigmentos inorgánicos, incluyen pigmentos de cadmio, pigmentos de carbón (por ejemplo negro de carbón), pigmentos de cromo (por ejemplo verde de hidróxido de cromo y verde óxido de cromo) , pigmentos de cobalto, pigmentos de cobre (por ejemplo clorofilina y potasio sodio cobre clorofilina) , pirogalol, pirofilita, plata, pigmentos de óxido de hierro, pigmentos de tierra de arcilla, pigmentos de plomo (por ejemplo acetato de plomo) , pigmentos de mercurio, pigmentos de titanio (por ejemplo dióxido de titanio), pigmentos de ultramarinos, pigmentos de aluminio (por ejemplo alúmina, óxido de aluminio y polvo de aluminio) , pigmentos de bismuto (por ejemplo vanadato de bismuto, citrato de bismuto y oxicloruro de bismuto) , polvo de bronce, carbonato de calcio, óxido de cromo-cobalto-aluminio, pigmentos de hierro de cianuro (por ejemplo, ferrocianuro de amonio férrico, férrico y ferrocianuro) , violeta de manganeso, mica, pigmentos de zinc (por ejemplo, óxido de zinc, sulfuro de zinc y sulfato de zinc) , espinelas, rútilos, pigmentos de zirconio (por ejemplo óxido de zirconio y zircón) , pigmentos de estaño (por ejemplo casiterita) , pigmentos de cadmio, pigmentos de cromato de plomo, pigmentos luminiscentes, litopona (que es una mezcla de sulfuro de zinc y sulfato de bario) , pigmentos de efecto metálico, pigmentos nacarados, pigmentos transparentes y mezclas de los mismos. Ejemplos de pigmentos orgánicos sintéticos incluyen citrato de amonio férrico, gluconato ferroso, dihidroxiacetona, guaiazuleno y mezclas de los mismos. Ejemplos de pigmentos orgánicos a partir de fuentes biológicas que incluyen ' alizarina, carmesí de alizarina, gomaguta, rojo de cochinilla, betacianinas , betataxantinas , antocianina, extracto de palo de campeche, esencia de perla, pimentón, oleoresinas de pimentón, azafrán, cúrcuma, oleoresina de cúrcuma, granza rosa, índigo, amarillo Indio, harina y extracto de tagetes, púrpura de Tiro, harina de algas deshidratada, alheña, jugo de fruta, jugo vegetal, harina de- semilla de algodón cocida desgrasada, parcialmente tostada, quinacridona, magenta, verde de ftalo, azul de ftalo, ftalocianina de cobre, indantona, sulfonato de triarilcarbonio, sal de PTMA de triarilcarbonio, sal de Ba de triarilcarbonio, cloruro de triarilcarbonio, ftalocianina de cobre de policloro, ftalocianina de cobre de polibromoclor, monoazo, pirazolona de disazo, benzimid-azolona de monoazo, perinona, naftol AS, rojo de beta-naftol, naftol AS, disazo pirazolona, BONA, beta naftol, sal de PTMA de triarilcarbonio, condensación de disazo, antraquinona, perileno, dicetopirrolopirrol, · dioxazina, diarilido, isoindolinona, quinoftalona, isoindolina, benzimidazolona de monoazo, pirazolona de monoazo, disazo, benzimidazolonas, amarillo de diariluro, naranja de dintranilina, naranja de pirazolona, para rojo, litol, condensación de azo, laca, pirrolopirrol de diarilo, tioindigo, aminoantraquinona, dioxazina> isoindolinona, isoindolina y pigmento de quinftalona y mezclas de los mismos. Los pigmentos pueden contener solamente un compuesto, tal como óxidos de metal individuales o compuestos múltiples. La inclusión de pigmentos, pigmentos encapsulados y litoponas son ejemplos de pigmentos multi-compuestos . Típicamente, un pigmento es un polvo insoluble sólido o partícula que tiene un tamaño de partícula medio que varía de aproximadamente 0.1 a aproximadamente 0.3 µp?, que se dispersa en un líquido. El líquido puede comprender una resina líquida, un solvente o ambos. Las composiciones que contienen pigmentos pueden incluir extendedores y opacificantes .

Una "tierra rara" se refiere a una o más de itrio, escandio, lantano, cerio, praseodimio, neodimio, samario, europio, gadolinio, terbio, disprosio, holmio erbio, tulio, iterbio y lutecio. Como será apreciado, lantano, cerio, praseodimio, neodimio, samario, europio, gadolinio, terbio, disprosio, holmio erbio, tulio, iterbio y lutecio son conocidos como lantanoides. La composición de tierra rara puede ser soluble en agua o insoluble en agua. De preferencia, la composición de tierra rara comprende una tierra rara que tiene uno del estado de oxidación de +3 o +4. En una modalidad, la composición de tierra rara comprende una composición de tierra rara soluble en agua que tiene un estado de oxidación de +3. Ejemplos no limitantes de composiciones de tierra rara solubles en agua adecuadas son cloruros, nitratos, sulfatos, oxalatos de tierra rara y mezclas de los mismos. De preferencia, la composición de tierra rara insoluble en agua comprende un óxido de tierra rara, tal como, pero no limitado a Ce02.

Una "quinona" se refiere a cualquier miembro de una clase de compuestos aromáticos cíclicos que tienen una estructura de diona cíclica completamente configurable, derivada de compuestos aromáticos mediante la conversión de un número par del grupo =CH- en grupos >C=0 con cualquier rearreglo necesario de enlaces dobles (incluyendo análogos policíclicos y heterocíclicos ) .

"Soluble" se refiere a materiales que fácilmente se disuelven en agua. Para propósitos de esta invención, se anticipa que la disolución de un compuesto soluble necesariamente ocurriría en una escala de tiempo de minutos antes que de días. Para el compuesto que es considerado soluble, es necesario que el compuesto tenga un producto de alta solubilidad significante tal que hacia arriba de 5 g/L del compuesto será estable en solución.

"Sorber" se refiere a adsorción y/o absorción.

Lo precedente es una breve descripción simplificada de la invención para proporcionar un entendimiento de algunos aspectos de la invención. Esta breve descripción no es una revisión extensiva ni exhaustiva de la invención y sus diversas modalidades. No se propone para identificar elementos claves o críticos de la invención ni para delinear el alcance de la invención sino para presentar conceptos seleccionados de la invención en una forma simplificada como una introducción a la descripción más detallada presentada enseguida. Como será apreciado, otras modalidades de la invención son posibles utilizando, solas o en combinación, una o más de las características expuestas en lo anterior o descritas en detalle enseguida.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Los dibujos acompañantes se incorporan dentro ' y forman una parte de la especificación para ilustrar varios ejemplos de la presente invención (es) . Estos dibujos, junto con la descripción, explican los principios de la invención (es) . Los dibujos simplemente ilustran ejemplos preferidos y alternativos de cómo la invención (es ) se puede hacer y utilizar y no se van a considerar como limitantes de la invención (es ) a solamente los ejemplos ilustrados y descritos. Características y ventajas adicionales llegarán a ser evidentes a partir de la siguiente descripción más detallada de las diversas modalidades de la invención (es ) , como es ilustrado por los dibujos referenciados enseguida.

La Fig. 1 es un diagrama de flujo que representa un proceso de acuerdo con una modalidad; La Fig. 2A es la fotografía de la solución de tinte Azul Directo 15 antes de la adición de ceria; La Fig. 2B es una fotografía de un filtrado de la solución de tinte Azul Directo 15 después de la adición de ceria; La Fig. 3A es una fotografía de la solución de tinte Azul Ácido 25 antes de la adición de ceria; La Fig. 3B es una fotografía de un filtrado de la solución de tinte Azul Ácido 25 después de la adición de ceria; La Fig. 4A es una fotografía de la solución de tinte Azul Ácido 80 antes de la adición de ceria; La Fig. 4B es una fotografía de un filtrado de la solución de tinte Azul Ácido 80 después de la adición de ceria; La Fig. 5A es una fotografía de la solución de Azul Directo 15 que contiene ceria 2 minutos después de la adición de ceria a la solución; La Fig. 5B es una fotografía de la solución de Azul Directo 15 que contiene ceria 10 minutos después de la adición de ceria a la solución; La Fig. 6A es una fotografía de la solución de Azul Ácido 25 que contiene ceria 2 minutos después de la adición de ceria a la solución; La Fig. 6B es una fotografía de la solución de Azul Ácido 25 que contiene ceria 10 minutos después de la adición de ceria a la solución; La Fig.'7A es una fotografía de la solución de Azul Ácido 80 que contiene ceria 2 minutos después de la adición de ceria a la solución; y La Fig. 7B es una fotografía de la solución de Azul Ácido 80 que contiene ceria 10 minutos después de la adición de ceria a la solución.

