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ES2919251B2 - Pillared clays with improved textural properties, their preparation from salt slag from aluminum recycling processes and their use - Google Patents

Pillared clays with improved textural properties, their preparation from salt slag from aluminum recycling processes and their use Download PDF

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ES2919251B2
ES2919251B2 ES202130047A ES202130047A ES2919251B2 ES 2919251 B2 ES2919251 B2 ES 2919251B2 ES 202130047 A ES202130047 A ES 202130047A ES 202130047 A ES202130047 A ES 202130047A ES 2919251 B2 ES2919251 B2 ES 2919251B2
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Description

DESCRIPCIÓNDESCRIPTION

Arcillas pilareadas con propiedades texturales mejoradas, preparación de las mismas a partir de escorias salinas procedentes de los procesos de reciclaje del aluminio y su usoPillared clays with improved textural properties, their preparation from saline slags from aluminum recycling processes and their use

Campo técnico de la invenciónTechnical field of the invention

La presente invención se encuentra dentro del campo de la química industrial. En concreto, se refiere a la obtención de arcillas pilareadas y sus derivados, a partir de residuos de aluminio, por ejemplo, escorias salinas procedentes de los procesos de segunda fusión del aluminio.The present invention is within the field of industrial chemistry. Specifically, it refers to the obtaining of pillared clays and their derivatives, from aluminum waste, for example, salt slag from the second aluminum smelting processes.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓNBACKGROUND OF THE INVENTION

Reciclaje de aluminio y generación de escorias salinas:Aluminum recycling and salt slag generation:

La conveniencia o no de tratar los residuos que se generan en el reciclado de aluminio y de cómo se lleva a cabo, ha generado un amplio debate en la comunidad científica e industrial. Durante el proceso de reciclaje del aluminio se generan varios tipos de residuos [1]. Las escorias salinas se producen cuando se emplean sales para cubrir el material fundido procedente principalmente de las chatarras de aluminio de baja calidad y de las escorias ricas en aluminio [2]. La composición promedio de las escorias salinas puede resumirse como: aluminio metal 3-9%; óxidos diversos 20-50%, AbO3, Na2O, K2O, SiO2 y MgO, fracción denominada como productos no metálicos; fundentes 50-75%, normalmente NaCl y KCl; y otros compuestos en menor proporción; entre ellos Nal, A L C A^S3, Si3P4, Na2SO4, Na2S y criolita [3]. Debido a su composición y posible reacción con el agua, las escorias salinas procedentes de los procesos de reciclaje de aluminio están catalogadas como residuos peligrosos, código LER (Lista Europea de Residuos) 100308 según “European Waste Catalogue and Hazardous Waste List” de la Agencia de Protección Ambiental [4], y se deben gestionar mediante vertido controlado o en depósitos de seguridad.Whether or not to treat the waste generated in aluminum recycling and how it is carried out has generated a wide debate in the scientific and industrial community. During the aluminum recycling process, various types of waste are generated [1]. Salt slags are produced when salts are used to cover molten material mainly from low-quality aluminum scrap and aluminum-rich slags [2]. The average composition of the saline slags can be summarized as: aluminum metal 3-9%; various oxides 20-50%, AbO3, Na2O, K2O, SiO2 and MgO, fraction referred to as non-metallic products; 50-75% fluxes, usually NaCl and KCl; and other compounds in smaller proportion; among them Nal, A L C A^S3, Si3P4, Na2SO4, Na2S and cryolite [3]. Due to its composition and possible reaction with water, salt slag from aluminum recycling processes is classified as hazardous waste, code LER (European Waste List) 100308 according to the Agency's "European Waste Catalog and Hazardous Waste List". of Environmental Protection [4], and must be managed through controlled dumping or in security deposits.

Una vez que el aluminio metal ha sido separado del residuo mediante cribado, el material producido es tratado con agua para separar la fracción soluble de la insoluble. De esta forma se obtendría un nuevo residuo con menor contenido en sal y una disolución salina de donde se debería recuperar la sal. La composición de este nuevo residuo limita las posibles aplicaciones y hace que se opte por su gestión en vertido controlado. Es precisamente el almacenamiento en vertedero controlado la otra alternativa a la gestión de las escorias salinas una vez que se haya recuperado la fracción de aluminio metal [3]. Esta opción no es la más deseable por lo que se ha tratado de buscar alternativas al depósito en vertedero que valoricen este tipo de residuos, así como aplicaciones para los nuevos materiales. El uso y aplicaciones de residuos de aluminio dependen de la composición química de los óxidos. La fase principal detectada en este tipo de residuos es el óxido de aluminio [5 ]. Sin ningún tratamiento adicional, se puede utilizar para aplicaciones directas como relleno inerte para la construcción, la pavimentación de carreteras, los componentes de morteros, sales de aluminio, relleno inerte en materiales compuestos poliméricos, adsorbentes, lana mineral, etc. WO9109978, US5132246 y WO9412434 describen que el aluminio también se puede recuperar como un producto de alto valor añadido y utilizarse para sintetizar materiales tales como alúmina pura, sales e hidróxidos [6-8].Once the aluminum metal has been separated from the residue by screening, the material produced is treated with water to separate the soluble from the insoluble fraction. In this way, a new residue with a lower salt content and a saline solution would be obtained. Where should the salt be recovered from? The composition of this new waste limits the possible applications and makes it possible to opt for its management in controlled dumping. Controlled landfill storage is precisely the other alternative to the management of saline slag once the metal aluminum fraction has been recovered [3]. This option is not the most desirable, so an attempt has been made to find alternatives to dumping that value this type of waste, as well as applications for the new materials. The use and applications of aluminum waste depend on the chemical composition of the oxides. The main phase detected in this type of waste is aluminum oxide [5]. Without any additional treatment, it can be used for direct applications as inert filler for construction, road paving, mortar components, aluminum salts, inert filler in polymeric composite materials, adsorbents, mineral wool, etc. WO9109978, US5132246 and WO9412434 describe that aluminum can also be recovered as a high added value product and used to synthesize materials such as pure alumina, salts and hydroxides [6-8].

Valorización del aluminio presente en las escorias salinas:Recovery of aluminum present in salt slags:

El aluminio presente en las escorias salinas puede extraerse mediante tratamiento con disoluciones de ácidos o de bases para utilizarse posteriormente en la síntesis de otros materiales. Este ha sido el objetivo de un número muy limitado de trabajos en los que estos residuos han sido utilizados como una fuente de aluminio. Así, por ejemplo, la escoria de aluminio tratada con H2SO4 permite recuperar un alto porcentaje de aluminio que puede ser utilizado en la producción de y-AbO3 [9]. En este trabajo los autores proponen que el material sintetizado puede utilizarse como adsorbente o soporte catalítico, tras un tratamiento a 900 °C para estabilizar la fase de óxido sintetizado. En US6110434 [10], se describe la fracción no metálica a varios pH para separar selectivamente alúmina y magnesia. Varios autores [11-13] extraen el aluminio mediante un tratamiento de lixiviación con ácido de la fracción no metálica a baja temperatura y sintetizan alúmina con un alto grado de pureza (99,28%). El sulfato de aluminio también se puede utilizar directamente como un coagulante para el tratamiento de aguas residuales, como viene reflejado en ES2176064 y ES2277556 [14,15]. Mediante un procedimiento parecido al anteriormente descrito, Park y col. [16] lixivian un residuo con NaOH para extraer el aluminio como aluminato de sodio y precipitarlo en forma de hidróxido de aluminio. Los autores utilizan el óxido calcinado para fabricar refractarios moldeables por mezcla con áridos y cemento de alúmina. El-Katatny y col. [17] describen un proceso en el que se recupera aluminio de la escoria por precipitación con hidróxido de aluminio. El polvo obtenido se activa a 600 °C para obtener Y-AI2O3. Un procedimiento parecido es descrito por Jung y Mishra [18]. Recientemente Meshram y col. [19] proponen la síntesis de tamarugita, un sulfato de aluminio (NaAI(SO4)-6H2O) mediante la adición de disoluciones NaOH y H2SO4 a la escoria salina. Esta sal puede ser empleada como coagulante. Zhang y col. [20] sintetizan la espinela MgAlO4 a partir de escorias de aluminio mediante la mezcla física con MgO, presión de 25 MPa y tratamiento térmico entre 1100 y 1500 °C durante 3 h. Los autores estudian también cómo aumenta la densidad del material obtenido por la adición de Eu2O3, La2O3, Y2O3 y CeO2. Los resultados obtenidos son explicados por la formación de óxidos del tipo YAlO3, Al2Ca0,5La0,5. Mediante un procedimiento parecido otros autores sintetizan una espinela de (Mg,Si)Al2O4 y que también es utilizada como un material refractario [21]. Murayama y col. [22] y Kim y col. [23] sintetizan tamices moleculares de aluminofosfato microporoso (AlPO4-5 y CrAlPO4-5). La síntesis de materiales a partir de este tipo de residuos ha sido revisada recientemente por Meshram y Singh [24].The aluminum present in salt slags can be extracted by treatment with solutions of acids or bases to be used later in the synthesis of other materials. This has been the objective of a very limited number of works in which these residues have been used as a source of aluminum. Thus, for example, aluminum slag treated with H2SO4 allows the recovery of a high percentage of aluminum that can be used in the production of y-AbO3 [9]. In this work the authors propose that the synthesized material can be used as an adsorbent or catalytic support, after a treatment at 900 °C to stabilize the synthesized oxide phase. In US6110434 [10], the non-metallic fraction at various pH is described to selectively separate alumina and magnesia. Several authors [11-13] extract aluminum by acid leaching treatment of the non-metallic fraction at low temperature and synthesize alumina with a high degree of purity (99.28%). Aluminum sulfate can also be used directly as a coagulant for wastewater treatment, as reflected in ES2176064 and ES2277556 [14,15]. Using a procedure similar to that described above, Park et al. [16] leached a residue with NaOH to extract the aluminum as sodium aluminate and precipitate it as aluminum hydroxide. The authors use the calcined oxide to make castable refractories by mixing with aggregates and alumina cement. El-Katatny et al. [17] describe a process in which aluminum is recovered from the slag by precipitation with aluminum hydroxide. The obtained powder is activated at 600 °C to obtain Y-AI2O3. A similar procedure is described by Jung and Mishra [18]. Recently Meshram et al. [19] propose the synthesis of tamarugite, an aluminum sulfate (NaAI(SO4)-6H2O) by adding NaOH and H2SO4 solutions to salt slag. This salt can be used as a coagulant. Zhang et al. [20] synthesize MgAlO4 spinel from aluminum slag by physical mixing with MgO, 25 MPa pressure, and heat treatment between 1100 and 1500 °C for 3 h. The authors also study how the density of the material obtained by adding Eu2O3, La2O3, Y2O3 and CeO2 increases. The results obtained are explained by the formation of oxides of the YAlO3, Al2Ca0,5La0,5 type. Using a similar procedure, other authors synthesize a (Mg,Si)Al2O4 spinel, which is also used as a refractory material [21]. Murayama et al. [22] and Kim et al. [23] synthesized microporous aluminophosphate molecular sieves (AlPO4-5 and CrAlPO4-5). The synthesis of materials from this type of waste has been recently reviewed by Meshram and Singh [24].

En ES267037 B1 [25] los autores proponen un método de revalorización de los finos procedentes de la molienda de escorias de aluminio mediante su transformación en zeolitas. Las zeolitas son aluminosilicatos cristalinos con estructura basada en una red tridimensional de tetraedros de AlO4 y SiO4 que comparten sus átomos de oxígeno. Las zeolitas se han utilizado en procesos como catálisis, separación de gases, purificación de aguas, entre otros [26]. En los últimos años se han sintetizado zeolitas a partir de una gran variedad de residuos utilizados como precursores de bajo coste [27]. La invención se plantea mediante un método de síntesis hidrotermal en el que el residuo de la molienda de las escorias se adiciona a un reactor con disoluciones de NaOH y de silicato de sodio. La reacción se lleva a cabo a una temperatura de hasta 200 °C y bajo presión. Las zeolitas obtenidas son tipo NaP1, analcima (ANA) y sodalita (SOD), materiales que presentaron una baja superficie específica de hasta 15,5 m2/g. La síntesis de zeolite X (NaX), zeolita A (LTA) y sodalita (SOD) a partir de una escoria salina del reciclaje del aluminio ha sido desarrollado por Yoldi et al. [28]. El procedimiento utilizado necesita de dos etapas. En la primera se extrae el aluminio de la escoria mediante tratamiento con una disolución de NaOH, para posteriormente realizar un tratamiento hidrotermal con una fuente externa de silicio. Las zeolitas obtenidas presentaron superficies específicas de hasta 450 m2/g.In ES267037 B1 [25] the authors propose a method for revaluing the fines from the grinding of aluminum slags by transforming them into zeolites. Zeolites are crystalline aluminosilicates with a structure based on a three-dimensional network of AlO4 and SiO4 tetrahedra that share their oxygen atoms. Zeolites have been used in processes such as catalysis, gas separation, water purification, among others [26]. In recent years, zeolites have been synthesized from a wide variety of residues used as low-cost precursors [27]. The invention arises through a hydrothermal synthesis method in which the residue from the grinding of the slag is added to a reactor with NaOH and sodium silicate solutions. The reaction is carried out at a temperature of up to 200 °C and under pressure. The zeolites obtained are of the NaP1 type, analcima (ANA) and sodalite (SOD), materials that presented a low specific surface area of up to 15.5 m2/g. The synthesis of zeolite X (NaX), zeolite A (LTA) and sodalite (SOD) from a saline slag from aluminum recycling has been developed by Yoldi et al. [28]. The procedure used requires two stages. In the first, the aluminum is extracted from the slag by treatment with a NaOH solution, to later carry out a hydrothermal treatment with an external source of silicon. The zeolites obtained presented specific surfaces of up to 450 m2/g.