DESCRIPCIÓN DETALLADA En un aspecto, la presente invención usa una composición que contiene tierra rara insoluble o soluble, o ambas, para remover contaminantes seleccionados de una solución acuosa que contiene colorante. La solución acuosa que contiene colorante puede incluir además del colorante otros materiales, tales como intermediados de tinte, portadores de tinte o de pigmento, extendedores y opacificantes . En una modalidad, la composición de tierra rara se pone en contacto con la solución acuosa que contiene colorante, que contiene uno o más de un tinte, intermediario de tinte, portador de tinte, o una mezcla de los mismos para sustancialmente remover, desactivar, precipitar, remover, descomponer, degradar, descolorar, destoxificar, sorber y/o volver incoloro el tinte, intermediario de tinte, portador de tinte, o mezclas de los mismos.

Con referencia a la Fig. 1, la solución acuosa que contiene colorante 100 puede estar en cualquier forma adecuada, ya sea en la forma de una corriente residual contaminada, corriente de proceso o caudal de agua natural o hecho por el hombre. Ejemplos de soluciones acuosas que contienen colorante que pueden ser tratadas efectivamente incluyen soluciones en sistemas de agua potable en sistemas de tratamiento de agua residual, y corrientes de alimentación, de proceso o residuales en varios procesos industriales, entre otros. Los procesos, aparatos y artículos descritos se pueden utilizar para remover colorantes, intermediarios de tinte y/o portadores de tinte de las soluciones que tiene un volumen diverso y características de gastos de flujo y se aplican en una variedad de aplicaciones fijas, móviles y portátiles. Mientras que porciones de la descripción describen la remoción de colorantes, intermediarios de tinte y/o portadores de tinte del agua, y particularmente corrientes de agua potable, de preferencia mediante precipitación, tales referencias son ilustrativas y no se van a considerar como limitantes.

La composición que contiene tierra rara 104 puede comprender una o más tierras raras. Las tierras raras pueden ser de la misma o diferente valencia y/o estados de oxidación, tales como los estados de oxidación +3 y +4. Las tierras raras pueden ser una mezcla de diferentes tierras raras, tales como dos o más de itrio, escandio, cerio, lantano, praseodimio y neodimio.

La composición que contiene tierra rara se puede formular como composición soluble en agua. En una formulación, la composición que contiene tierra rara es soluble en agua y de preferencia incluye uno o más tierras raras, tal como cerio y/o lantano, las una o más tierras raras que tienen un estado de oxidación +3. Ejemplos no limitantes de compuestos de tierra rara solubles en agua adecuados incluyen haluros de tierra rara, nitratos de tierra rara, sulfatos de tierra rara, oxalatos de tierra rara, percloratos de tierra rara y mezclas de los mismos.

La tierra rara puede estar presente en la composición que contiene tierra rara 104 en la forma de uno o más de un gránulo, polvo, cristal, cristalito, partícula, aglomerado u otro material particulado, referido generalmente en la presente como un "material particulado". Cuando la tierra rara está en la forma de un polvo de flujo libre, el polvo de tierra rara comprende cristales o cristalitos. Típicamente los cristales o cristalitos están presentes como nanocristales o nanocristalitos . Típicamente, el polvo de tierra rara tiene dominios nanocristalitinos . El polvo de tierra rara tiene un tamaño de partícula medio de por lo menos aproximadamente 0.5 nm, que varia hasta aproximadamente 1 µp? o más. Más típicamente, los cristales o cristalitos de tierra rara tiene un tamaño de partícula medio de por lo menos aproximadamente 1 nm, en algunos casos mayor que aproximadamente 5 nm, en otros casos, por lo menos aproximadamente 10 nm, y aún otros casos por lo menos aproximadamente 25 nm, y en aún todavía otros casos por lo menos aproximadamente 50 nm. En otras modalidades, los materiales particulares son aglomerados que tienen tamaños de partícula medios de por lo menos aproximadamente 100 nm, específicamente por lo menos aproximadamente 250 nm, mas específicamente por lo menos aproximadamente 500 nm, todavía más específicamente por lo menos aproximadamente 1 µ?? y aún más específicamente por lo menos aproximadamente 0.5 nm, que varia hasta aproximadamente 1 miera o más.

La composición que contiene tierra rara 104 se puede formular como aglomerado. En una formulación, la composición que contiene tierra rara 104 está en la forma de aglomerado de flujo libre que comprende un polvo de tierra rara que tiene dominios nanocristalinos y un aglutinante. Esta composición de aglomerado se describe en la solicitud norteamericana co-pendiente Número de Serie 11/932,702, presentada el 31 Octubre del 2007, que es incorporada en su totalidad en la presente por esta referencia.

En una formulación de aglomerado preferida, los aglomerados incluyen una composición de tierra rara insoluble, de preferencia óxido de cerio (IV), sulfato de amonio de cerio (IV), sulfató de cerio (IV), óxido de cerio (III) y mezclas de los mismos, y una composición de tierra rara soluble, de preferencia una sal u óxido de cerio (III) (tal como carbonato de cerio (III), haluros de cerio (III) cerio (III), nitrato de cerio (III), sulfato de cerio (III), oxalatos de cerio (III) y mezclas de los mismos) y/o una sal u óxido de lantano (III) (tal como carbonato de lantano (III), haluros de lantano (III) lantano (III), nitrato de lantano (III), sulfato de lantano (III), oxalatos de lantano (III), óxido de lantano (III) y mezclas de los mismos).

El aglutinante puede incluir uno o más polímeros seleccionados del grupo que consiste de polímeros termoendurecibles, polímeros termoplásticos, polímeros elastoméricos, polímeros celulósicos y vidrios. Donde el aglutinante comprende un copolímero de etileno-vinilo, el compuesto que contiene tierra rara insoluble es principalmente un compuesto que contiene tierra rara insoluble anhidro.

Los polímeros termoendurecibles adecuados para el aglutinante incluyen, pero no están limitados a, poliuretanos, siliconas, fluorosiliconas , resinas fenólicas, resinas de melamina, melamina formaldehido y urea formaldehido . Los termoplásticos adecuados pueden incluir, pero no están limitados a, nylons y otras poliamidas, polietilenos (incluyendo LDPE, LLDPE, HDPE y copolímeros de polietileno con otras poliolefinas ) , polivinilclorulos (tanto plastificados como no plastificados ) , resinas de fluorocárbono (tales como politetrafluoroetileno) , poliestirenos, polipropilenos, resinas celulósicas (tales como butiratos de acetato de celulosa) , resinas acrílicas (tales como poliacrilatos y polimetilmetacrilatos ) , mezclas termoplásticas o injertos tales como acrilonitrilo-butadieno-estírenos o acrilonitrilo-estirenos, policarbonatos, polivinilacetatos, etileno acetato de vinilo, alcoholes polivinílicos, polioximetileno, poliformaldehido, poliacetales, poliésteres (tal como polietilen tereftalato) polieter éter cetona, resina de fenol-formaldehido (tales como resoles y novolacs) y mezclas de los mismos. Los elastómeros adecuados pueden incluir, pero no están limitados a, cauchos naturales y/o sintéticos, similares a cauchos de estireno-butadieno, neoprenos, caucho de nitrilo, caucho de butilo, siliconas, poliuretanos, polietileno clorosulfonado alquilado, poliolefinas , polietilenos clorosulfonados, perfluoroelastomeros , policloropreno (neopreno) , terpolímeros de etileno-propileno-dieno, polietileno clorado, fluoroelastomeros y ZALAK™ (elastómeros Dupont-Dow) . Aquellos de habilidad en la técnica reconocerán que algunos de los termoplásticos listados en lo anterior también pueden ser termoendurecibles dependiendo el grado de reticulación, y que algunos de cada uno pueden ser elastómeros dependiendo de sus propiedades mecánicas. La categorización utilizada en lo anterior es para facilidad de entendimiento y no se debe considerar como limitante o controlante.

Los polímeros celulósicos como aglutinantes pueden incluir celulosa que puede ocurrir naturalmente tal como algodón, papel y madera y modificaciones químicas de celulosa. En una modalidad específica, el compuesto que contiene tierra rara se puede mezclar con fibras de papel o incorporar directamente en la pulpa de papel para formar un filtro basado en papel que comprende el compuesto que contiene tierra rara. De preferencia, el compuesto que contiene tierra rara mezclado con las fibras de papel o incorporado directamente en la pulpa de papel es una composición que contiene tierra rara insoluble.

Otros aglutinantes adecuados incluyen materiales de vidrio tales como fibras de vidrio, cuentas y esterillas. Los sólidos de vidrio se pueden mezclar con materiales particulados de un compuesto que contiene tierra rara insoluble y calentar hasta que los sólidos comienzan a ablandarse o llegan a ser pegajosos de modo que el compuesto que contiene tierra rara insoluble se adhiere al vidrio. De manera similar, las fibras de vidrio extruidas o hiladas se pueden recubrir con partículas del compuesto que contiene tierra rara insoluble mientras que el vidrio está en un estado fundido parcialmente fundido o con · el uso de adhesivos. Alternativamente, la composición de vidrio se puede impurificar con el compuesto que contiene tierra rara insoluble durante la manufactura. Las técnicas para depositar o adherir compuestos que contienen tierra rara insoluble a un material de sustrato se describen en la Patente Norteamericana No. 7,252,694 y otras referencias concernientes al pulimento de vidrio. Por ejemplo, las técnicas de electro-deposición y el uso de adhesivos de metal se describen en la Patente Norteamericana No. 6,319,108 como que es útil en la técnica de pulimento de vidrio. Las Patentes Norteamericanas Nos. 6,319,108 y 7,252,694 se incorporan en la presente por referencia en su totalidad.