En ES2673587 B2 [29] se propone la utilización del catión del aluminio, Al3+, extraído de escorias salinas para la síntesis de las llamadas arcillas aniónicas, compuestos tipo hidrotalcitas o hidróxidos metálicos mixtos de fórmula [Me(II)1-xMe(III)x(OH)2(An-)x/n].mH2O (donde M(II) es un catión divalente (Me2+), M(III) es un catión trivalente (Me3+), A es un anión de carga n, y x es un número racional comprendido entre 0,2 y 4, que determina la densidad de carga en cada capa y la capacidad de intercambio iónico). Estos compuestos son hidróxidos dobles laminares que incorporan aniones y agua en el espacio laminar. El documento muestra la obtención de hidrotalcitas de cationes divalentes tales como Co2+, Mg2+ y Ni2+, a partir del aluminio catiónico (Al3+) extraído de escorias salinas, mediante coprecipitación modificada en un único paso, lo que se consigue gracias a que el aluminio extraído de las escorias salinas se añade gota a gota y en caliente sobre una solución que contiene tanto el agente precipitante como el catión metálico divalente y el anión interlaminar. Entre otras, el método tiene la ventaja de que no es necesario controlar el pH de la reacción.ES2673587 B2 [29] proposes the use of the aluminum cation, Al3+, extracted from salt slags for the synthesis of so-called anionic clays, hydrotalcite-type compounds or mixed metal hydroxides of the formula [Me(II)1-xMe(III) x(OH)2(An-)x/n].mH2O (where M(II) is a divalent cation (Me2+), M(III) is a trivalent cation (Me3+), A is a charge anion n, and x is a rational number between 0.2 and 4, which determines the charge density in each layer and the ionic exchange capacity). These compounds are lamellar double hydroxides that incorporate anions and water in the lamellar space. The document shows the obtaining of hydrotalcites with divalent cations such as Co2+, Mg2+ and Ni2+, from cationic aluminum (Al3+) extracted from salt slag, by means of modified coprecipitation in a single step, which is achieved thanks to the fact that the aluminum extracted from The salt slag is added dropwise and hot to a solution containing both the precipitating agent and the divalent metal cation and interlaminar anion. Among others, the method has the advantage that it is not necessary to control the pH of the reaction.

Arcillas pilareadas y su síntesis:Pillared clays and their synthesis:

Una de las familias de materiales que con mayor intensidad y profundidad han sido estudiados en los últimos 50 años han sido las arcillas intercaladas, materiales que ofrecen como ventajas comerciales ser baratos, estables y sencillos de preparar. Los minerales de arcilla están presentes en la corteza terrestre como principales componentes de rocas. Están constituidos principalmente por silicatos de aluminio/magnesio hidratados, con una estructura cristalina laminar o fibrosa, en los que pueden existir también otros elementos como Fe3+, Ca2+, Na+, K+, entre otros. Estos materiales están constituidos por tetraedros de SiO4 unidos entre sí para formar capas continuas tetraédricas, al mismo tiempo los grupos octaédricos de AlO6 ó MgO6 forman capas continuas octaédricas. Cuando se unen dos capas tetraédricas con una octaédrica intermedia, se obtiene una lámina 2:1. A esta familia de arcillas pertenecen las esmectitas, en las que se incluyen los minerales arcillosos montmorillonita, beidellita, saponita, hectorita, entre otros. Entre las láminas 2:1 de la estructura idealizada se encuentran cationes hidratados interlaminares que compensan la carga laminar.One of the families of materials that has been studied with greater intensity and depth in the last 50 years has been intercalated clays, materials that offer commercial advantages as being cheap, stable and easy to prepare. Clay minerals are present in the earth's crust as major components of rocks. They are mainly made up of hydrated aluminum/magnesium silicates, with a lamellar or fibrous crystalline structure, in which there may also be other elements such as Fe3+, Ca2+, Na+, K+, among others. These materials are made up of SiO4 tetrahedrons joined together to form continuous tetrahedral layers, while the octahedral groups of AlO6 or MgO6 form continuous octahedral layers. When two tetrahedral layers with an intervening octahedral layer are joined, a 2:1 sheet is obtained. The smectites belong to this family of clays, which include the clay minerals montmorillonite, beidellite, saponite, hectorite, among others. Between the 2:1 sheets of the idealized structure are interlamellar hydrated cations that balance the sheet charge.

La estructura idealizada de una esmectita consiste en una sucesión de láminas 2:1, formadas cada una de ellas por dos capas tetraédricas y una capa central octaédrica unidas entre sí por oxígenos comunes a las capas. Las láminas crecen en un plano y están apiladas, con algún orden o sin él, a lo largo del eje perpendicular a dicho plano. Entre las láminas 2:1 se encuentran cationes interlaminares hidratados que compensan la carga. Las esmectitas han sido las arcillas más utilizadas para la preparación de arcillas intercaladas estables y, entre ellas, la montmorillonita, cuya fórmula teórica es: The idealized structure of a smectite consists of a succession of 2:1 sheets, each formed by two tetrahedral layers and a central octahedral layer joined together by oxygen common to the layers. The sheets grow in a plane and are stacked, in some order or not, along the axis perpendicular to that plane. Between the 2:1 sheets are hydrated interlamellar cations that balance the charge. Smectites have been the most commonly used clays for the preparation of stable intercalated clays and, among them, montmorillonite, whose theoretical formula is:

Mg+(Si8)IV(Al4-xMgx)VIO2o(OH)4Mg+(Si8)IV(Al4-xMgx)VIO2o(OH)4

donde M+ es el catión intercambiable y x es la carga de la lámina (0,6 < x < 1,2).where M+ is the exchangeable cation and x is the charge on the sheet (0.6 < x < 1.2).

La síntesis de las arcillas intercaladas ha proporcionado nuevas oportunidades en las aplicaciones de los sólidos basados en arcillas [30 ]. Estos materiales, desarrollados inicialmente en los años 1970 como una alternativa a las zeolitas en el hidrocraqueo catalítico, son sintetizados mediante intercambio de los cationes metálicos que compensan la carga negativa interlaminar por polihidroxicationes metálicos. Cuando las arcillas intercaladas son tratadas térmicamente, los policationes insertados producen óxidos rígidos estables, que permiten separar de manera estable las láminas de arcilla y actúan como pilares intercalados entre una y otra lámina que estabilizan la estructura. Por ello, las arcillas así generadas reciben el nombre de arcillas pilareadas y se alude a ellas a menudo mediante la abreviatura PILC, de la terminología inglesa Piííared InterLayered Clay. The synthesis of interbedded clays has provided new opportunities in the applications of clay-based solids [30]. These materials, initially developed in the 1970s as an alternative to zeolites in catalytic hydrocracking, are synthesized by exchanging metal cations that offset the interlaminar negative charge with metal polyhydroxycations. When the intercalated clays are thermally treated, the inserted polycations produce stable rigid oxides, which allow the clay sheets to be separated in a stable manner and act as pillars inserted between one sheet and the other that stabilize the structure. For this reason, the clays thus generated are called pillared clays and are often referred to by the abbreviation PILC, from the English term Pillared InterLayered Clay.

Las arcillas pilareadas se caracterizan por poseer una interesante estructura microporosa formada por los espacios que se encuentran entre las láminas de la arcilla y entre las estructuras rígidas de los óxidos metálicos intercalados. Las distancias que definen estos espacios, así como de algunas de las propiedades fisicoquímicas de los sólidos pilareados, relacionadas con la textura de los mismos, se controlan ajustando variables de su proceso de síntesis, lo que da lugar a variaciones en su capacidad de adsorción y de almacenamiento.Pillared clays are characterized by having an interesting microporous structure formed by the spaces found between the clay sheets and between the rigid structures of the intercalated metal oxides. The distances that define these spaces, as well as some of the physicochemical properties of the pillared solids, related to their texture, are controlled by adjusting variables of their synthesis process, which gives rise to variations in their adsorption capacity and storage.

La flexibilidad en la variación del tamaño de los poros es una de las principales ventajas de las arcillas pilareadas, comparadas con otros materiales tales como las zeolitas o los materiales basados en carbono. Su estructura puede sufrir otras modificaciones, encaminadas a aumentar su capacidad de adsorción.The flexibility in pore size variation is one of the main advantages of pillared clays, compared to other materials such as zeolites or carbon-based materials. Its structure can undergo other modifications, aimed at increasing its adsorption capacity.

En la síntesis de arcillas pilareadas se han empleado una gran variedad de policationes. Entre los reactivos intercalantes a base de aluminio, uno de los más utilizados como disolución intercalante es una disolución base/AlCh hidrolizada, preparado a relaciones molares OH/Al entre 1,0 y 2,5. La especie intercalante con la que se relaciona la expasión de la distancia interlaminar es el polihidroxicatión de aluminio conocido como ión de Keggin, [Al13O4(OH)24(H2O)12]7+. Durante la calcinación, el precursor intercalante se convierte en pilares rígidos de alúmina y se liberan protones, que migran a la capa octaédrica de las láminas y se vuelven inaccesibles para el intercambio de cationes. A wide variety of polycations have been used in the synthesis of pillared clays. Among aluminum-based intercalating reagents, one of the most widely used as intercalating solution is a hydrolyzed base/AlCh solution, prepared at OH/Al molar ratios between 1.0 and 2.5. The intercalating species with which the expansion of the interlaminar gap is related is the aluminum polyhydroxycation known as the Keggin ion, [Al13O4(OH)24(H2O)12]7+. During calcination, the intercalating precursor is converted into rigid pillars of alumina and protons are released, which migrate to the octahedral layer of the sheets and become inaccessible for cation exchange.

La montmorillonita es una de los minerales de arcilla que más se han utilizado para la obtención de arcillas pilareadas y, en particular, intercalándola con un polihidroxicatión de aluminio y calcinándola. La capacidad de adsorción por parte de este tipo de materiales es conocida, aunque se ha intentado modificar incluyendo en la arcilla pilareada otros compuestos adicionales.Montmorillonite is one of the most widely used clay minerals to obtain pillared clays and, in particular, intercalating it with an aluminum polyhydroxycation and calcining it. The adsorption capacity of this type of material is known, although attempts have been made to modify it by including other additional compounds in the pillared clay.