En algunas aplicaciones, los vidrios solubles en agua tales como se describen en las Patentes Norteamericanas Nos. 5,330,770, 6,143,318 y 6,881,766, pueden ser un aglutinante apropiado. Las descripciones de tales vidrios solubles en agua contenidos en las Patentes Norteamericanas Nos. 5,330,770, 6,143,318 y 6,881,766 se incorporan en la presente por esta referencia en su totalidad. En otras aplicaciones, los materiales que se hinchan a través de la absorción de fluido que incluyen pero no limitados a polímeros tales como ácidos poliacrílicos sintéticamente producidos y poliacrilamidas y polímeros orgánicos que ocurren naturalmente tales como derivados de celulosa también se pueden utilizar como aglutinantes. Los polímeros biodegradables tales como polietilen glicoles, ácidos polilácticos, polivinilalcoholes, co-polilactideglicoluros y los similares también se pueden utilizar como el aglutinante.

El tamaño medio, mediano o P90 preferido de los aglomerados depende de la aplicación. En la mayoría de las aplicaciones, los aglomerados de preferencia tienen un tamaño medio, mediano o P90 de por lo menos aproximadamente 1 µ??, más de preferencia por lo menos aproximadamente 5 µ??, más de preferencia por lo menos aproximadamente 10 µp?, todavía más de preferencia por lo menos aproximadamente 25 µp? En otras aplicaciones, el aglomerado tiene otra distribución de tamaño de partícula medio, mediano o P90 de aproximadamente 100 a aproximadamente 1,000 mieras, una distribución de tamaño de partícula medio, mediano o P90 de aproximadamente 200 a aproximadamente 600 mieras, una distribución de tamaño de partícula medio, mediano o P90 de aproximadamente 300 a aproximadamente 500 mieras. El área de superficie media de los aglomerados de preferencia es por lo menos aproximadamente 70 m2/g, aún más de preferencia por lo menos aproximadamente 85 m2/g, aún más de preferencia por lo menos aproximadamente 115 m2/g y aún más de preferencia por lo menos aproximadamente 125 m2/g.

Los aglomerados se pueden formar a través de uno o más de extrusión, moldeo, calcinación, sinterización y compactación . De preferencia, los aglomerados incluyen más de 10.01%, aún más de preferencia más de aproximadamente 75% y aún más de preferencia de aproximadamente 80 a aproximadamente 95% de la composición que contiene tierra rara, con el resto que es principalmente el aglutinante. Establecido de otra manera, el aglutinante puede ser menor que aproximadamente 15% en peso del aglomerado,, en algunos casos menor que aproximadamente 10% en peso y en todavía otros casos menor que aproximadamente 8% en peso del aglomerado .

En otra formulación, la composición que contiene tierra rara incluye partículas de tierra rara nanocristalinas soportadas sobre, recubiertas sobre, o incorporadas en un sustrato, tal como es descrito en la Patente Norteamericana 6,863,825 de itham y colaboradores, que es incorporada en la presente por esta referencia y su totalidad. Las partículas de tierra rara nanocristalinas, por ejemplo, pueden ser soportadas o recubiertas sobre el sustrato mediante un aglutinante adecuado. El sustrato puede ser una cerámica sinterizada, metal sinterizado, carbón microporoso, fibra de vidrio, fibra celulósica, alúmina, gama-alúmina, alúmina activada, alúmina acidificada, óxido de metal que contiene aniones inestables, alumino-silicato cristalino tal como una zeolita, sílice-alúmina amorfa, resina de intercambio iónico, sulfato férrico, cerámica porosa y los similares. La estructura de sustrato variará dependiendo de la aplicación pero puede incluir un sustrato tejido, sustrato no tejido, membrana porosa, filtro u otra estructura permeable al fluido. Los sustratos también pueden incluir sólidos permeables porosos y fluidos que tiene una forma deseada y dimensiones físicas. Tales sustratos pueden incluir malla, cribas, tubos, estructuras de panal, monolitos y bloques de varias formas, incluyendo cilindros y toroides. Por ejemplo, las partículas de tierra rara se pueden incorporar dentro o recubrir sobre un bloque de filtro o monolito para el uso en un filtro, tal como un filtro de tipo de flujo cruzado. La tierra rara también puede ser sustituida iónicamente por cationes que ocurren naturalmente sobre el sustrato. La sustitución iónica es bien conocida en la técnica.

Se debe observar que no se requiere formular la composición que contiene tierra rara ni con un aglutinante ni un sustrato, aunque tales formulaciones pueden ser deseadas dependiendo de la aplicación.

La composición de tierra rara se puede formular como polvo. En tal formulación, la composición que contiene tierra rara está en la forma de un polvo finamente dividido soluble o insoluble, de flujo libre, que se pone en contacto con la solución que contiene colorante.

La solución acuosa que contiene colorante comprende uno o más de un colorante, intermediario de tinte, portador de tinte, portador de pigmento, extendedor y opacificante . En una configuración, un contaminante seleccionado (esto es, uno del colorante, intermediarios de tinte, portadores de tinte, portadores de pigmento, extendedor y opacificantes) de la solución acuosa que contiene colorantes se precipita, se destoxifica o de otra manera se remueve mediante la composición que contiene tierra rara. El colorante puede ser un pigmento, tinte, o mezcla de los mismos, con un tinte que es común. En una configuración, la solución acuosa que contiene colorante se vuelve sustancialmente incolora mediante la composición que contiene tierra rara. Mientras que no se desea que sea limitado por alguna teoría, la solución acuosa que contiene colorante se cree que se vuelve sustancialmente incolora mediante la precipitación de degradación del contaminante, de preferencia el colorante, mientras que el colorante se cree que se vuelve sustancialmente incoloro mediante la precipitación del colorante y/o degradación del cromóforo y/o auxocromo del colorante. Por otra parte, además se cree que por lo menos algunos, o la mayoría o todos, del contaminante y/o colorante contenido dentro de la solución acuosa se sorbe por la composición que contiene tierra rara o de una composición de tierra rara que contiene contaminante 108. Típicamente, la composición que contiene tierra rara reduce un colorante que emana color de la solución acuosa (antes del contacto con la composición que contiene tierra rara) a un nivel de menor que aproximadamente 200 ppb, un nivel de menor que aproximadamente 100 ppb, a un nivel de menor que aproximadamente 50 ppb, a un nivel de menor que aproximadamente 10 ppb, a un nivel de menor que aproximadamente 1 ppb, o a un nivel de menor que aproximadamente 0.1 ppb.

Mientras que no se desea que sea limitada por alguna teoría, la composición que contiene tierra rara precipita los colorantes, intermediarios de tinte y/o portadores de tinte que tienen un grupo funcional orgánico o inorgánico adecuado o anión o catión inorgánico. Los grupos funcionales orgánicos o inorgánicos adecuados incluyen grupos funcionales electro-negativos, tales como grupos funcionales de haluro, éter, carboxi, carboxílicos o de carbonilo o sus análogos, como por ejemplo donde uno o más átomos de oxígeno sustituidos con un átomo de azufre, átomo de nitrógeno o una combinación de los mismos. Los grupos funcionales aniónicos adecuados o iones inorgánicos incluyen oxianiones de ciertos metales, metaloides y no metales. Los metales y metaloides típicamente incluyen elementos que tienen un número atómico seleccionado del grupo que consiste de números atómicos 5, 9, 13, 14, 22 a 25, 31, 32, 33, 34, 35, 40 a 42, 44, 45, 49 a 53, 72 a 75, 77, 78, 80, 81, 82, 83, 85, 92, 94, 95 y 96 y aún más de preferencia del grupo que consiste de números atómicos 5, 13, 14, 22 a 25, 31, 32, 33, 34, 40 a 42, 44, 45, 49 a 52, 72 a 75, 77, 78, 80, 81, 82, 83, 92, 94, 95 y 96. Estos números atómicos incluyen los elementos de arsénico, aluminio, astatinio, bromo, boro, flúor, iodo, silicio, titanio, vanadio, cromo, manganeso, galio, talio, germanio, selenio, mercurio, zirconio, niobio, molibdeno, rutenio, rodio, indio, estaño, antimonio, telurio, hafnio, tantalio, tungsteno, renio, iridio, platino, plomo, uranio, plutonio, americio, curio y bismuto. Ejemplos de oxianiones no metálicos adecuados reactivos con la composición que contiene tierra rara incluyen carbonatos, fosfatos, organofosfatos, fosfitos, sulfatos, sulfitos, nitratos y nitritos.