En US4757040 se describe la intercalación de una rectorita con una disolución de clorohidróxido de aluminio sintetizado a partir de AlCl3 y NaOH con una relación molar 1:1 y envejecido durante 6 días a temperatura ambiente. La relación de síntesis que utilizan los autores es de 3,29 mgAl/garcilla, 0,5 h de reacción y un pH comprendido entre 4 y 6. Tras filtración y lavado, el sólido obtenido es tratado durante 2h a 650 °C. El espaciado basal está comprendido entre 0,6 y 1,0 nm con un valor de superficie específica de 174 m2/g. En la misma línea se pueden citar US3887454, US4176090 y US4216188,US4757040 describes the intercalation of a rectorite with a solution of aluminum chlorohydroxide synthesized from AlCl3 and NaOH with a 1:1 molar ratio and aged for 6 days at room temperature. The synthesis ratio used by the authors is 3.29 mgAl/heron, 0.5 h of reaction and a pH between 4 and 6. After filtration and washing, the solid obtained is treated for 2h at 650 °C. The basal spacing is between 0.6 and 1.0 nm with a specific surface area value of 174 m2/g. Along the same lines, we can cite US3887454, US4176090 and US4216188,

En US5214012 se describe un procedimiento para obtener una esmectita intercalada agregando un hidróxido catiónico oligómerico a la suspensión acuosa que contiene la arcilla. El espaciado basal puede ser controlado ajustando la cantidad de catión oligómerico añadido. Aunque indican que la esmectita puede ser cualquier mineral de arcilla y no indican que deba ser laminar con capacidad de intercambio iónico, en los ejemplos de la patente los desarrollan con una hectorita. El oligómero de Al a utilizar en la intercalación lo preparan a partir de Ab(OH)5Cl-2,4H20. Así, en el primer ejemplo de la patente, además de la hectorita y del precursor de Al, adicionan en la suspensión acuosa PVA (polivinil alcohol) que permitirá expandirse a la arcilla y se produzca la intercalación. Tras calcinación a 500 °C, el espaciado basal que obtienen puede llegar a ser de hasta 2,44 nm, pero no indican si se debe sólo a la presencia del oligómero de Al o si tiene un papel fundamental la presencia de PVA. De igual forma, no indican la accesibilidad, a partir de la superficie específica, de estos materiales. En US5087598, los autores proponen un procedimiento simplificado al presentado anteriormente en el que no incluyen PVA como agente de ayuda a la intercalación. Como fuente del policatión de Al proponen una disolución de aluminio clorohidróxido comercial, obteniendo materiales con una superficie específica de hasta 267 m2/g y un espaciado basal de 0,84 nm.US5214012 describes a procedure to obtain an intercalated smectite by adding an oligomeric cationic hydroxide to the aqueous suspension containing the clay. Basal spacing can be controlled by adjusting the amount of oligomeric cation added. Although they indicate that the smectite can be any clay mineral and do not indicate that it must be laminar with ionic exchange capacity, in the patent examples they are developed with a hectorite. The Al oligomer to be used in the intercalation is prepared from Ab(OH)5Cl-2.4H20. Thus, in the first example of the patent, in addition to the hectorite and the Al precursor, PVA (polyvinyl alcohol) is added to the aqueous suspension, which will allow the clay to expand and intercalation to take place. After calcination at 500 °C, the basal spacing that they obtain can be up to 2.44 nm, but they do not indicate if it is due only to the presence of the Al oligomer or if the presence of PVA plays a fundamental role. Likewise, they do not indicate the accessibility, based on the specific surface, of these materials. In US5087598, the authors propose a simplified procedure to the one previously presented in which they do not include PVA as an agent to aid the intercalation. They propose a commercial aluminum chlorohydroxide solution as a source of the Al polycation, obtaining materials with a specific surface area of up to 267 m2/g and a basal spacing of 0.84 nm.

US5360775 se refiere a una arcilla laminar con propiedades de intercambio iónico que se mezcla con una disolución que contiene un hidroxo policatión metálico, un hidróxido o partículas fínas cargadas y que se pueden intercambiar con la superficie de la arcilla. La arcilla se trata térmicamente para generar una arcilla porosa intercalada. En el caso del catión de intercambio de aluminio, se obtiene a partir de la reacción de la sal comercial AlCl3-6H2O con NaOH. El espaciado basal que se genera es de 0,85 nm con una superficie específica de 250 m2/g.US5360775 refers to a layered clay with ion exchange properties which is mixed with a solution containing a metal hydroxo polycation, a hydroxide or charged fine particles and which can be exchanged with the clay surface. The Clay is heat treated to generate a porous interlayered clay. In the case of the aluminum exchange cation, it is obtained from the reaction of the commercial salt AlCl3-6H2O with NaOH. The basal spacing that is generated is 0.85 nm with a specific surface area of 250 m2/g.

US5486499 se refiere a la síntesis de un adsorbente adecuado para su uso en la purificación de aceites comestibles como el aceite de soja que comprende el tratamiento de un mineral de arcilla laminar con una disolución de un material como un catión de aluminio adecuado para generar un pilar en el mineral de arcilla. El proceso se caracteriza por la eliminación de al menos algo de aluminio estructural del mineral de arcilla mediante un tratamiento ácido antes del contacto con el material de intercalación. La arcilla que emplean los autores es una esmectita suministrada por Laporte Industries Limited y respecto al agente intercalante es una disolución clorohidratada de aluminio envejecida preferentemente a 40 °C y con un pH de 6.US5486499 refers to the synthesis of an adsorbent suitable for use in the purification of edible oils such as soybean oil comprising the treatment of a laminar clay mineral with a solution of a material such as an aluminum cation suitable to generate a pillar in the clay mineral. The process is characterized by the removal of at least some structural aluminum from the clay mineral by acid treatment prior to contact with the intercalation material. The clay used by the authors is a smectite supplied by Laporte Industries Limited and the intercalating agent is an aluminum chlorohydrate solution aged preferably at 40 °C and with a pH of 6.

Un policatión comercial de aluminio con una estructura química aproximada de Al2(OH)5Cl-2H2O, comercializado con el nombre Chlorhydrol® por parte de Reheis Chemical Company ha sido utilizado en varias patentes. Así por ejemplo en US4637991. El policatión así comercializado se utiliza directamente para la intercalación de la arcilla para obtener superficies específicas entre 97 y 235 m2/g. Estos materiales se han utilizado para separar mezclas de O2/N2, H2/N2, CH4, C2H6, entre otras mezclas de hidrocarburos. Otro producto comercial que se ha empleado en la intercalación de arcillas son partículas de Al2O3, producto comercial protegido por US6342153 B1 donde se incluye una rectorita como material a intercalar, alcanzando una superficie específica de 137 m2/g. Este material es utilizado como catalizador de pirolisis catalítica de hidrocarburos.A commercial aluminum polycation with an approximate chemical structure of Al2(OH)5Cl-2H2O, sold under the name Chlorhydrol® by the Reheis Chemical Company, has been used in several patents. Thus, for example, in US4637991. The polycation marketed in this way is used directly for the intercalation of clay to obtain specific surfaces between 97 and 235 m2/g. These materials have been used to separate mixtures of O2/N2, H2/N2, CH4, C2H6, among other hydrocarbon mixtures. Another commercial product that has been used in the intercalation of clays are Al2O3 particles, a commercial product protected by US6342153 B1 where a rectorite is included as a material to be intercalated, reaching a specific surface area of 137 m2/g. This material is used as a catalyst for the catalytic pyrolysis of hydrocarbons.

En la línea de ES2350435 B2 y ES2673587 B2, es interesante disponer de procesos que faciliten la valorización de escorias salinas procedentes de procesos de segunda fusión del aluminio y que den lugar a productos de interés industrial, como es el caso de las arcillas pilareadas que implica darle valor como materia prima a un residuo industrial y utilizar un material natural para producir otros con valor añadido. Preferiblemente, el proceso diseñado debería ser lo más sencillo posible, reduciendo asi las etapas de preparación del agente de intercalación y el volumen de agua requerido, pero consiguiendo un producto que presente unas elevadas propiedades texturales, para facilitar su aplicación industrial, particularmente como adsorbente. La aportación de procedimientos nuevos y alternativos para obtener los precursores de intercalación podría también proporcionar nuevas vías de síntesis que explorar sobre las que realizar modificaciones con vistas a obtener mejoras en los materiales intercalados y pilareados.In line with ES2350435 B2 and ES2673587 B2, it is interesting to have processes that facilitate the recovery of saline slags from secondary aluminum smelting processes and that give rise to products of industrial interest, as is the case of pillared clays that giving industrial waste value as a raw material and using a natural material to produce others with added value. Preferably, the designed process should be as simple as possible, thus reducing the preparation steps of the intercalating agent and the volume of water required, but achieving a product that presents high textural properties, to facilitate its industrial application, particularly as an adsorbent. The contribution of new and alternative procedures to obtain the intercalation precursors could also provide new avenues of synthesis to explore on which to make modifications with a view to obtaining improvements in the interspersed and pillared materials.

La presente invención proporciona una solución al empleo únicamente de fuentes comerciales para la síntesis del agente de intercalación de las arcillas laminares. Se proponen varias rutas para lograr la intercalación y, por tanto, el material pilareado que permite obtener un material de utilidad como adsorbente.The present invention provides a solution using only commercial sources for the synthesis of the intercalating agent for layered clays. Several routes are proposed to achieve the intercalation and, therefore, the pillared material that allows obtaining a useful material as an adsorbent.

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K. Suzuki, T. Mori, Method for production of pillared clay. US Patent 5,087,598 (1992). K. Suzuki, T. Mori, Method for production of pillared clay. US Patent 5,087,598 (1992).

K. Suzuki, M. Horio, H. Masuda, T. Mori, Method for production of silicate interlayer crosslinked-smectite. US Patent 5,214,012 (1993).K. Suzuki, M. Horio, H. Masuda, T. Mori, Method for production of silicate interlayer crosslinked-smectite. US Patent 5,214,012 (1993).

D. E.W. Vaughan, R.J. Lussier, J.S. Magee Jr., Pillared interlayered clay materials useful as catalysts and sorbents, US Patent 4,176,090 (1979). DEW Vaughan, RJ Lussier, JS Magee Jr., Pillared interlayered clay materials useful as catalysts and sorbents, US Patent 4,176,090 (1979).

RESUMEN DE LA INVENCIÓNSUMMARY OF THE INVENTION

La presente invención se basa en un proceso de preparación de arcillas pilareadas donde el reactivo intercalante polihidroxicatiónico de aluminio se obtiene a partir del aluminio extraído de una escoria salina. El método propuesto parte de una disolución acuosa que contiene aluminio que procede del tratamiento químico, con disoluciones ácidas o básicas, de escorias salinas generadas en el reciclaje de la chatarra y subproductos de aluminio.The present invention is based on a process for preparing pillared clays where the aluminum polyhydroxycationic intercalating reagent is obtained from aluminum extracted from a salt slag. The proposed method is based on an aqueous solution that contains aluminum that comes from the chemical treatment, with acid or basic solutions, of saline slag generated in the recycling of scrap metal and aluminum by-products.

El proceso de la invención es un proceso de intercambio iónico en el que se prepara por separado una disolución que contiene el agente intercalante. A esta disolución, preferiblemente, se le añade la arcilla, aunque también la disolución puede ser añadida sobre la arcilla. Este método tiene la ventaja de que puede valorizar tanto el aluminio que ha sido extraído con disoluciones ácidas como básicas y permite obtener adsorbentes microprosos con unas propiedades mejoradas a las que presentan los materiales obtenidos mediante la intercalación con polihidroxicationes de aluminio sintetizados con sales comerciales, y a su aplicación como adsorbente de contaminantes orgánicos. El método general de preparación de arcillas pilareadas de la presente invención abarca varias alternativas para la obtención del precursor intercalante y de cómo poner en contacto esta disolución con la arcilla. Estas alternativas se deben precisamente a las condiciones particulares de extracción del aluminio que condicionan el contacto entre la disolución intercalante y la arcilla.The process of the invention is an ion exchange process in which a solution containing the intercalating agent is separately prepared. To this solution, preferably, the clay is added, although the solution can also be added to the clay. This method has the advantage that it can valorize both the aluminum that has been extracted with acidic and basic solutions and allows obtaining microprose adsorbents with improved properties compared to those of the materials obtained by intercalation with aluminum polyhydroxycations synthesized with commercial salts, and its application as an adsorbent for organic pollutants. The general method for preparing pillared clays of the present invention covers several alternatives for obtaining the intercalating precursor and how to bring this solution into contact with the clay. These alternatives are due precisely to the particular aluminum extraction conditions that determine the contact between the intercalating solution and the clay.

Por tanto, en un primer aspecto, la presente invención se refiere a un método para la preparación de arcillas pilareadas, donde el agente intercalante polihidroxicatiónico de aluminio se obtiene a partir de escorias salinas procedentes de procesos de reciclaje del aluminio, que comprende etapas de:Therefore, in a first aspect, the present invention refers to a method for the preparation of pillared clays, where the aluminum polyhydroxycationic intercalating agent is obtained from salt slag from aluminum recycling processes, which comprises steps of:

a) obtener una disolución que contiene Al3+ a partir de una escoria salina por medio de las subetapas dea) obtain a solution containing Al3+ from a saline slag by means of the substages of

i) poner en contacto la escoria salina con una disolución acuosa ácida o básica, ii) dejar reaccionar la disolución con la escoria salina,i) contacting the saline slag with an acidic or basic aqueous solution, ii) allowing the solution to react with the saline slag,

iii) separar la escoria salina de la fase acuosa que contiene Al3+ en disolución;iii) separating the salt slag from the aqueous phase containing Al3+ in solution;

b) obtener el agente intercalante por medio de las subetapas de b) obtaining the intercalating agent by means of the substeps of

iv) rectificar el pH de la disolución acuosa que contiene Al3+ hasta el pH de intercalación entre 3,5 y 5, donde el valor de la relación molar OH/Al está comprendido entre 0,5 y 2,5,iv) rectify the pH of the aqueous solution containing Al3+ to the intercalation pH between 3.5 and 5, where the value of the OH/Al molar ratio is between 0.5 and 2.5,

v) calentar la disolución rectificada a una temperatura entre 25 y 90 °C, entre 0,5 y 2 h;v) heating the rectified solution at a temperature between 25 and 90 °C, between 0.5 and 2 h;

c) obtener el material intercalado al añadir la arcilla sobre la disolución anterior, para obtener una suspensión con una relación de entre 2 -20 mmol Al/g arcilla y dejar reaccionar la mezcla hasta un máximo de 22 h;c) obtain the intercalated material by adding the clay to the previous solution, to obtain a suspension with a ratio of between 2 -20 mmol Al/g clay and allowing the mixture to react for a maximum of 22 h;

d) eliminar el exceso de polihidroxicatión de aluminio no intercalado por medio de las subetapas ded) eliminating the excess of non-intercalated aluminum polyhydroxycation by means of the substeps of

vi) lavado con agua, yvi) washing with water, and

vii) separación de la suspensión.vii) separation of the suspension.