La composición de tierra rara que contiene contaminante 108 incluye el contaminante seleccionado o un derivado del mismo sorbido o de otra manera unido a la composición que contiene tierra rara 104. Por ejemplo, el tinte o un derivado del tinte forma un precipitado insoluble con la tierra rara en la composición que contiene tierra rara 10 . El precipitado luego se puede remover de la solución acuosa .

La utilización de diferentes tierras raras y/o diferentes estados de oxidación de tierras raras puede proporcionar un número de resultados benéficos. Por ejemplo, diferentes tierras raras o diferentes estados de oxidación de tierras raras pueden ser efectivos en remover diferentes contaminantes de la solución acuosa que contiene colorante. Los diferentes contaminantes incluyen unos diferentes de tintes, pigmentos, intermediarios de tinte, portadores de tinte, portadores de pigmento, extendedores y/o pacificantes. El uso de diferentes tierras raras y/o diferentes estados de oxidación también puede causar que uno o más de los compuestos de tierra rara en la composición que contiene tierra rara sea insoluble en la solución acuosa y uno o más de otros de los compuestos de tierra rara de la composición que contiene tierra rara sean insolubles en la solución acuosa. Asi, cuando los compuestos de tierra rara insolubles y solubles se dirigen a un contaminante común, diferentes mecanismos de remoción se pueden utilizar para proporcionar mejor remoción del contaminante. La solubilidad puede proporcionar mejor dispersión del compuesto de tierra rara por toda la solución acuosa mientras que la insolubilidad requiere que ocurra la interacción de partícula a partícula para la remoción efectiva.

En la etapa 112, la composición que contiene tierra rara 104 se pone en contacto con la solución acuosa que contiene colorante para producir una solución tratada 116. El contacto entre la solución acuosa que contiene colorante y la composición que contiene tierra rara se puede lograr al hacer fluir la solución 100 a través de la composición 104 o al adicionar la composición 104 a la solución 100, con o sin mezclado o agitación. El contacto con la composición que contiene tierra rara 104 es comúnmente suficiente para remover, desactivar, destoxificar, precipitar y/o volver incoloro los contaminantes seleccionados en la solución 100 y otros tipos de tratamiento para efectuar tal remoción son opcionales .

En algunas modalidades, la composición que contiene tierra rara 104 se distribuye sobre la superficie de la solución acuosa 100 y se deja asentar, bajo la influencia de gravedad, a través de la solución. Cada aplicación es particularmente útil para tratar contaminantes seleccionados en soluciones encontradas en tanques de evaporación, sistemas de tratamiento de agua municipal, fuentes, estanques, lagos y otros caudales de agua naturales o hechos por el hombre. En tales modalidades, se prefiere, pero no se requiere, que la composición que contiene tierra rara contaminada sea filtrada o de otra manera separada de la solución para el desecho o regeneración y reutilización.

En otras modalidades, la composición que contiene tierra rara 104 se puede introducir en el flujo de la solución acuosa 100, tal como a través de un conducto, tubo o similares .

En otras modalidades, la composición que contiene tierra rara 104 se desecha en un recipiente, y la solución 100 dirigida para fluir a través de la composición 104. La solución acuosa puede fluir a través de la composición bajo la influencia de gravedad, presión u otros medios y con o sin agitación o mezclado. En todavía otras modalidades, el recipiente comprende una pared exterior permeable al fluido que encapsula la composición que contiene tierra rara de modo que la solución tiene múltiples rutas de flujo a través de la composición que contiene tierra rara cuando es sumergida. Varios accesorios, conexiones, bombas, válvulas, múltiples y los similares se pueden utilizar para encontrar el flujo de la solución que contiene tierra rara a través de la composición de un recipiente dado.

La solución acuosa 100 hace contacto con la composición que contiene tierra rara 104 a una temperatura arriba del triple punto para la solución. En algunos casos, la solución hace contacto con la composición que contiene tierra rara a una temperatura menor que aproximadamente 100 °C y en otros casos, el contacto ocurre a una temperatura arriba de aproximadamente 100 °C, pero una presión suficiente para mantener por lo menos una porción de la solución acuosa en una fase líquida. La composición que contiene tierra rara es efectiva en remover y destoxificar contaminantes seleccionados a temperaturas ambientales. En otros casos, la solución acuosa hace contacto con la composición que contiene tierra rara bajo condiciones supercríticas de temperatura y presión para la solución acuosa.

La presión en la cual la solución acuosa 100 hace contacto con la composición que contiene tierra rara 104 puede variar considerablemente dependiendo de la aplicación. Para aplicaciones de volumen más pequeño donde el contacto está para presentarse dentro de una columna de diámetro más pequeño a un gasto de flujo menor que aproximadamente 1.5 gpm, la presión puede variar de 0 a hasta aproximadamente 6.0 psig. En aplicaciones donde se emplean recipientes más grandes y más altos gastos de flujo, se pueden reguerir presiones más altas.

En la etapa de pretratamiento opcional 120 , la solución acuosa se somete a una o más etapas de tratamiento para volver la solución acuosa que contiene colorante 100 adecuada para el tratamiento por la composición que contiene tierra rara 104 . En una . configuración del proceso, el pretratamiento opcional incluye la remoción de contaminantes y otros componentes en solución se pueden interferir con la remoción del contaminante seleccionado por la composición que contiene tierra rara 104 . Un tipo común de interferente compite con el contaminante seleccionado para los sitios en y/o la composición que contiene tierra rara. Tales interferentes, por ejemplo, incluyen fluoruros, fosfatos, carbonatos, silicatos y óxidos de vanadio. La remoción del interferente se puede efectuar mediante cualquier técnica adecuada, incluyendo la precipitación mediante un sorbente no de tierra rara y/o el ajuste de pH, intercambio iónico, filtración de membrana, precipitación, un agente formador de complejo, y los similares. En esta aplicación, la concentración del interferente se mantiene de preferencia en una concentración de no más de aproximadamente 300 ppm/especie de interferente y aún mas de preferencia no más de aproximadamente 10 ppm/especie de interferente.

En la configuración de un proceso donde el contaminante seleccionado es un pigmento, el pigmento sustancialmente se disuelve, se dispersa o se solubiliza en la solución acuosa mediante técnicas adecuadas, incluyendo el ajuste de pH mediante un ácido o base adecuada. En la configuración de un proceso donde el contaminante seleccionado es un colorante, intermediario de tinte, portador de tinte, portador de pigmento, extendedor u opacificante, el contaminante seleccionado se descompone por medio de un aspecto químico (tal como por un oxidante o reductor) térmico y/u óptico para proporcionar derivados más adecuados para la remoción por la composición que contiene tierra rara.

Después de la etapa de contacto 112, la solución acuosa además puede ser opcionalmente tratada por una o más etapas de pos-tratamiento 124. Tales etapas de postratamiento 124 incluyen, por ejemplo, la remoción de otros contaminantes mediante otras técnicas, tal como mediante precipitación mediante un solvente no de tierra rara, intercambio iónico, filtración de membrana, un ajuste de pH, precipitación, formación en complejo con un agente formador del complejo o quelante y los similares.

Después de la etapa (s) de pos-tratamiento opcional 124 o la etapa de contacto 112, la composición de tierra rara que contiene contaminante 108, en la etapa opcional 128, se separa de la solución tratada 116 sustancialmente agotada de contaminantes seleccionados. La composición se puede separar de la solución mediante técnica de separación de liquido-sólido convencionales que incluyen, pero no limitadas a, el uso de filtros, membranas, tanques de asentamiento, centrifugas, ciclones o los similares. La solución separada, sustancialmente agotada de contaminantes seleccionados luego se puede dirigir al procesamiento adicional, almacenamiento o uso .

En la configuración de un proceso, la composición que contiene tierra rara se introduce en la solución que contiene colorante 100 corriente arriba de un filtro, donde la composición que contiene tierra rara contaminada se separa y se recupera de la solución. Un ejemplo particular de tal modalidad se puede encontrar en operaciones de tratamiento de agua municipal donde la composición que contiene tierra rara se inyecta de otra manera o se introduce en el sistema de tratamiento de agua corriente arriba de un lecho de filtro de material particulado.

Donde se emplea un aparato para poner en contacto la composición que contiene tierra rara 104 con la solución que contiene colorante 100, el aparato puede incluir un filtro para separar la solución tratada 116 de la composición de tierra rara que contiene contaminante 108. El filtro puede encapsular la composición que contiene tierra rara o ser desechado corriente debajo de la composición. Por otra parte, el filtro puede ser una característica del recipiente para prevenir a la composición que contiene tierra rara de fluir fuera del recipiente o ser una característica del aparato dispuesto corriente abajo del recipiente. El filtro puede incluir telas tejidas y no tejidas, malla, así como fibras o materiales particulados que se disponen en una esterilla, lecho o capa que proporciona una barrera permeable al fluido a la composición que contiene tierra rara. Donde la composición que contiene tierra rara se dispone en un lecho fijo, un filtro adecuado puede incluir una capa de tierra de diatomácea dispuesta corriente abajo de la composición que contiene tierra rara dentro del recipiente.

El producto o composición precipitada, separada 108 se puede someter a una o más mecanismos de regeneración en la etapa 132, para remover, de la composición de tierra rara que contiene contaminante, sustancialmente todo el contaminante sorbido y permitir que la composición que contiene tierra rara regenerada sea reciclada o reutilizada en la etapa de contacto. 112. Por otra parte, puede ser deseable esterilizar o regenerar la composición de tierra rara que contiene contaminante 108 antes del contacto con la solución acuosa para remover cualquiera de los contaminantes adicionales que pueden estar presentes antes de la reutilización o desecho de la composición. Los procesos de esterilización o regeneración pueden incluir procesos térmicos, en donde la composición de tierra rara que contiene contaminante 108 se expone a temperaturas o presiones elevadas o ambas para degradar o descomponer el contaminante sorbido, esterilización de radiación en donde la composición que contiene tierra rara contaminada 108 se somete a niveles de radiación elevados, incluyendo procesos utilizando la radiación ultravioleta, infrarroja, de microondas y ionizante, para el degradado o descontaminar o descomponer el contaminante sorbido, descomposición biológica, en donde el contaminante se descompone por microbios, y esterilización química, en donde la composición que contiene tierra rara contaminada 108 se expone a niveles elevados de oxidantes o reductores u otras especies químicas para degradar o descomponer el contaminante sorbido o remplazar el contaminante sorbido con otra especie.

La descomposición biológica se puede efectuar por aerobios y anaerobios, tales como bacterias y hongos, que son biológicamente activos en la presencia de tierra rara. En la presencia de enzimas catalizadas con oxígeno específicas llamadas azo reductasas, algunas bacterias aeróbicas, tal como las cepas K22 y KF46 de la especie Pseudomonas y K24 de Pagmentifaga kulae, reduce los compuestos azo y producen aminas aromáticas. Clostridium , Salmonella , Bacillus , Eubacterium, Excherichia coli se creen que la luz en los tintes ingeridos a través del alimento, fármacos y cosméticos. En la presencia de cepas fúngales, tales como Bjerkandera adusta, Trametes versicolor, Polyporus pinistus , Myceliophthora thermophilia , Pyricularia oryzae, y Phanerochaete chrysosporium, pueden degradar una o más de tintes azo debido a la formación de exoenzimas, tales como peroxidasas y fenoloxidasas, tintes de antraquinona y tintes indigoides. Bajo condiciones anaeróbicas, un bajo potencial redox (menor que o igual a aproximadamente 50 mV) se puede lograr, lo cual permite las descoloración de los tintes, que se cree que descolorados los tintes mediante una combinación de mecanismos biológicos y químicos. La reducción del tinte azo se cree que ocurre principalmente por las enzimas extracelulares o enlazadas a la membrana. La contribución biológica se puede dividir en enzimas especializadas llamadas azos reductasas, que están presentes en bacterias, tal como la cepa BN6 de Sphingomonas xenophaga, que son capaces de crecer utilizando solamente el tinte azo como una fuente de carbono y energía. La contribución química a la descoloración reductiva de los tintes azo bajo condiciones anaeróbicas puede involucrar reductores biogénicos, similares a sulfuro, cisteína, ascorbato o hierro divalente. Los mediadores de redox, o compuestos que aceleran el mecanismo de transferencia de electrones de un donador de electrones primario a un aceptor de electrones terminal, se cree que incrementan las velocidades de reacción para la descoloración reductiva. El lodo granular anaeróbico se ha encontrado que es efectivo en descolorar tintes azo.

Las especies químicas que se pueden utilizar en la esterilización química para degradar o descomponer colorantes incluyen oxidantes, tales como ozono, peróxido de hidrógeno y otros peróxidos inorgánicos, ácido nítrico y nitratos, clorito, clorato, perclorato y otros compuestos de halógeno análogos, hipoclorito y otros compuestos de hipohaluro (tal como blanqueador) yodo y otros halógenos diferentes de fluoruro, óxido nitroso (N20), óxido de plata, compuestos de cromo hexavalentes, ácido persulfúrico, sulfoxidos, ácido sulfúrico, reactivo de Tollen, 2 , 2 ' -dipiridildisulfuro también llamado DPS, y reductores, tal como el hidruro de litio aluminio (LiAlH4) , hidrógeno naciente, amalgama de sodio, borohidruro de sodio (NaBH4) , compuestos que contienen el ion Sn2+ (tal como cloruro de estaño (II)), compuestos de sulfito, hidrazina (reducción de Wolff-Kishner ) , amalgama de zinc-mercurio (Zn(Hg)) (reducción de Clemmensen) , hidruro de diisobutilaluminio (DIBAH) , catalizador Lindlar, ácido fórmico (HCOOH) , ditiotritol (DTT) y compuestos que contienen el ion Fe2+ (tal como sulfato de hierro (II)).

Se pueden utilizar combinaciones de los procesos anteriores. Un ejemplo es el proceso de peróxido de hidrógeno/UV que forma radicales OH. Tales procesos de esterilización se pueden utilizar en una base esporádica o continua mientras que la composición está en uso.

El proceso opcionalmente puede incluir la etapa de detectar (no mostrada) la solución agotada de los contaminantes seleccionados para determinar o calcular cuando es apropiado reemplazar la composición que contiene tierra rara. La detección de la solución se puede lograr a través de medios convencionales tales como la etiquetación y detección de los contaminantes en la solución acuosa utilizando materiales fluorescentes o reactivos, la medición de gastos de flujo, temperaturas, presiones, detección para la presencia de productos finos, análisis de colorimetria o colorimétrico, análisis de fotometría o fotométrico, y el muestreo y conducción de arreglos. La colorimetria mide' el color y/o intensidad de color, tal como para un intervalo de color de longitud de onda seleccionado, de la solución tratada. Un colorímetro, por ejemplo, analiza o cuantifica el color comúnmente al medir un color dado en términos de un color estándar, una escala de colores, ciertos colores primarios u otro estándar espectroscópico o visual. Los colorímetros también pueden medir la concentración de un constituyente conocido de una solución mediante la comparación con colores de soluciones estándares de ese constituyente. Un fotómetro es normalmente un tipo de dispositivo de diagnóstico que mide los cambios ópticos y/o estado para medir las unidades. Por ejemplo, un fotómetro puede medir las propiedades de luz (especialmente intensidad luminosa) y comparar las propiedades determinadas contra un conjunto definido predeterminado de propiedades que indican un grado deseado de remoción de contaminante de tinte o pigmento. De esta manera, el grado de remoción de contaminante de tinte o pigmento se puede analizar.

Donde es deseable regenerar una composición que contiene tierra rara aglomerada a través de la esterilización, el aglutinante seleccionado o material de sustrato debe ser estable bajo condiciones de esterilización y de ¦ otra manera debe ser compatible con el método de esterilización. Ejemplos no limitantes específicos de aglutinantes que son adecuados para los métodos de esterilización que involucran la exposición a altas temperaturas incluyen nitrato de celulosa, polietersulfona, nylon, polipropileno, politetrafluoroetileno y ésteres de celulosa mezclados. Las composiciones preparadas con estos aglutinantes se pueden colocar en autoclave cuando se preparan de acuerdo con los estándares conocidos. Deseablemente, la composición que contiene tierra rara aglomerada debe, ser estable a la esterilización con vapor o colocación en autoclave así como la esterilización química a través del contacto con especies químicas oxidantes o reductoras, como una combinación de métodos de esterilización se pueden requerir para la regeneración eficiente y efectiva. En una modalidad donde la esterilización incluye la generación electroquímica de una especie química oxidante o reductora, el potencial eléctrico necesario para generar las especies se puede alcanzar al utilizar la composición como uno de los electrodos. Por ejemplo, una composición que contiene tierra rara aglomerada que contiene un aglutinante polimérico normalmente aislante se puede volver conductor a través de la inclusión de un nivel suficientemente alto de partículas conductoras tal como carbón activado granular, negro de carbón, o partículas metálicas. Alternativamente, si el nivel deseado de carbono a otras partículas no es suficientemente alto para envolver de otra manera un polímero aislante en conductor, un polímero intrínsicamente conductor puede ser incluido en el material aglutinante. Varios vidrios tales como cuentas de vidrio microporosas y fibras son particularmente adecuadas para el uso como un sustrato o aglutinante donde la composición que contiene tierra rara aglomerada se va a regenerar periódicamente.

EXPERIMENTAL Los siguientes ejemplos se proporcionan para ilustrar ciertas modalidades de la invención y no se van a considerar como limitaciones de la invención, como se exponen en las reivindicaciones adjuntas. Todas las partes y porcentajes están en peso a menos que se especifique de otra manera .