Preferiblemente, el método comprende las siguientes etapas adicionales:Preferably, the method comprises the following additional steps:

vi) separar el sólido formado en d) del sobredanante mediante filtración, centrifugación, diálisis u otra técnica;vi) separating the solid formed in d) from the supernatant by filtration, centrifugation, dialysis or another technique;

vii) someter el sólido obtenido en e) a tratamiento térmico de calcinación a una temperatura comprendida entre 25 y 500 °C.vii) subjecting the solid obtained in e) to calcination heat treatment at a temperature between 25 and 500 °C.

Se prefiere muy especialmente que la arcilla sea montmorillonita sódica.It is most especially preferred that the clay is sodium montmorillonite.

Siguiendo este método, en la etapa b) se obtiene la disolución del agente intercalante, una vez se ha extraído el Al3+ de la escoria salina, rectificando el valor de pH por adición de HCl, en el caso del Al3+ extraído en medio básico, y NaOH, en el caso del Al3+ extraído en medio ácido. La relación molar OH/Al estará comprendido entre 0,5 y 2,5. La disolución es sometida, preferiblemente, a un tratamiento térmico, al que habitualmente se le denomina maduración o envejecimiento, a una temperatura entre 25 y 90 °C para que se forme el agente intercalante [A li3O4(OH)24(H2O )i2]7+.Following this method, in stage b) the solution of the intercalating agent is obtained, once the Al3+ has been extracted from the saline slag, rectifying the pH value by adding HCl, in the case of the Al3+ extracted in a basic medium, and NaOH, in the case of Al3+ extracted in an acid medium. The OH/Al molar ratio will be between 0.5 and 2.5. The solution is preferably subjected to a heat treatment, which is usually called maturation or ageing, at a temperature between 25 and 90 °C so that the intercalating agent [A li3O4 (OH) 24 (H2O ) i2 ] is formed. 7+.

Otro aspecto de la presente invención es el uso de las arcillas pilareadas obtenidas por el método de la presente invención como adsorbentes de contaminantes orgánicos emergentes como puede ser 2,6-diclorofenol. Another aspect of the present invention is the use of the pillared clays obtained by the method of the present invention as adsorbents for emerging organic pollutants such as 2,6-dichlorophenol.

En esta arcillas pilareadas, la superficie específica está comprendida entre 10 y 284 m2/g y el volumen total de poros está comprendido entre 0,0001 y 0,210 cm3/g. Preferiblemente, la superficie específica es superior a 45 m2/g,In these pillared clays, the specific surface is between 10 and 284 m2/g and the total pore volume is between 0.0001 and 0.210 cm3/g. Preferably, the specific surface is greater than 45 m2/g,

DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURASDESCRIPTION OF THE FIGURES

Fig. 1: Difractograma de rayos X (reflexión basal (001)) de la montmorillonita natural y la montmorillonita natural intercalada con policationes sintetizados a partir del Al3+ que se extrae de una escoria salina con una disolución de HCl ó NaOH 2 mol/litro en condiciones de reflujo y se rectifica el pH con NaOH (Método3(ácido)-2-10) o con HCl (Método3(básico)-2-15-25°C/pH=3,87). A título comparativo, se incluye el difractograma obtenido para la monmorillonita natural intercalada con policationes sintetizados mediante el procedimiento tradicional en el que el agente intercalante se sintetiza a partir de sal AlCh-6 H2O (Simulada3(ácido)-2-10). Fig. 1: X-ray diffractogram (basal reflection (001)) of natural montmorillonite and natural montmorillonite intercalated with polycations synthesized from Al3+ that is extracted from a saline slag with a 2 mol/liter HCl or NaOH solution in reflux conditions and the pH is rectified with NaOH (Method3(acid)-2-10) or with HCl (Method3(basic)-2-15-25°C/pH=3.87). For comparison, the diffractogram obtained for the natural monmorillonite intercalated with polycations synthesized by the traditional procedure in which the intercalating agent is synthesized from AlCh-6H2O salt (Simulated3(acid)-2-10) is included.

Fig. 2: Capacidad de adsorción (qt) de la montmorillonita y las arcillas pilareadas sintetizadas con el tiempo, para la eliminación de 2 ,6-diclorofenol de disoluciones acuosas. Arcillas pilareadas: Método3(ácido)-2-10, Método3(básico)-2-15-25°C/pH=3,87 y Simulada3(ácido)-2-10 tratadas durante 4 h a 500 °C. Condiciones de adsorción: 50 mg de adsorbente, 250 cm3 de disolución acuosa y 25, 50 y 75 pmol/dm3 de adsorbato orgánico. Siendo qt = V(Co-Ct)/M. (qt, capacidad de adsorción en pmol/g; V, volumen de disolución en dm3; C0,t, concentración de adsorbato en pmol/dm3 y M peso de adsorbente en g). Fig. 2: Adsorption capacity ( qt) of the synthesized montmorillonite and pillared clays over time, for the removal of 2,6-dichlorophenol from aqueous solutions. Pillared clays: Method3(acid)-2-10, Method3(basic)-2-15-25°C/pH=3.87 and Simulated3(acid)-2-10 treated for 4 h at 500 °C. Adsorption conditions: 50 mg of adsorbent, 250 cm3 of aqueous solution and 25, 50 and 75 pmol/dm3 of organic adsorbate. Where qt = V ( Co-Ct)/M. ( q t, adsorption capacity in pmol/g; V, solution volume in dm3; C0,t, adsorbate concentration in pmol/dm3 and M weight of adsorbent in g).

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓNDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

La presente invención se basa la fabricación de arcillas pilareadas a partir de escorias salinas procedentes de los procesos de reciclaje del aluminio, a las arcillas pilareadas obtenidas por dicho procedimiento y al uso de las mismas como adsorbentes.The present invention is based on the manufacture of pillared clays from salt slag from aluminum recycling processes, on the pillared clays obtained by said procedure and on their use as adsorbents.

El proceso de síntesis se lleva a cabo empleando la disolución que contiene Al3+ aplicando nuevos procedimientos para la obtención de los precursores de intercalación de la arcilla. Estos nuevos procedimientos, concretamente, son dos métodos alternativos de extracción del Al3+ de la escoria salina, bien mediante tratamiento con HCl o con NaOH, con resultados aproximadamente similares: son los procedimientos que se denominan en el presente documento método ácido, y método básico. A continuación, el pH de las disoluciones de extracción obtenidas se rectifica por adición de NaOH o HCl, para alcanzar la relación molar OH/Al deseada, con preferencia en el valor de 2,0, y se realiza un tratamiento térmico de la disolución a temperatura comprendida entre 25 y 90 °C, en la que se obtienen los precursores de intercalación. En el estado de la técnica se emplean precursores de Al comerciales comúnmente AlCh-6 H2O, disoluciones de clorohidróxido de aluminio y Al2(OH)5Cl-2 H2O para la obtención del agente intercalante por lo que el método que se presenta es una ventaja técnica importante respecto de los métodos comúnmente conocidos dado que recupera el Al presente en un residuo industrial. Además, las arcillas pilareadas objeto de la presente invención presentan superficies específicas generalmente comprendidas entre 10 y 284 m2/g, es decir, notablemente superiores en algunos casos a las obtenidas por muchos de los métodos conocidos en el estado de la técnica y, en cualquier caso, adecuadas para su uso como adsorbentes.The synthesis process is carried out using the solution that contains Al3+ applying new procedures to obtain the clay intercalation precursors. These new procedures, specifically, are two alternative methods of extraction of Al3+ from salt slag, either by treatment with HCl or with NaOH, with approximately similar results: they are the procedures that are called in this document the acid method, and the basic method. Next, the pH of the extraction solutions obtained is rectified by adding NaOH or HCl, to reach the desired OH/Al molar ratio, preferably at a value of 2.0, and a heat treatment of the solution at a temperature between 25 and 90 °C, in which the intercalation precursors are obtained. In the state of the art, commercial Al precursors are commonly used AlCh-6 H2O, aluminum chlorohydroxide solutions and Al2(OH)5Cl-2 H2O to obtain the intercalating agent, so the method presented is a technical advantage. important with respect to the commonly known methods since it recovers the Al present in an industrial residue. In addition, the pillared clays object of the present invention have specific surface areas generally between 10 and 284 m2/g, that is to say, considerably higher in some cases than those obtained by many of the methods known in the state of the art and, in any case, case, suitable for use as adsorbents.

Las arcillas pilareadas sintetizados pueden ser utilizados como adsorbentes, por ejemplo en la eliminación de contaminantes emergentes presentes en corrientes de aguas contaminadas como 2 ,6-diclorofenol.The synthesized pillared clays can be used as adsorbents, for example in the removal of emerging contaminants present in polluted water streams such as 2,6-dichlorophenol.

La presente invención comprende nuevos métodos de síntesis de arcillas pilareadas que permiten emplear la disolución acuosa procedente de la extracción de Al3+ de una escoria salina. Para ello, el material de partida (la escoria salina) es tratado con disoluciones de ácidos o de bases para extraer aluminio, teniendo en cuenta como variables el tiempo y la temperatura de tratamiento. Las condiciones en las que se lleva a cabo esta etapa de contacto con la escoria o de extracción del aluminio pueden ser cualesquiera, siempre y cuando den lugar a la extracción de aluminio. La temperatura del proceso de contacto generalmente es la temperatura ambiente, pero puede estar en el intervalo comprendido entre 20 °C y la temperatura de reflujo, que será de aproximadamente 90 °C,a una presión de 101,33 kPa (1 atm). La presión a la que se lleva a cabo esta etapa puede ser la presión atmosférica, pero también puede llevarse a cabo a presiones superiores. El tiempo de contacto depende en gran medida de la temperatura de reacción, pero generalmente está en el intervalo de 0,5 a 2 h. Preferiblemente, esta etapa a) de extracción se lleva a cabo en un recipiente con agitación aunque, opcionalmente y/o con posterioridad a un primer paso de agitación, puede llevarse a cabo en condiciones de reflujo.The present invention includes new methods for the synthesis of pillared clays that allow the use of the aqueous solution from the extraction of Al3+ from a saline slag. For this, the starting material (salt slag) is treated with solutions of acids or bases to extract aluminum, taking into account treatment time and temperature as variables. The conditions in which this stage of contact with the slag or extraction of the aluminum is carried out can be any, as long as they lead to the extraction of aluminum. The temperature of the contacting process is generally room temperature, but can be in the range of 20°C to reflux temperature, which will be approximately 90°C, at a pressure of 101.33 kPa (1 atm). The pressure at which this stage is carried out can be atmospheric pressure, but it can also be carried out at higher pressures. The contact time is highly dependent on the reaction temperature, but is generally in the range of 0.5 to 2 h. Preferably, this extraction stage a) is carried out in a stirred vessel although, optionally and/or after a first stirring step, it can be carried out under reflux conditions.

En la presente invención se emplea el aluminio extraído de escorias salinas siguiendo el método descrito en ES2350435 B2, empleando la disolución obtenida como sobrenadante en el proceso de activación del residuo (la escoria salina). Pero en la presente invención, dicha disolución con el aluminio extraído se utiliza para la síntesis de productos distintos, no mencionados en dicha patente española y que presentan una estructura diferente y peculiar, y diferente a la estructura de las arcillas aniónicas o hidrotalcitas: arcillas catiónicas pilareadas. Y la utilización directa de la disolución que contiene el Al3+ extraído de la escoria salina, en combinación con la adición a dicha disolución de otra de NaOH (o HCl) gota a gota para que se forme la estructura del agente de Al intercalante. Una vez formado el agente intercalante, se adiciona la arcilla, facilitando el intercambio iónico del agente intercalante y los cationes superficiales que contiene la arcilla laminar. Los métodos utilizados son compatibles con la extracción de Al3+ por medios ácido y básico, lo que permite obtener el agente intercalante y generar las arcillas pilareadas, tal y como aparecen en los Ejemplos 1 y 2, además, presentan valores de superficie específica que las hacen adecuados para uso como adsorbentes.In the present invention, aluminum extracted from salt slag is used following the method described in ES2350435 B2, using the solution obtained as a supernatant in the waste activation process (salt slag). But in the present invention, said solution with the extracted aluminum is used for the synthesis of different products, not mentioned in said Spanish patent and which have a different structure and peculiar, and different from the structure of anionic or hydrotalcite clays: pillared cationic clays. And the direct use of the solution containing the Al3+ extracted from the saline slag, in combination with the addition to said solution of another NaOH (or HCl) drop by drop so that the structure of the Al intercalating agent is formed. Once the intercalating agent is formed, the clay is added, facilitating the ionic exchange of the intercalating agent and the surface cations contained in the layered clay. The methods used are compatible with the extraction of Al3+ by acid and basic means, which allows obtaining the intercalating agent and generating the pillared clays, as they appear in Examples 1 and 2, in addition, they present specific surface values that make them suitable for use as adsorbents.