En un primer ejemplo, veinte paquetes de 3.6 g de mezcla de bebida no alcohólica no endulzada Kool-Aid™ de cereza (que contiene los tintes Rojo 40 (como tinte azo que tiene la composición de ácido 2-naftalensulfónico , sal de disodio de 6-hidroxi-5- ( (2-metoxi-5-metil-4-sulfenil) azo) , y 6-hidroxi^5- ( (2-metoxi-5-metil-4-sulfenil) azo) -2-naftalensulfonato de disodio) y Azul 1 (una sal de disodio que tiene la fórmula C37H3 N2Na209S3) se adicionaron y se mezclaron con cinco galones de agua. Para uso en la primera prueba, se configuró un arreglo de columna tal que la corriente de agua teñida entra y pasa a través de un lecho fijo de óxido de cerio (IV) insoluble para formar una solución tratada. El agua coloreada, teñida se bombeo a través del arreglo de columna. La solución tratada fue clara de cualquiera de los tintes, y en la parte superior del lecho hubo una banda concentrada de color, que apareció para ser los tintes Rojo 40 y Azul 1.

En un segundo ejemplo, la mezcla de bebida no alcohólica no endulzada Kool-Aid™ de cereza (que contiene los tintes Rojo 40 y Azul 1) se disolvió en agua, y la mezcla se agitó en un vaso de laboratorio. Se adicionó óxido de cerio (IV) insoluble y se mantuvo suspendido en la solución mediante agitación. Cuando se detuvo la agitación, el óxido de cerio se asentó, dejando detrás agua clara o incolora. Este ejemplo se propone para replicar el tratamiento del agua mediante un reactor de tanque agitado continuo (CSTR) .

En un tercer ejemplo, 10.6 mg de Azul Directo 15 ( C34H24 6Na40i6S4, de Sigma-Aldrich) se disolvió en 100.5 g de agua desionizada. La solución de Azul Directo 15 (Fig. 2A) se agitó durante 5 min. utilizando una barra de agitación magnética antes de adicionar 5.0012 g de ceria de alta área de superficie (Ce02) . La solución de Azul Directo 15 que contiene ceria se agitó. La solución de Azul Directo 15 que contiene ceria 2 min y 10 min después de adicionar la ceria, respectivamente se muestran en las Figs 5A and 5B. Después de la agitación durante 10 min, un filtrado se extrajo utilizando un filtro de jeringa de 0.2 µ?t?. El filtrado fue claro y sustancialmente incoloro, teniendo un matiz azul ligeramente visible (Fig. 2B) .

En un cuarto ejemplo, 9.8 mg de Azul Ácido 25 (45% de contenido de tinte, C2oHi3N2 a05S, de Sigma-Aldrich) se disolvió en 100.3 g de agua desionizada. La solución de Azul Ácido 25 (Fig. 3A) se agitó durante 5 min. utilizando una barra de agitación magnética antes de adicionar 5.0015 g de ceria de alta área de superficie (Ce02) . La solución de Azul Ácido 25 que contiene ceria se agitó. La solución de Azul Ácido 25 que contiene ceria 2 min y 10 min después de adicionar la ceria, respectivamente se muestran en las Figs 6A and 6B. Después de la agitación durante 10 min, un filtrado se ext ra j o utilizando un filtro de jeringa de 0.2 µ??. El filtrado fue claro y sustancialmente incoloro, y careció de cualquier matiz visible (Fig. 3B) .

En un quinto ejemplo, 9.9 mg de Azul Ácido 80 (45% de contenido de tinte, C32H28 2 a20aS2, de Sigma-Aldrich) se disolvió en 100.5 g de agua desionizada. La solución de Azul Ácido 80 (Fig. 4A) se agitó durante 5 min. utilizando una barra de agitación magnética antes de adicionar 5.0012 g de ceria de alta área de superficie (Ce02) . La solución de Azul Ácido 80 que contiene ceria se agitó. La solución de Azul Ácido 80 que contiene ceria 2 min y 10 min después de adicionar la ceria, respectivamente se muestran en las Figs 7A and 7B. Después de la agitación durante 10 min, un filtrado se extrajo utilizando un filtro de jeringa de 0.2 µp?. El filtrado fue claro y sustancialmente incoloro, y careció de cualquier matiz visible (Fig. 4B) .

Basado en estos experimentos y mientras que no se desea que sea limitado por alguna teoría, los tintes se cree que se sorben o de otra manera reaccionan con el óxido de cerio (IV) .

Se puede utilizar un número de variaciones y modificaciones de la invención. Sería posible proporcionar algunas características de invención sin proporcionar otras.

La presente invención, en varias modalidades, configuraciones o aspectos, incluye contaminantes, métodos, procesos, sistemas y/o aparatos sustancialmente' como es representado y descrito en la presente, incluyendo varias modalidades, configuraciones, aspectos, sub-combinaciones y subconjuntos de los mismos. Aquellos de habilidad en la técnica entenderán como hacer y usar la presente invención después del entendimiento de la presente descripción. La presente invención, en varias modalidades, configuraciones y aspectos, incluye proporcionar dispositivos y procesos en la ausencia de artículos no representados y/o descritos en la presente o en varias modalidades, configuraciones o aspectos de los mismos, incluyendo en la ausencia de tales artículos como pueden haber sido utilizados en dispositivos o procesos previos, por ejemplo para mejorar el desempeño, lograr facilidad y/o reducir el costo de implementación .

La discusión anterior de la invención se ha presentado para propósitos de ilustración y descripción. Lo anterior no se propone para limitar a la invención a la forma o formas divulgadas en la presente. En la Descripción Detallada anterior por ejemplo, varias características de la invención se agrupan conjuntamente en una o más modalidades, configuraciones o aspectos, para el propósito de simplificar la descripción. Las características de las modalidades, configuraciones o aspectos de la invención se pueden combinar en modalidades, configuraciones o aspectos alternos diferentes a aquellos discutidos en lo anterior. Este método de descripción no se va a interpretar como que refleja una intención de que la invención reclamada requiere más características que son expresamente citadas en cada reivindicación. Más bien, como las siguientes reivindicaciones reflejan, los aspectos inventivos dependen de menos de todas las características de una sola modalidad divulgada anterior, configuración o aspecto. Así, las siguientes reivindicaciones se incorporan en la presente en esta Descripción Detallada, con cada reivindicación que permanece en sí misma como una modalidad preferida separada de la invención.

Por otra parte, aunque la descripción de la invención ha incluido la descripción de una o más modalidades, configuraciones o aspectos y ciertas variaciones y modificaciones, otras variaciones, combinaciones y modificaciones están dentro del alcance de la invención, por ejemplo, como puede estar dentro de la habilidad y conocimiento de aquellos en técnica, después del entendimiento de la presente descripción. Se propone obtener los derechos que incluyen modalidades, configuraciones o aspectos alternativos al grado permitido, incluyendo estructuras, funciones, intervalos o etapas alternas, intercambiables y/o equivalentes a aquellas reclamadas, si o no tales estructuras, funciones, intervalos o etapas alternas, intercambiables y/o equivalentes se divulgan en la presente, y sin proponer destinar públicamente cualquier materia sujeto patentable.

Claims (55)

REIVINDICACIONES

1. Un método, caracterizado porque comprende: poner en contacto una solución acuosa que contiene colorante con una composición que contiene tierra rara para formar una solución tratada sustancialmente agotada del colorante .

2. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el colorante es un tinte.

3. El método de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque el tinte comprende un cromóforo que es por lo menos uno de: azo, carbonilo, metano, nitro, hidrazo, antraquinona, metino, estirilo, metano, cianina, tiazina y quinona.

4. El método de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque el tinte es por lo menos uno de un indol, pirazolona, piridona, fenol, antraquinona benzodifuranona indigoide, polimetino, estirilo, carbonio, trifenilmetano, difenilmetano, tiazina, trifendioxazina, ftalocianina quinoftalona, nitrodifenilamina, naftol, estilbeno, formazan, hidrazona, azina, xanteno, triarilmetano, azina, acridina, oxazina, pirazol, pirazolina, pirazalona, coumarina, naftalimida, carotenoide, flavonol, flavona, cromano, negro de anilina, quinacridona, formazan, trifendioxazina, tiazina, cetona amina, copolimeros de poli (metacrilato de hidroxietilo) de caramelo, riboflavina y derivados y mezclas de los mismos.

5. El método de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque el tinte es uno de un tinte reactivo, tinte directo, tinte cáustico, tinte de pigmento, tinte aniónico, tinte impregnante, tinte de tina, tinte de azufre, tinte disperso, tinte básico, tinte catiónico, tinte de solvente y tinte ácido.

6. El método de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque la solución que contiene colorante comprende un intermediario de tinte y en donde el intermediario de tinte se precipita por la composición que contiene tierra rara.

7. El método de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque la solución que contiene colorante comprende un portador de tinte y en donde el portador de tinte se precipita por la composición que contiene tierra rara .

8. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el colorante es un pigmento.

9. El método de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque el pigmento es por lo menos uno de cadmio, carbón, cromo, cobalto, cobre, pirogalol, pirofilita, plata, óxido de hierro, tierra de arcilla, plomo, mercurio, titanio, ultramarino, aluminio, bismuto, bronce, carbonato de calcio, óxido de cromo-cobalto-aluminio, hierro de cianuro, violeta de manganeso, mica, zinc, espinela, rutilo, zirconio, estaño, cadmio, cromato de plomo, luminiscente, efecto de metal, nacarado, transparente, citrato de amonio férrico, gluconato ferroso, dihidroxiacetona, guaiazuleno, alizarina, carmesí de alizarina, gomaguta, rojo de cochinilla, betacianinas, betataxantinas, antocianina, extracto de palo de campeche, esencia de perla, pimentón, oleoresinas de pimentón, azafrán, cúrcuma, oleoresina de cúrcuma, granza rosa, índigo, amarillo Indio, harina y extractos de tagetes, púrpura de Tiro, harina de algas seca, alheña, quinacridona, magenta, verde de ftalo, azul de ftalo, ftalocianina de cobre, indantona, sulfonato de triarilcarbonio, sal de PTMA de triarilcarbonio, sal de Ba de triarilcarbonio, cloruro de triarilcarbonio, ftalocianina de cobre de policloro, ftalocianina de cobre de polibromoclor , azo, pirazolona, benzimid-azolona de monoazo, perinona, naftol AS, rojo de beta-naftol, naftol AS, disazo pirazolona, BONA, beta naftol, sal de PTMA de triarilcarbonio, condensación de disazo, antraquinona, perileno, dicetopirrolopirrol , dioxazina, diariluro, isoindolinona, quinoftalona, isoindolina, benzimidazolona de monoazo, pirazolona de monoazo, disazo, benzimidazolonas, amarillo de diariluro, naranja de dintranilina, naranja de pirazolona, para rojo, litol, condensación de azo, laca, pirrolopirrol de diarilo, tioindigo, aminoantraquinona, dioxazina, isoindolinona, isoindolina y pigmentos de quinftalona y mezclas de los mismos .

10. El método de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque además comprende antes de la etapa de contacto: por lo menos uno de adicionar un solvente y ajustar un pH de la solución que contiene colorante para disolver sustancialmente el pigmento.

11. El método de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque la composición que contiene tierra rara precipita un portador de pigmento.

12. El método de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque la composición que contiene tierra rara precipita un extendedor.

13. El método de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque la composición que contiene tierra rara precipita un opacificante .

14. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la solución acuosa que contiene colorante tiené un color y en donde, después de la etapa de contacto, se remueve sustancialmente el color.

15. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la composición que contiene tierra rara comprende una pluralidad de cerio, lantano, praseodimio y neodimio.

16. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la composición que contiene tierra rara comprende una pluralidad de estados de oxidación de tierra rara.

17. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el colorante comprende un grupo funcional electro-negativo que es uno de un haluro, éter, carboxi, carboxilico y carbonilo.

18. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el colorante comprende un oxianión de un metal, metaloide y/o no metal.

19. Una composición, caracterizada porque comprende: una tierra rara; y un colorante sorbido sobre la tierra rara.

20. La composición de conformidad con la reivindicación 19, caracterizada porque la tierra rara comprende una pluralidad de cerio, lantano, praseodimio y neodimio .

21. La composición de conformidad con la reivindicación 19, caracterizada porque el colorante es un tinte.

22. La composición de conformidad con la reivindicación 21, caracterizada porque el tinte comprende un cromóforo que es por lo menos uno de: azo, carbonilo, metano, nitro, hidrato, antraquinona, metino, estirilo, metano, cianina, tiazina y quinona.

23. La composición de conformidad con la reivindicación 21, caracterizada porque el tinte es por lo menos uno de un indol, pirazolona, piridona, fenol, antraquinona benzodifuranona indigoide, polimetino, estirilo, carbonio, trifenilmetano, difenilmetano, tiazina, trifendioxazina, ftalocianina quinoftalona, nitrodifenilamina, naftol, estilbeno, formazan, hidrazona, azina, xanteno, triarilmetano, azina, acridina, oxazina, pirazol, pirazolina, pirazalona, coumarina, naftalimida, carotenoide, flavonol, flavona, cromano, negro de anilina, quinacridona, formazan, trifendioxazina, tiazina, cetona amina, copolimeros de poli (metacrilato de hidroxietilo) de caramelo, riboflavina y derivados y mezclas de los mismos.

24. La composición de conformidad con la reivindicación 21, caracterizada porque el tinte es uno de un tinte reactivo, tinte directo, tinte cáustico, tinte de pigmento, tinte aniónico, tinte impregnante, tinte de tina, tinte de azufre, tinte disperso, tinte básico, tinte catiónico, tinte de solvente y tinte ácido.

25. La composición de conformidad con la reivindicación 21, caracterizada porque el colorante comprende un intermediario de tinte.

26. La composición de conformidad con la reivindicación 21, caracterizada porque el colorante comprende un portador de tinte.

27. La composición de conformidad con la reivindicación 19, caracterizada porque el colorante es un pigmento . ·

28. La composición de conformidad con la reivindicación 27, caracterizada porque el pigmento es por lo menos uno de cadmio, carbón, cromo, cobalto, cobre, pirogalol, pirofilita, plata, óxido de hierro, tierra de arcilla, plomo, mercurio, titanio, ultramarino, aluminio, bismuto, bronce, carbonato de calcio, óxido de cromo-cobalto-aluminio, hierro de cianuro, violeta de manganeso, mica, zinc, espinela, rutilo, zirconio, estaño, cadmio, cromato de plomo, luminiscente, efecto de metal, nacarado, transparente, citrato de amonio férrico, gluconato ferroso, dihidroxiacetona, guaiazuleno, alizarina, carmesí de alizarina, gomaguta, rojo de cohinilla, betacianinas , betataxantinas, antocianina, extracto de palo de campeche, esencia de perla, pimentón, oleoresinas de pimentón, azafrán, cúrcuma, oleoresina de cúrcuma, granza rosa, índigo, amarillo Indio, harina y extractos de tagetes, púrpura de Tiro, harina de algas seca, alheña, quinacridona, magenta, verde de ftalo, azul de ftalo, ftalocianina de cobre, indantona, sulfonato de triarilcarbonio, sal de PTMA de triarilcarbonio, sal de Ba de triarilcarbonio, cloruro de triarilcarbonio, ftalocianina de cobre de policloro, ftalocianina de cobre de polibromoclor , azo, pirazolona, benzimid-azolona de monoazo, perinona, naftol AS, rojo de beta-naftol, naftol AS, disazo pirazolona, BONA, beta naftol, sal de PTMA de triarilcarbonio, condensación de disazo, antraquinona, perileno, dicetopirrolopirrol, dioxazina, diariluro, isoindolinona, quinoftalona, isoindolina, benzimidazolona de monoazo, pirazolona de monoazo, disazo, benzimidazolonas, amarillo de diariluro, naranja de dintranilina , naranja de pirazolona, para rojo, litol, condensación de azo, laca, pirrolopirrol de diarilo, tioindigo, aminoantraquinona, dioxazina, isoindolinona, isoindolina y pigmentos de quinftalona y mezclas de los mismos.

29. La composición de conformidad con la reivindicación 27, caracterizada porque además comprende un aglutinante polimérico y nanocristales de tierra rara.

30. Un sistema, caracterizado porque comprende: una entrada para una solución acuosa que contiene colorante; una composición que contiene tierra rara en una zona de remoción de colorante; y una salida para una solución acuosa tratada sustancialmente agotada del colorante.

31. El sistema de conformidad con la reivindicación 30, caracterizado porque la composición que contiene tierra rara comprende una pluralidad de cerio, lantano, praseodimio y neodimio .

32. El sistema de conformidad con la reivindicación 30, caracterizado porque el colorante es un tinte .

33. El sistema de conformidad con la reivindicación 32, caracterizado porque el tinte comprende un cromóforo que es por lo menos uno de: azo, carbonilo, metano, nitro, hidrato, antraquinona, metino, estirilo, metano, cianina, tiazina y quinona.

34. El sistema de conformidad con la reivindicación 32, caracterizado porque el tinte es por lo menos uno de un indol, pirazolona, piridona, fenol, antraquinona benzodifuranona indigoide, polimetino, estirilo, carbonio, trifenilmetano, difenilmetano, tiazina, trifendioxazina, ftalocianina quinoftalona, nitrodifenilamina, naftol, estilbeno, formazan, hidrazona, azina, xanteno, triarilmetano, azina, acridina, oxazina, pirazol, pirazolina, pirazalona, coumarina, naftalimida, carotenoide, flavonol, flavona, cromano, negro de anilina, quinacridona, formazan, trifendioxazina, tiazina, cetona amina, copolimeros de poli (metacrilato de hidroxietil) de caramelo, riboflavina y derivados y mezclas de los mismos.