Se prefiere que la escoria salina sea una escoria procedente de un proceso de segunda fusión del aluminio, con especial preferencia por las escorias procedentes de un horno rotatorio de eje fijo, y muy especialmente cuando presentan un tamaño igual o inferior a 1 mm. Pero el procedimiento de la presente invención también puede aplicarse a escorias procedentes de otros procesos relacionados con el aluminio, quedando incluidas esas otras alternativas dentro del alcance de la invención. En ningún caso se realizan etapas de lavado previas de la escoria salina antes del tratamiento con ácidos o con bases para extraer aluminio, reduciéndose el número de etapas previas de tratamiento.It is preferred that the salt slag be a slag from a second aluminum smelting process, with special preference for slag from a fixed-axis rotary kiln, and especially when they have a size equal to or less than 1 mm. But the process of the present invention can also be applied to dross from other processes related to aluminum, these other alternatives being included within the scope of the invention. In no case are previous washing stages of the saline slag carried out before treatment with acids or with bases to extract aluminum, thus reducing the number of previous treatment stages.

En cuanto a la relación entre los reactivos, se considera preferible que la relación entre la cantidad de escoria salina y el volumen de disolución acuosa ácida o básica con la que se pone en contacto en la etapa a) está comprendida entre 50 y 70 g de escoria por L de disolución ácida o básica. Más específicamente, poner en contacto, por ejemplo, 2 g de escoria salina con 0,2 litros de disolución acuosa, ácida o básica, como en los Ejemplos de la presente solicitud.Regarding the ratio between the reactants, it is considered preferable that the ratio between the amount of salt slag and the volume of acidic or basic aqueous solution with which it is contacted in step a) is between 50 and 70 g of slag per L of acid or basic solution. More specifically, contacting, for example, 2 g of salt slag with 0.2 liters of aqueous, acidic or basic solution, as in the Examples of the present application.

Se prefiere que el pH de la disolución de extracción sea inferior a 2 o superior a 10, aunque depende de la concentración del ácido o de la base. En concreto, la concentración de los ácidos y bases utilizados en este trabajo variaron entre 0,1 y 2 mol/litro, observándose que se obtiene mayor cantidad de aluminio extraído cuando se emplean concentraciones de 2 mol/litro.It is preferred that the pH of the extraction solution is less than 2 or greater than 10, although it depends on the concentration of the acid or the base. Specifically, the concentration of acids and bases used in this work varied between 0.1 and 2 mol/liter, observing that a greater amount of extracted aluminum is obtained when concentrations of 2 mol/liter are used.

Respecto a la concentración de la disolución acuosa ácida o alcalina, se prefieren concentraciones de 2 mol/litro o inferiores. Así, en dicha disolución acuosa pueden estar presentes uno o más compuestos ácidos o uno o más compuestos básicos a concentraciones comprendidas, preferiblemente, entre 0,1 y 2 mol/litro. Los ácidos pueden ser origen orgánico o mineral, tales como los ácidos nítrico (HNO3), sulfúrico (H2SO4) o clorhídrico (HCl). Entre los posibles compuestos de carácter básico que pueden añadirse para conseguir disoluciones alcalinas destaca el hidróxido sódico (NaOH), pero también pueden utilizarse otros, como el bicarbonato sódico (NaHCO3), el cual, da lugar a pH alcalinos más próximos a la neutralidad, de alrededor de 8.Regarding the concentration of the acidic or alkaline aqueous solution, concentrations of 2 mol/liter or less are preferred. Thus, in said aqueous solution one or more acidic compounds or one or more basic compounds may be present at concentrations preferably comprised between 0.1 and 2 mol/liter. Acids can be of organic or mineral origin, such as nitric (HNO3), sulfuric (H2SO4) or hydrochloric (HCl) acids. Among the possible basic compounds that can be added to achieve alkaline solutions, sodium hydroxide (NaOH) stands out, but others can also be used, such as sodium bicarbonate (NaHCO3), which gives rise to alkaline pH closer to neutrality, of about 8.

En cuanto a la temperatura de extracción, puede estar comprendida entre la temperatura ambiente y la temperatura de reflujo (aproximadamente 60°C), pero es preferible esta última dado que la cantidad de aluminio extraída es mayor. Preferiblemente, la presión es la atmosférica o superior.As for the extraction temperature, it can be between room temperature and reflux temperature (approximately 60°C), but the latter is preferable since the amount of aluminum extracted is greater. Preferably, the pressure is atmospheric or higher.

Una vez transcurrido el tiempo de contacto que se haya considerado adecuado, preferiblemente entre 0,1 a 2h, se procede a la separación de la escoria salina de la disolución con la que se han extraído el aluminio en forma de cationes Al3+. Para llevar a cabo la etapa de separación de la escoria salina, puede utilizarse cualquier técnica de separación, tal como filtración, centrifugación, decantación del sobrenadante tras dejar en reposo la mezcla de escoria salina y disolución y otros similares. En la presente invención, se prefiere la utilización de filtración.Once the contact time that has been considered adequate has elapsed, preferably between 0.1 and 2h, the saline slag is separated from the solution with which the aluminum has been extracted in the form of Al3+ cations. To carry out the step of separating the salt slag, any separation technique can be used, such as filtration, centrifugation, decantation of the supernatant after leaving the mixture of salt slag and solution to stand, and the like. In the present invention, the use of filtration is preferred.

Las subetapas que acaban de describirse, que dan lugar a la obtención de la disolución que contiene Al3+ a partir de escorias salinas, están comprendidas en el procedimiento descrito en ES2673587 B2, aunque en el mismo no se mencionaba que el uso de dicha disolución pudiera tener algún interés o alguna ventaja para la preparación de otras estructuras sólidas de las que forma parte el catión Al3+ distintas de las arcillas aniónicas, no mencionándose en dicha patente una posible aplicación para la preparación de compuestos con una estructura como la que presentan las arcillas pilareadas, que son el objeto de la presente invención. Las etapas que se detallan a continuación ya están específicamente destinadas a la síntesis del agente intercalante y diseñadas para ello para su obtención, así como de las arcillas pilareadas.The sub-stages just described, which lead to obtaining the solution containing Al3+ from salt slag, are included in the procedure described in ES2673587 B2, although it did not mention that the use of said solution could have some interest or some advantage for the preparation of other solid structures of which the Al3+ cation is a part other than anionic clays, not mentioning in said patent a possible application for the preparation of compounds with a structure like the one presented by pillared clays, which are the object of the present invention. The stages that are detailed below are already specifically destined to the synthesis of the intercalating agent and designed for it to obtain it, as well as the pillared clays.

El aluminio en forma catiónica presente en la disolución acuosa resultante de la etapa a) del método de la presente invención se utiliza para la síntesis de arcillas pilareadas. Dicha síntesis se efectúa según esta invención, a partir del procedimiento que se describe en b) donde se ajusta la relación molar OH/Al en función de si el Al se ha extraído con un ácido, específicamente HCl, o una base, preferiblemente NaOH, todo lo cual no había sido descrito hasta ahora en ninguno de los métodos del estado de la técnica destinados a la preparación de arcillas pilareadas. El método de preparación de arcillas pilareadas de la presente invención es el objeto principal de la invención, como se ha explicado más arriba. La disolución que contiene Al3+ se somete a una rectificación del valor de pH y un calentamiento a temperaturas entre 25 y 90 °C que permite la formación de la estructura del ión de Keggin [A li3O4(OH)24(H2O )i2]7+ para obtener un precursor del agente intercalante, lo cual puede conseguirse, según el método de la presente invención, mediante al menos dos procedimientos distintos, a los que se ha denominado ácido y básico, en función del medio de extracción de Al3+ de la escoria salina seguido. Dependiendo del procedimiento concreto de obtención del precursor, la síntesis del agente intercalante puede así mismo obtenerse mediante varios procedimientos. Así, en el caso de la extracción ácida, esta disolución puede enfriarse, calentarse o evaporarse antes de añadir NaOH para rectificar el pH y ajustar el valor de OH/Al al valor requerido. En el caso de la extracción básica se realizó el mismo procedimiento de rectificar el pH y ajustar los valores de OH/Al y Al/arcilla. A continuación se adicionará la arcilla para que se lleve a cabo la reacción de intercambio iónico.The aluminum in cationic form present in the aqueous solution resulting from step a) of the method of the present invention is used for the synthesis of pillared clays. Said synthesis is carried out according to this invention, starting from the procedure described in b) where the OH/Al molar ratio is adjusted depending on whether the Al has been extracted with an acid, specifically HCl, or a base, preferably NaOH, all of which had not been described so far in none of the methods of the state of the art for the preparation of pillared clays. The method of preparing pillared clays of the present invention is the main object of the invention, as explained above. The solution containing Al3+ is subjected to a rectification of the pH value and heating to temperatures between 25 and 90 °C that allows the formation of the Keggin ion structure [A li3O4(OH)24(H2O )i2]7+ to obtain a precursor of the intercalating agent, which can be achieved, according to the method of the present invention, by at least two different procedures, which have been called acid and basic, depending on the means of extraction of Al3+ from the salt slag Following. Depending on the specific procedure for obtaining the precursor, the synthesis of the intercalating agent can likewise be obtained by various procedures. Thus, in the case of acid extraction, this solution can be cooled, heated or evaporated before adding NaOH to rectify the pH and adjust the OH/Al value to the required value. In the case of the basic extraction, the same procedure of rectifying the pH and adjusting the values of OH/Al and Al/clay was carried out. Next, the clay will be added for the ion exchange reaction to take place.

La preparación del precursor de intercalación mediante el procedimiento ácido que forma parte del método de la presente invención, requiere la preparación de dos disoluciones. En la primera, como ya se ha mencionado, se parte de una disolución acuosa que contiene Al3+ que procede del ataque, con disolución ácida, de escorias salinas generadas en el reciclaje de la chatarra y subproductos de aluminio. Esta disolución se somete a un paso adicional intermedio de preparación de tratamiento térmico que puede suponer la evaporación total del agua de la disolución. Adicionalmente se añade gota a gota, y preferiblemente bajo agitación, una disolución de NaOH de una concentración preferiblemente de 2 mol/litro, hasta alcanzar la relación molar OH/Al deseada, en el intervalo entre 0,5 y 2,5. Esta segunda disolución puede volverse a calentar entre 25 y 90 °C.The preparation of the intercalation precursor by means of the acid procedure that forms part of the method of the present invention, requires the preparation of two solutions. In the first, as already mentioned, it starts with an aqueous solution containing Al3+ that comes from the attack, with an acid solution, of saline slag generated in the recycling of scrap metal and aluminum by-products. This solution is subjected to an additional intermediate heat treatment preparation step which may involve complete evaporation of water from the solution. Additionally, a NaOH solution with a concentration of preferably 2 mol/litre is added dropwise, and preferably under stirring, until reaching the desired OH/Al molar ratio, in the range between 0.5 and 2.5. This second solution can be reheated to between 25 and 90 °C.

El tiempo de maduración/envejecimiento de las disoluciones de Al3+ puede variar, aunque se considera adecuado que esté comprendido entre al menos hasta que se termine de añadir la disolución de NaOH y hasta un máximo de 4 h, prefiriéndose que esté entre 1 y 2, como en el Ejemplo 1 de la presente solicitud, en el que se emplea el procedimiento de ácido. La reacción se lleva a cabo bajo agitación, siendo recomendable que la velocidad de agitación se encuentre en el intervalo entre 100 y 700 r.p.m. The maturation/aging time of the Al3+ solutions can vary, although it is considered adequate that it be between at least until the NaOH solution is finished and up to a maximum of 4 h, preferring that it be between 1 and 2, as in Example 1 of the present application, in which the acid procedure is used. The reaction is carried out under stirring, it being recommended that the stirring speed be in the range between 100 and 700 rpm.

A continuación se adiciona la arcilla sólida en una relación Al/arcilla en el intervalo entre 2 y 20 mmolAl/garcilla, prefiriéndose el valor de 10, como en el Ejemplo 1 de la presente solicitud. El tiempo de contacto disolución/arcilla puede variar, aunque se considera adecuado que esté comprendido entre al menos hasta que se termine de añadir la arcilla y hasta un máximo de 24 h, prefiriéndose que esté entre 4 y 22 h, como en el Ejemplo 1 de la presente solicitud, en el que se emplea el procedimiento de ácido. La reacción se lleva a cabo bajo agitación, siendo recomendable que la velocidad de agitación se encuentre en el intervalo entre 100 y 700 r.p.m.The solid clay is then added in an Al/clay ratio in the range between 2 and 20 mmolAl/heron, the value of 10 being preferred, as in Example 1 of the present application. The solution/clay contact time can vary, although it is considered adequate that it be between at least until the clay is finished being added and up to a maximum of 24 h, preferably between 4 and 22 h, as in Example 1. of the present application, in which the acid process is used. The reaction is carried out under stirring, it being recommended that the stirring speed be in the range between 100 and 700 r.p.m.

Preferiblemente, la arcilla intercalada se separa de la suspensión antes de ser sometida al tratamiento térmico de calcinación, mediante una técnica que se selecciona, por ejemplo, del grupo de filtración (como en el Ejemplo 1), centrifugación, decantación o evaporación directa del disolvente. Para poder eliminar el exceso de polihidroxicatión de aluminio no intercalado, es necesario incluir varias etapas de lavado con agua y separación de la suspensión, como en el paso anterior. También se prefiere que se someta a un tratamiento térmico de secado, opcionalmente (pero también preferiblemente) tras haber sido separado del medio líquido (sobrenadante) en el que se ha formado, tratamiento de secado que puede producirse en una estufa a presión atmosférica, o a vacío. Cuando el secado se produce en estufa, se prefiere que dure entre 4 y 24 h, y más preferiblemente, que se produzca a 100 °C durante 12 h.Preferably, the intercalated clay is separated from the suspension before being subjected to the calcination heat treatment, by means of a technique selected, for example, from the group of filtration (as in Example 1), centrifugation, decantation or direct evaporation of the solvent. . In order to eliminate the excess of non-intercalated aluminum polyhydroxycation, it is necessary to include several stages of washing with water and separation of the suspension, as in the previous step. It is also preferred that it be subjected to a drying heat treatment, optionally (but also preferably) after being separated from the liquid medium (supernatant) in which it has been formed, a drying treatment that can occur in an oven at atmospheric pressure, or at empty. When drying occurs in an oven, it is preferred that it last between 4 and 24 h, and more preferably, that it occurs at 100 °C for 12 h.

El método de la presente invención de preparación de arcillas pilareadas a partir de escorias salinas procedentes de procesos de reciclaje del aluminio, en el que la disolución de intercalación se obtiene mediante los procedimientos que se acaban de describir, puede así definirse también como un método que comprende las etapas de:The method of the present invention for the preparation of pillared clays from saline slags from aluminum recycling processes, in which the intercalation solution is obtained by means of the procedures just described, can thus also be defined as a method that includes the stages of:

ai) poner en contacto la escoria salina con una disolución acuosa ácida o básica; aii) dejar reaccionar la disolución con la escoria salina en agitación;ai) contacting the saline slag with an acidic or basic aqueous solution; aii) allowing the solution to react with the salt slag under agitation;

aiii) separar la escoria salina de la fase acuosa que contiene el Al3+ en disolución; b) rectificar el pH y calentar la disolución acuosa que tiene Al3+ hasta el pH de intercalación;c) dejar reaccionar la arcilla con la disolución de intercalación hasta un máximo de 22 h.aiii) separating the saline slag from the aqueous phase containing the Al3+ in solution; b) rectify the pH and heat the aqueous solution that has Al3+ up to the intercalation pH; c) let the clay react with the intercalation solution for a maximum of 22 h.

d) lavado y separación de la suspensión.d) washing and separation of the suspension.

El método de obtención de las arcillas pilareadas comprende las etapas adicionales de: e) separar el sólido formado en d) del sobrenadante;The method for obtaining pillared clays includes the additional stages of: e) separating the solid formed in d) from the supernatant;

f) someter el sólido obtenido en e) a tratamiento térmico inicial (que puede ser en estufa o a vacío) y posteriormente someter el sólido obtenido a tratamiento térmico final, a temperatura comprendida preferentemente entre 200 y 500 °C, preferiblemente 500 °C.f) subjecting the solid obtained in e) to initial heat treatment (which can be in an oven or under vacuum) and subsequently subjecting the solid obtained to final heat treatment, at a temperature preferably between 200 and 500 °C, preferably 500 °C.

Merece destacar que ninguno de los métodos de preparación de arcillas pilareadas del estado de la técnica incluye, propone o sugiere la síntesis del agente intercalante a partir de un residuo industrial como es el caso del presente procedimiento, por lo que el método de la invención en el que se utiliza Al3+ extraído de una escoria salina constituye una alternativa nueva e inventiva a los procedimientos habituales.It is worth noting that none of the state-of-the-art methods for preparing pillared clays includes, proposes or suggests the synthesis of the intercalating agent from industrial waste, as is the case with the present procedure, therefore the method of the invention in the one using Al3+ extracted from a saline slag constitutes a new and inventive alternative to the usual procedures.

En los Ejemplos que se presentan a continuación, se describe la síntesis de arcillas pilareadas a partir de agentes intercalantes obtenidos mediante extracción ácida y básica. Los experimentos realizados muestran que su superficie específica varía entre 10 y 284 m2/g, en los en los que hay intercalación de la montmorillonita casos entre 142 y 284 m2/g, y su volumen total de poros está comprendido entre 0,001 y 0,250 cm3/g, siendo más concretamente 0,210 cm3/g uno de los valores superiores obtenidos. Este grado de porosidad los hace adecuados para ser empleados en procesos de adsorción. Las arcillas pilareadas obtenidas por los métodos de la presente invención pueden considerarse nuevos e inventivos, por las particularidades de su estructura, por lo que son también un aspecto de la presente invención, particularmente aquellos cuya preparación se describe en los Ejemplos del presente documento.In the Examples that follow, the synthesis of pillared clays from intercalating agents obtained by acid and basic extraction is described. The experiments carried out show that its specific surface varies between 10 and 284 m2/g, in which there is intercalation of montmorillonite cases between 142 and 284 m2/g, and its total pore volume is between 0.001 and 0.250 cm3/ g, being more specifically 0.210 cm3/g one of the higher values obtained. This degree of porosity makes them suitable for use in adsorption processes. The pillared clays obtained by the methods of the present invention can be considered new and inventive, due to the particularities of their structure, for which they are also an aspect of the present invention, particularly those whose preparation is described in the Examples herein.

Los ensayos que se muestran en la sección de Ejemplos, Ejemplo 3, son casos representativos de la aplicabilidad de los métodos de la invención. Los métodos se consideran aplicables y adecuados para sintetizar adsorbentes que puedan retener contaminantes orgánicos, especialmente aquellos considerados como prioritarios o emergentes presentes en efluentes líquidos acuosos. Los ensayos realizados en el Ejemplo 3 con las arcillas pilareadas seleccionadas y ya incluidas en los Ejemplos 1 y 2 demuestran que pueden ser utilizadas como adsorbentes útiles en la eliminación de 2,6-diclorofenol, aunque también se pueden emplear otros contaminantes. Los resultados demuestran que las arcillas pilareadas sintetizadas a partir del aluminio extraído de las escorias salinas pueden ser utilizados como adsorbentes y que esta capacidad es superior a la que presenta la montmorillonita de partida, así como la arcilla pilareada que puede obtenerse a partir de un precursor de intercalación comercial. The tests shown in the Examples section, Example 3, are representative cases of the applicability of the methods of the invention. The methods are considered applicable and suitable for synthesizing adsorbents that can retain organic pollutants, especially those considered as priority or emerging ones present in aqueous liquid effluents. The tests carried out in Example 3 with the selected pillared clays already included in Examples 1 and 2 demonstrate that they can be used as useful adsorbents in the removal of 2,6-dichlorophenol, although other contaminants can also be used. The results show that the pillared clays synthesized from aluminum extracted from salt slags can be used as adsorbents and that this capacity is superior to that of the starting montmorillonite, as well as the pillared clay that can be obtained from a precursor. commercial intercalation.

Ejemplosexamples

Ejemplo 1. Obtención de arcillas pilareadas, método ácido.Example 1. Obtaining pillared clays, acid method.

En el presente Ejemplo, se utilizó una escoria salina procedente de un horno rotatorio de eje fijo y de un tamaño inferior a 1 mm para la extracción del aluminio mediante agentes químicos.In the present Example, a saline slag from a fixed axis rotary kiln with a size of less than 1 mm was used for the extraction of aluminum by means of chemical agents.

La arcilla utilizada es una montmorillonita sódica comercial, procedente de la región de Tsukinuno, Japón, proporcionada por The Clay Science Society of Japan, para ser intercalada por las disoluciones sintetizadas en este Ejemplo.The clay used is a commercial sodium montmorillonite, from the Tsukinuno region, Japan, provided by The Clay Science Society of Japan, to be intercalated by the solutions synthesized in this Example.

La extracción química se llevó a cabo empleando una disolución acuosa de HCl (65 %) de 2 mol/litro. El tiempo de reacción fue de 2 h. Brevemente, 50 g de escoria salina se ponen en contacto con 750 cm3 de disolución de HCl. La velocidad de agitación de las suspensiones fue de 600 r.p.m. Transcurrido el tiempo de reacción, la suspensión se filtra para separar la escoria de la disolución. La cantidad de aluminio extraída se analizó mediante ICP-radial y está comprendida entre 6,75 y 8,96 gAl/dm3 (véase patente ES2673587 B2).Chemical extraction was carried out using a 2 mol/litre aqueous HCl (65%) solution. The reaction time was 2 h. Briefly, 50 g of salt slag is brought into contact with 750 cm3 of HCl solution. The stirring speed of the suspensions was 600 r.p.m. After the reaction time has elapsed, the suspension is filtered to separate the dregs from the solution. The amount of aluminum extracted was analyzed by ICP-radial and is between 6.75 and 8.96 gAl/dm3 (see patent ES2673587 B2).

El pH de la disolución de Al3+, 10 cm3, se rectificó mediante la adición de NaOH de concentración 0,09 mol/litro hasta una relación molar OH/Al = 2,0 y un pH = 4,0. La disolución de extracción se calentó previamente entre 25 y 90 °C (Método 1 (ácido)) a la rectificación del pH, una vez rectificado (Método 2(ácido)) o se llevó hasta evaporación y posteriormente se rectificó (Método 3(ácido)), agitándose a 700 r.p.m. durante 1 h. A continuación se añadió una cantidad de arcilla a las disoluciones anteriormente preparadas, con una relación Al/arcilla entre 2 y 10 mmolAl/garcilla, agitándose a 700 r.p.m durante 22 h. El volumen de la suspensión final varió entre 60 y 85 cm3.The pH of the Al3+ solution, 10 cm3, was rectified by adding NaOH with a concentration of 0.09 mol/litre until an OH/Al molar ratio = 2.0 and pH = 4.0. The extraction solution was previously heated between 25 and 90 °C (Method 1 (acid)) to rectify the pH, once rectified (Method 2 (acid)) or it was brought to evaporation and subsequently rectified (Method 3 (acid )), shaking at 700 r.p.m. for 1 hr. Next, a quantity of clay was added to the previously prepared solutions, with an Al/clay ratio between 2 and 10 mmolAl/heron, stirring at 700 rpm for 22 h. The volume of the final suspension varied between 60 and 85 cm3.

Transcurrido el tiempo de reacción, las suspensiones se centrifugaron para separar el sólido de la disolución. El proceso se repitió varias veces, sustituyendo cada vez la disolución de intercalación por agua desionizada con el objetivo de lavar la arcilla intercalada de disolución de intercalación. Para secar el producto, se procedió a un calentamiento en estufa a 100 °C a presión atmosférica durante 12 h. Finalmente los sólidos se trataron en un horno eléctrico programable durante 4 h a 500 °C. Las muestras se denominaron como “MétodoX(ácido)-OH/Al-Al/arcilla-Tcalentamiento disolución ai” . After the reaction time had elapsed, the suspensions were centrifuged to separate the solid from the solution. The process was repeated several times, each time replacing the intercalation solution with deionized water in order to wash the intercalated clay from the intercalation solution. To dry the product, it was heated in an oven at 100 °C at atmospheric pressure for 12 h. Finally, the solids were treated in a programmable electric oven for 4 h at 500 °C. The samples were named as "MethodX(acid)-OH/Al-Al/clay-Theating solution ai ".