35. El sistema de conformidad con la reivindicación 32, caracterizado porque el tinte es uno de un tinte reactivo, tinte directo, tinte cáustico, tinte de pigmento, tinte aniónico, tinte impregnante, tinte de tina, tinte de azufre, tinte disperso, tinte básico, tinte catiónico, tinte de solvente y tinte ácido.

36. El sistema de conformidad con la reivindicación 32, caracterizado porque la solución que contiene colorante comprende un intermediario de tinte y en donde el intermediario de tinte se precipita por la composición que contiene tierra rara.

37. El sistema de conformidad con la reivindicación 32, caracterizado porque la solución que contiene colorante comprende un portador de tinte y en donde el portador de tinte se precipita por la composición que contiene tierra rara .

38. El sistema de conformidad con la reivindicación 30, caracterizado porque el colorante es un pigmento.

39. El sistema de conformidad con la reivindicación 38, caracterizado porque el pigmento es por lo menos uno de cadmio, carbón, cromo, cobalto, cobre, pirogalol, pirofilita, plata, óxido de hierro, tierra de arcilla, plomo, mercurio, titanio, ultramarino, aluminio, bismuto, bronce, carbonato de calcio, óxido de cromo-cobalto-aluminio, hierro de cianuro, violeta de manganeso, mica, zinc, espinela, rutilo, zirconio, estaño, cadmio, cromato de plomo, luminiscente, efecto de metal, nacarado, transparente, citrato de amonio férrico, gluconato ferroso, dihidroxiacetona, guaiazuleno, alizarina, carmesí de alizarina, gomaguta, rojo de cohinilla, betacianinas , betataxantinas, antocianina, extracto de palo de campeche, esencia de perla, pimentón, oleoresinas de pimentón, azafrán, cúrcuma, oleoresina de cúrcuma, granza rosa, índigo, amarillo Indio, harina y extractos de tagetes, púrpura de Tiro, harina de algas seca, alheña, quinacridona, magenta, verde de ftalo, azul de ftalo, ftalocianina de cobre, indantona, sulfonato de triarilcarbonio, sal de PTMA de triarilcarbonio, sal de Ba de triarilcarbonio, cloruro de triarilcarbonio, ftalocianina de cobre de policloro, ftalocianina de cobre de polibromoclor, azo, pirazolona, benzimid-azolona de monoazo, perinona, naftol AS, rojo de beta-naftol, naftol AS, disazo pirazolona, BONA, beta naftol, sal de PTMA de triarilcarbonio, condensación de disazo, antraquinona, perileno, dicetopirrolopirrol , dioxazina, diariluro, isoindolinona, quinoftalona, isoindolina, benzimidazolona de monoazo, pirazolona de monoazo, disazo, benzimidazolonas , amarillo de diariluro, naranja de dintranilina, naranja de pirazolona, para rojo, litol, condensación de azo, laca, pirrolopirrol de diarilo, tioindigo, aminoantraquinona, dioxazina, isoindolinona, isoindolina y pigmentos de quinftalona y mezclas de los mismos .

40. Un método, caracterizado porque comprende: proporcionar una composición que contiene tierra rara contaminada que comprende una tierra rara y un colorante sorbido sobre la tierra rara; y esterilizar la composición que contiene tierra rara contaminada para remover el colorante.

41. El método de conformidad con la reivindicación 40, caracterizado porque la esterilización comprende exponer la composición que contiene tierra rara contaminada a una temperatura elevada.

42. El método de conformidad con la reivindicación 40, caracterizado porque la esterilización comprende exponer la composición que contiene tierra rara contaminada a una presión elevada.

43. El método de conformidad con la reivindicación 40, caracterizado porque la esterilización comprende exponer la composición que contiene tierra rara contaminada a un nivel elevado de radiación, la radiación que es radiación ultravioleta, de microondas y/o ionizante.

44. El método de conformidad con la reivindicación 40, caracterizado porque la esterilización comprende exponer la composición que contiene tierra rara contaminada a un oxidante químico.

45. El método de conformidad con la reivindicación 40, caracterizado porque la esterilización comprende exponer la composición que contiene tierra rara contaminada a un reductor químico.

46. El método de conformidad con la reivindicación 40, caracterizado porque la esterilización comprende exponer la composición que contiene tierra rara contaminada a una especie química que es por lo menos uno de un reductor y oxidante .

47. El método de conformidad con la reivindicación 40, caracterizado porque: la detección, mediante por lo menos uno de colorimetría y fotometría, de una propiedad óptica de la solución acuosa tratada es para determinar cuando reemplazar la composición que contiene tierra rara.

48. El proceso de conformidad con la reivindicación 47, caracterizado porque el colorante es un tinte.

49. El proceso de conformidad con la reivindicación 47, caracterizado porque el tinte comprende un cromóforo que es por lo menos uno de: azo, carbonilo, metano, nitro, hidrato, antraquinona, metino, estirilo, metano, cianina, tiazina y quinona.

50. El proceso de conformidad con la reivindicación 49, caracterizado porque el tinte es por lo menos uno de un indol, pirazolona, piridona, fenol, antraquinona benzodifuranona indigoide, polimetino, estirilo, carbonio, trifenilmetano, difenilmetano, tiazina, trifendioxazina, ftalocianina quinoftalona, nitrodifenilamina, naftol, estilbeno, formazan, hidrazona, azina, xanteno, triarilmetano, azina, acridina, oxazina, pirazol, pirazolina, pirazalona, coumarina, naftalimida, carotenoide, flavonol, flavona, cromano, negro de anilina, quinacridona, formazan, trifendioxazina, tiazina, cetona amina, copolimeros de poli (metacrilato de hidroxietil) de caramelo, riboflavina y derivados y mezclas de los mismos.

51. El proceso de conformidad con la reivindicación 49, caracterizado porque el tinte es uno de un tinte reactivo, tinte directo, tinte cáustico, tinte de pigmento, tinte aniónico, tinte impregnante, tinte de tina, tinte de azufre, tinte disperso, tinte básico, tinte catiónico, tinte de solvente y tinte ácido.

52. El proceso de conformidad con la reivindicación 49, caracterizado porque la composición que contiene tierra rara contaminada comprende un intermediario de tinte y en donde el intermediario de tinte se precipita por la composición de tierra rara.

53. El proceso de conformidad con la reivindicación 49, caracterizado porque la composición que contiene tierra rara contaminada comprende un portador de tinte y en donde el portador de tinte se precipita por la composición de tierra rara .

54. El proceso de conformidad con la reivindicación 47, caracterizado porque el colorante es un pigmento.

55. El proceso de conformidad con la reivindicación 54, caracterizado porque el pigmento es por lo menos uno de un cadmio, carbón, cromo, cobalto, cobre, pirogalol, pirofilita, plata, óxido de hierro, tierra de arcilla, plomo, mercurio, titanio, ultramarino, aluminio, bismuto, bronce, carbonato de calcio, óxido de cromo-cobalto-aluminio, hierro de cianuro, violeta de manganeso, mica, zinc, espinela, rutilo, zirconio, estaño, cadmio, cromato de plomo, luminiscente, efecto de metal, nacarado, transparente, citrato de amonio férrico, gluconato ferroso, dihidroxiacetona, guaiazuleno, alizarina, carmesí de alizarina, gomaguta, rojo de cohinilla, betacianinas, betataxantinas , antocianina, extracto de palo de campeche, esencia de perla, pimentón, oleoresinas de pimentón, azafrán, cúrcuma, oleoresina de cúrcuma, granza rosa, índigo, amarillo Indio, harina y extractos de tagetes, púrpura de Tiro, harina de algas seca, alheña, quinacridona, magenta, verde de ftalo, azul de ftalo, ftalocianina de cobre, indantona, sulfonato de triarilcarbonio, sal de PTMA de triarilcarbonio, sal de Ba de triarilcarbonio, cloruro de triarilcarbonio, ftalocianina de cobre de policloro, ftalocianina de cobre de polibromoclor, azo, pirazolona, benzimid-azolona de monoazo, perinona, naftol AS, rojo de beta-naftol, naftol AS, disazo pirazolona, BONA, beta naftol, sal de PTMA de triarilcarbonio, condensación de disazo, antraquinona, perileno, dicetopirrolopirrol , dioxazina, diariluro, isoindolinona, quinoftalona, isoindolina, benzimidazolona de monoazo, pirazolona de monoazo, disazo, benzimidazolonas, amarillo de diarilu.ro, naranja de dintranilina, naranja de pirazolona, para rojo, litol, condensación de azo, laca, pirrolopirrol de diarilo, tioindigo, aminoantraquinona, dioxazina, isoindolinona, isoindolina y pigmentos de quinftalona y mezclas de los mismos.