Los espaciados basales de los sólidos obtenidos se determinaron mediante difracción de rayos X. Las propiedades texturales, superficie específica y volumen total de poros, de los sólidos obtenidos se determinaron mediante adsorción de N2 a -196 °C en un equipo volumétrico estático comercial. Los sólidos fueron desgasificados previamente durante 24 h y a una presión inferior a 0,1 Pa. La cantidad de sólido utilizado en el experimento fue de 0,2 g.The basal spacings of the solids obtained were determined by X-ray diffraction. The textural properties, specific surface area, and total pore volume of the solids obtained were determined by N2 adsorption at -196 °C in commercial static volumetric equipment. The solids were previously degassed for 24 h and at a pressure lower than 0.1 Pa. The amount of solid used in the experiment was 0.2 g.

Los resultados referentes a los espaciados basales y las propiedades texturales obtenidos para las arcillas pilareadas a partir de la extracción de aluminio con HCl de concentración 2 mol/litro se muestran a continuación en la Tabla 1. Se incluye información sobre la muestra Simulada obtenida a partir de las mismas condiciones de síntesis, pero con AlCl3-6H2Ü comercial como fuente de Al3+ en lugar de Al3+ extraído de la escoria salina. Esta disolución de Al3+ se prepara inicialmente en una disolución de HCl de concentración 2 mol/litro, para posteriormente seguir el mismo procedimiento que las disoluciones de extracción.The results referring to the basal spacings and the textural properties obtained for the pillared clays from the extraction of aluminum with HCl of concentration 2 mol/liter are shown below in Table 1. Information on the Simulated sample obtained from of the same synthesis conditions, but with commercial AlCl3-6H2Ü as source of Al3+ instead of Al3+ extracted from the salt slag. This Al3+ solution is initially prepared in a 2 mol/liter HCl solution, to later follow the same procedure as the extraction solutions.

Estos materiales también fueron caracterizados mediante difracción de rayos X. Un ejemplo representativo se presenta en la Fig. 1, donde se representan los datos de intensidad, en unidades arbitrarias, en función del ángulo de difracción (2 theta), como es habitual en los difractogramas de rayos X. Estos resultados confirman que el espaciado basal de la montmorillonita, que caracteriza la distancia entre dos láminas, se incrementa desde 1,0 nm hasta 1,85 nm en el caso de las arcillas intercaladas. Este aumento en el espaciado basal demuestra la intercalación de la arcilla. En el caso de los resultados texturales incluidos en la Tabla 1, el método presentado en esta invención permite obtener arcillas pilareadas con valores altos de superficie específica y de volumen de poros, sólidos que serán adecuados para aplicarlos como adsorbentes. Estas propiedades se incluyen en el Ejemplo 3 de esta invención. These materials were also characterized by X-ray diffraction. A representative example is presented in Fig. 1 , where the intensity data are represented, in arbitrary units, as a function of the diffraction angle (2 theta), as is usual in the X-ray diffractograms. These results confirm that the basal spacing of montmorillonite, which characterizes the distance between two sheets, increases from 1.0 nm to 1.85 nm in the case of interbedded clays. This increase in basal spacing demonstrates clay intercalation. In the case of the textural results included in Table 1 , the method presented in this invention allows obtaining pillared clays with high values of specific surface area and pore volume, solids that will be suitable for application as adsorbents. These properties are included in Example 3 of this invention.

Tabla 1. Espaciado basal y propiedades texturales derivadas de la adsorción de N2 a -196 °C. Métodos extracción ácida. Table 1. Basal spacing and textural properties derived from N2 adsorption at -196 °C. Acid extraction methods.

d(001)a Sb V pT otalc Muestrad(001)a Sb V pT otalc Sample

(nm) (m2/gd) (cm3/gd) Método1(ácido)-2-10-25°C 1,37 45 0,066 Método1(ácido)-2-5-25°C 1,22 40 0,099 Método1(ácido)-2-2-25°C 1,14 28 0,051 Método1(ácido)-2-10-60°C 1,73 142 0,098 Método1(ácido)-2-5-60°C 1,44 51 0,082 Método1(ácido)-2-2-60°C 1,17 42 0,067 Método1(ácido)-2-10-90°C 1,80 197 0,174 Método1(ácido)-2-5-90°C 1,69 70 0,073 Método1(ácido)-2-2-90°C 1,24 44 0,101 Método2(ácido)-2-10-25°C 1,39 61 0,072 Método2(ácido)-2-10-60°C 1,80 218 0,163 Método2(ácido)-2-10-90°C 1,83 199 0,182 Método3(ácido)-2-10 1,85 284 0,210 Simulada3(ácido)-2-10 1,82 207 0,158 Montmorillonita 1,0 10 0,048 a Espaciado basal;(nm) (m2/gd) (cm3/gd) Method1(acid)-2-10-25°C 1.37 45 0.066 Method1(acid)-2-5-25°C 1.22 40 0.099 Method1(acid )-2-2-25°C 1.14 28 0.051 Method1(acid)-2-10-60°C 1.73 142 0.098 Method1(acid)-2-5-60°C 1.44 51 0.082 Method1( acid)-2-2-60°C 1.17 42 0.067 Method1(acid)-2-10-90°C 1.80 197 0.174 Method1(acid)-2-5-90°C 1.69 70 0.073 Method1 (acid)-2-2-90°C 1.24 44 0.101 Method2(acid)-2-10-25°C 1.39 61 0.072 Method2(acid)-2-10-60°C 1.80 218 0.163 Method2(acid)-2-10-90°C 1.83 199 0.182 Method3(acid)-2-10 1.85 284 0.210 Simulated3(acid)-2-10 1.82 207 0.158 Montmorillonite 1.0 10 0.048 a Basal spacing;

b Superficie específica; b Specific surface area;

c Volumen de poros total;c Total pore volume;

d gramos de muestra desgasificada d grams of degassed sample

Ejemplo 2. Obtención de arcillas pilareadas, método básico.Example 2. Obtaining pillared clays, basic method.

En el presente Ejemplo, se utilizó una escoria salina procedente de un horno rotatorio de eje fijo y de un tamaño inferior a 1 mm para la extracción del aluminio mediante agentes químicos.In the present Example, a saline slag from a fixed axis rotary kiln with a size of less than 1 mm was used for the extraction of aluminum by means of chemical agents.

La arcilla utilizada es una montmorillonita sódica comercial, procedente de la región de Tsukinuno, Japón, proporcionada por The Clay Science Society of Japan, para ser intercalada por las disoluciones sintetizadas en este Ejemplo.The clay used is a commercial sodium montmorillonite, from the Tsukinuno region, Japan, provided by The Clay Science Society of Japan, to be intercalated by the solutions synthesized in this Example.

La extracción química se llevó a cabo empleando una disolución acuosa de NaOH de 2 mol/litro. El tiempo de reacción fue de 2 h. Brevemente, 50 g de escoria salina se ponen en contacto con 750 cm3 de disolución de NaOH. La velocidad de agitación de las suspensiones fue de 600 r.p.m. Transcurrido el tiempo de reacción, la suspensión se filtra para separar la escoria de la disolución. La cantidad de aluminio extraída se analizó mediante ICP-radial y está comprendida entre 6,75 y 8,96 gAl/dm3 (véase patente ES2673587 B2).Chemical extraction was carried out using a 2 mol/litre aqueous NaOH solution. The reaction time was 2 h. Briefly, 50 g of salt slag is brought into contact with 750 cm3 of NaOH solution. The stirring speed of the suspensions was 600 r.p.m. After the reaction time has elapsed, the suspension is filtered to separate the dregs from the solution. The amount of aluminum extracted was analyzed by ICP-radial and is between 6.75 and 8.96 gAl/dm3 (see patent ES2673587 B2).

El pH de la disolución de Al3+, 30 cm3, se rectificó mediante la adición de HCl de concentración 0,5 mol/litro hasta en relaciones OH/Al molares entre 0,5 y 2,0, así como relaciones Al/arcilla entre 5 y 20 mmolAl/garcilla (Método 1(básico)). Para un valor fijo de OH/Al = 2 y Al/arcilla = 10 mmolAl/garcilla, el pH de la disolución de intercalación se modificó entre 3,50 y 4,50 (Método 2(básico)), e incluso para una razón Al/arcilla = 15 mmolAl/garcilla (Método 3(básico)). Esta disolución se calentó previamente entre 25 y 90 °C. En todos los casos, las disoluciones se agitaron a 700 r.p.m. durante 1 h. A continuación se añadió una cantidad de arcilla a las disoluciones anteriormente preparadas, según la relación Al/arcilla, agitándose a 700 r.p.m durante 22 h. El volumen de la suspensión final varió entre 60 y 85 cm3.The pH of the Al3+ solution, 30 cm3, was rectified by adding HCl with a concentration of 0.5 mol/liter up to OH/Al molar ratios between 0.5 and 2.0, as well as Al/clay ratios between 5 and 20 mmolAl/heron (Method 1(basic)). For a fixed value of OH/Al = 2 and Al/clay = 10 mmolAl/heron, the pH of the intercalation solution changed between 3.50 and 4.50 (Method 2(basic)), and even for a ratio Al/clay = 15 mmolAl/heron (Method 3(basic)). This solution was previously heated between 25 and 90 °C. In all cases, the solutions were shaken at 700 r.p.m. for 1 hr. Next, a quantity of clay was added to the previously prepared solutions, according to the Al/clay ratio, stirring at 700 rpm for 22 h. The volume of the final suspension varied between 60 and 85 cm3.

Transcurrido el tiempo de reacción, las suspensiones se centrifugaron para separar el sólido de la disolución. El proceso se repitió varias veces, sustituyendo cada vez la disolución de intercalación por agua desionizada con el objetivo de lavar la arcilla intercalada de disolución de intercalación. Para secar el producto, se procedió a un calentamiento en estufa a 100 °C a presión atmosférica durante 12 h. Finalmente los sólidos se trataron en un horno eléctrico programable durante 4 h a 500 °C. Las muestras se denominaron como “MétodoX(básico)-OH/Al-Al/arcilla-Tcalentamiento disolución ai”. After the reaction time had elapsed, the suspensions were centrifuged to separate the solid from the solution. The process was repeated several times, each time replacing the intercalation solution with deionized water in order to wash the intercalated clay from the intercalation solution. To dry the product, it was heated in an oven at 100 °C at atmospheric pressure for 12 h. Finally, the solids were treated in a programmable electric oven for 4 h at 500 °C. The samples were named as “MethodX(basic)-OH/Al-Al/clay-Theating solution ai ”.

Los espaciados basales de los sólidos obtenidos se determinaron mediante difracción de rayos X. Las propiedades texturales, superficie específica y volumen total de poros, de los sólidos obtenidos se determinaron mediante adsorción de N2 a -196 °C en un equipo volumétrico estático comercial. Los sólidos fueron desgasificados previamente durante 24 h y a una presión inferior a 0,1 Pa. La cantidad de sólido utilizado en el experimento fue de 0,2 g.The basal spacings of the solids obtained were determined by X-ray diffraction. The textural properties, specific surface area, and total pore volume of the solids obtained were determined by N2 adsorption at -196 °C in commercial static volumetric equipment. The solids were previously degassed for 24 h and at a pressure lower than 0.1 Pa. The amount of solid used in the experiment was 0.2 g.

Los resultados referentes a los espaciados basales y las propiedades texturales obtenidos para las arcillas pilareadas a partir de la extracción de aluminio con NaOH de concentración 2 mol/litro se muestran a continuación en la Tabla 2.The results referring to the basal spacings and the textural properties obtained for the pillared clays from the extraction of aluminum with NaOH of a concentration of 2 mol/liter are shown below in Table 2 .

Estos materiales también fueron caracterizados mediante difracción de rayos X. Un ejemplo representativo se presenta en la Fig. 2, donde se representan los datos de intensidad, en unidades arbitrarias, en función del ángulo de difracción (2 theta), como es habitual en los difractogramas de rayos X. Estos resultados confirman que el espaciado basal de la arcilla intercalada con una disolución de Al extraído con una disolución de NaOH, el valor del espaciado basal que se obtiene es de 1,71 nm. En el caso de los resultados texturales incluidos en la Tabla 2, el método presentado en esta invención permite obtener arcillas pilareadas con valores altos de superficie específica y de volumen de poros, sólidos que serán adecuados para aplicarlos como adsorbentes. Estas propiedades se incluyen en el Ejemplo 3 de esta invención.These materials were also characterized by X-ray diffraction. A representative example is presented in Fig. 2 , where the intensity data is represented, in arbitrary units, as a function of the diffraction angle (2 theta), as is usual in the X-ray diffractograms. These results confirm that the basal spacing of the clay intercalated with an Al solution extracted with a NaOH solution, the basal spacing value obtained is 1.71 nm. In the case of the textural results included in Table 2 , the method presented in this invention allows obtaining pillared clays with high values of specific surface area and pore volume, solids that will be suitable for application as adsorbents. These properties are included in Example 3 of this invention.

Tabla 2. Espaciado basal y propiedades texturales derivadas Table 2. Basal spacing and derived textural properties.

de la adsorción de N2 a -196 °C. Métodos extracción básica.of N2 adsorption at -196 °C. Basic extraction methods.

d(001)a Sb V pT otalc Muestrad(001)a Sb V pT otalc Sample

(nm) (m2/gd) (cm3/gd) (nm) (m2/gd) (cm3/gd)

Método1 (básico)-0,5-10-25°C 1,43 --Method1 (basic)-0.5-10-25°C 1.43 --

Método1 (básico)-1,0-10-25°C 1,42 --Method1 (basic)-1.0-10-25°C 1.42 --

Método1 (básico)-1,5-10-25°C 1,42 --Method1 (basic)-1.5-10-25°C 1.42 --

Método1 (básico)-2,0-10-25°C 1,45 10 0,028 Method1 (basic)-2.0-10-25°C 1.45 10 0.028

Método2(básico)-2-10-25°C/pH=3,50 1,39 Method2(basic)-2-10-25°C/pH=3.50 1.39

Método2(básico)-2-10-25°C/pH=3,70 1,39 --Method2(basic)-2-10-25°C/pH=3.70 1.39 --

Método2(básico)-2-10-25°C/pH=3,75 1,57 --Method2(basic)-2-10-25°C/pH=3.75 1.57 --

Método2(básico)-2-10-25°C/pH=3,80 1,58 13 0,032 Method2(basic)-2-10-25°C/pH=3.80 1.58 13 0.032

Método2(básico)-2-10-25°C/pH=3,85 1,61 17 0,031 Method2(basic)-2-10-25°C/pH=3.85 1.61 17 0.031

Método2(básico)-2-10-25°C/pH=3,87 1,63 17 0,031 Method2(basic)-2-10-25°C/pH=3.87 1.63 17 0.031

Método2(básico)-2-10-25°C/pH=3,90 1,56 13 0,028 Method2(basic)-2-10-25°C/pH=3.90 1.56 13 0.028

Método2(básico)-2-10-25°C/pH=3,95 1,50Method2(basic)-2-10-25°C/pH=3.95 1.50

Método2(básico)-2-10-25°C/pH=4,00 1,46Method2(basic)-2-10-25°C/pH=4.00 1.46

Método2(básico)-2-10-25°C/pH=4,30 1,46Method2(basic)-2-10-25°C/pH=4.30 1.46

Método2(básico)-2-10-25°C/pH=4,50 1,44Method2(basic)-2-10-25°C/pH=4.50 1.44

Método3(básico)-2-15-25°C/pH=3,80 1,61Method3(basic)-2-15-25°C/pH=3.80 1.61

Método3(básico)-2-15-25°C/pH=3,85 1,69 78 0,15 Method3(basic)-2-15-25°C/pH=3.85 1.69 78 0.15

Método3(básico)-2-15-25°C/pH=3,87 1,71 100 0,12 Method3(basic)-2-15-25°C/pH=3.87 1.71 100 0.12

Método3(básico)-2-15-25°C/pH=3,90 1,57 83 0,08 Method3(basic)-2-15-25°C/pH=3.90 1.57 83 0.08

Simulada3(básico)-2-15-25°C/pH=3,87 1,77 141 0,11 Simulated3(basic)-2-15-25°C/pH=3.87 1.77 141 0.11

Montmorillonita 1,0 10 0,048Montmorillonite 1.0 10 0.048

a Espaciado basal;a Basal spacing;

b Superficie específica; b Specific surface area;

c Volumen de poros total;c Total pore volume;

d gramos de muestra desgasificada d grams of degassed sample

Ejemplo 3. Capacidad de adsorción de moléculas orgánicas.Example 3. Adsorption capacity of organic molecules.

A continuación se procedió a evaluar la capacidad de retención de moléculas orgánicas (2,6-diclorofenol) de las arcillas pilareadas obtenidas descritas en los Ejemplos 1 y 2. Los estudios se realizaron en régimen discontinuo, con 50 mg de adsorbente en cada experimento y una concentración inicial de 25, 50 y 75 pmol/dm3. Los adsorbentes seleccionados fueron los que presentaban mayores propiedades texturales y denominados como Método3(ácido)-2-10 y Método3(básico)-2-15-25°C/pH=3,87. Para comparar la capacidad de adsorción de estos materiales también se incluyeron la montmorillonita de partida y la muestra Simulado3(ácido)-2-10. El experimento pretende estudiar el efecto del tiempo en la capacidad de adsorción de las arcillas y determinar a partir de qué momento la adsorción se mantienen constante y ha alcanzado el equilibrio. Para obtener esta evolución, cada cierto tiempo se tomaba una muestra de la disolución, separándose el adsorbente presente mediante filtración. La cantidad de adsorbato presente en la disolución se determina mediante análisis UV-visible (A = 279 nm).Next, the retention capacity of organic molecules (2,6-dichlorophenol) of the pillared clays obtained described in Examples 1 and 2 was evaluated. The studies were carried out in a discontinuous regime, with 50 mg of adsorbent in each experiment and an initial concentration of 25, 50 and 75 pmol/dm3. The selected adsorbents were those that presented the greatest textural properties and were called as Method3(acid)-2-10 and Method3(basic)-2-15-25°C/pH=3.87. To compare the adsorption capacity of these materials, the starting montmorillonite and the Simulated 3(acid)-2-10 sample were also included. The experiment intends to study the effect of time on the adsorption capacity of clays and to determine from which moment the adsorption remains constant and has reached equilibrium. To obtain this evolution, from time to time a sample of the solution was taken, separating the adsorbent present by means of filtration. The amount of adsorbate present in the solution is determined by UV-visible analysis (A = 279 nm).

La cantidad de molécula orgánica retenida por las arcillas se representa como: qt = V(Co-Ct)/M, siendo qt, capacidad de adsorción en pmol/g; V, volumen de disolución en dm3; C0,t, concentración de adsorbato inicial y a un tiempo t en pmol/dm3 y M peso de adsorbente en g. La evolución con el tiempo de las cantidades adsorbidas de los cuatro adsorbatos estudiados se incluye en la Fig. 2.The amount of organic molecule retained by the clays is represented as: q t = V ( C o -C t )/M, where q t , adsorption capacity in pmol/g; V, volume of solution in dm3; C0,t, initial adsorbate concentration and at time t in pmol/dm3 and M weight of adsorbent in g. The evolution over time of the adsorbed amounts of the four studied adsorbates is included in Fig. 2 .

Si se comparan los resultados obtenidos se observa que la cantidad adsorbida aumenta a medida que transcurre el tiempo de adsorción. Se pueden observar dos máximos de adsorción, a unos 50 min y a 900 min de tiempo de contacto entre el adsorbente y el adsorbato, que pueden corresponder con el llenado inicial de la estructura interlaminar y el llenado de toda la superficie exterior. Las arcillas pilareadas con el aluminio extraído de la escoria son los adsorbentes que retienen mayor capacidad de molécula orgánica, si se compara tanto con la montmorillonita como con la arcilla pilareada empleando precursores comerciales. Si se compara con la montmorillonita, los nuevos adsorbentes retienen entre un 72 a un 197% más de contaminante, y si se compara con la arcilla pilareada sintetizada a partir de precursores comerciales entre un 28 a un 33% más de capacidad adsorbente. Por tanto, la pilarización de la arcilla con una disolución de aluminio extraído de la escoria salina aumenta considerablemente la capacidad de adsorción. If the results obtained are compared, it is observed that the amount adsorbed increases as the adsorption time elapses. Two adsorption maxima can be observed, at about 50 min and at 900 min of contact time between the adsorbent and the adsorbate, which may correspond to the initial filling of the interlaminar structure and the filling of the entire outer surface. Pillared clays with aluminum extracted from the slag are the adsorbents that retain the highest organic molecule capacity, when compared to both montmorillonite and pillared clay using commercial precursors. Compared to montmorillonite, the new adsorbents retain between 72 to 197% more contaminant, and compared to pillared clay synthesized from commercial precursors, between 28 to 33% more adsorbent capacity. Therefore, the pillaring of the clay with a solution of aluminum extracted from the saline slag considerably increases the adsorption capacity.

Claims (16)

REIVINDICACIONES 1. Un método para la preparación de arcillas catiónicas pilareadas, donde el agente intercalante polihidroxicatiónico de aluminio procede de escorias salinas de procesos de reciclaje del aluminio, que comprende las etapas de:1. A method for the preparation of cationic pillared clays, where the aluminum polyhydroxycationic intercalating agent comes from saline slags from aluminum recycling processes, which comprises the steps of: a) obtener una disolución que contiene Al3+ a partir de la escoria salina por medio de las subetapas dea) obtain a solution containing Al3+ from the saline slag by means of the substages of i) poner en contacto la escoria salina con una disolución acuosa ácida o básica, ii) dejar reaccionar la disolución con la escoria salina en agitación,i) contacting the saline slag with an acidic or basic aqueous solution, ii) allowing the solution to react with the saline slag under agitation, iii) separar la escoria salina de la fase acuosa que contiene Al3+ en disolución,iii) separating the saline slag from the aqueous phase containing Al3+ in solution, b) obtener el agente intercalante por medio de las subetapas deb) obtaining the intercalating agent by means of the substeps of iv) rectificar el pH de la disolución que contiene Al3+ hasta el pH de intercalación entre 3,5 y 5, donde el valor de la relación molar OH/Al está comprendido entre 0,5 y 2,5,iv) rectify the pH of the solution containing Al3+ up to the intercalation pH between 3.5 and 5, where the value of the OH/Al molar ratio is between 0.5 and 2.5, v) calentar la disolución rectificada a una temperatura entre 25 y 90 °C, entre 0,5 y 2 h;v) heating the rectified solution at a temperature between 25 and 90 °C, between 0.5 and 2 h; c) obtener el material intercalado al añadir la arcilla sobre la disolución anterior para obtener una suspensión con una relación de entre 2 - 20 mmol Al/g arcilla, y dejar reaccionar en agitación durante 4 a 22 h;c) obtaining the intercalated material by adding the clay to the previous solution to obtain a suspension with a ratio of between 2-20 mmol Al/g clay, and allowing it to react under stirring for 4 to 22 h; d) eliminar el exceso de polihidroxicatión de aluminio no intercalado por medio de las subetapas ded) eliminating the excess of non-intercalated aluminum polyhydroxycation by means of the substeps of vi) lavado con agua, yvi) washing with water, and vii) separación de la suspensión.vii) separation of the suspension. 2. El método según la reivindicación 1, que comprende las etapas adicionales:The method according to claim 1, comprising the additional steps: e) separar el sólido formado en d) del sobrenadante mediante filtración, centrifugación, diálisis u otra técnica;e) separating the solid formed in d) from the supernatant by means of filtration, centrifugation, dialysis or another technique; f) someter el sólido obtenido en e) a tratamiento térmico de calcinación a una temperatura comprendida entre 200 y 500 °C. f) submitting the solid obtained in e) to calcination heat treatment at a temperature between 200 and 500 °C. 3. El método según la reivindicación 1, en el que la escoria salina de la etapa a) procede de un proceso de segunda fusión del aluminio.3. The method according to claim 1, wherein the salt slag from step a) comes from a second aluminum smelting process. 4. El método según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que:The method according to any one of the preceding claims, wherein: - la relación entre la cantidad de escoria salina y el volumen de disolución acuosa ácida o básica con la que se pone en contacto en la etapa a) está comprendida entre 50 y 70 g de escoria por L de disolución ácida o básica;- the relationship between the quantity of saline slag and the volume of acidic or basic aqueous solution with which it is brought into contact in stage a) is between 50 and 70 g of slag per L of acidic or basic solution; - la escoria salina y la disolución acuosa se ponen en contacto en la etapa i) y se dejan en la etapa ii) a una temperatura comprendida entre la temperatura ambiente y 60 °C, y a presión atmosférica o superior;- the saline slag and the aqueous solution are brought into contact in stage i) and are left in stage ii) at a temperature between room temperature and 60 °C, and at atmospheric pressure or higher; - el tiempo de contacto entre la escoria y la disolución acuosa en la etapa ii) está en el intervalo de 0,1 a 2 h.- the contact time between the slag and the aqueous solution in stage ii) is in the range of 0.1 to 2 h. 5. El método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la disolución acuosa se la etapa i) tiene un pH inferior a 2 o superior a 10.5. The method according to any of the preceding claims, wherein the aqueous solution from step i) has a pH of less than 2 or greater than 10. 6. El método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la disolución acuosa de la etapa i) se prepara añadiendo uno o más compuestos ácidos, preferiblemente HCl, o uno o más compuestos básicos, preferiblemente NaOH, a concentraciones comprendidas entre 0,1 y 2 mol/litro.6. The method according to any of the preceding claims, wherein the aqueous solution of step i) is prepared by adding one or more acidic compounds, preferably HCl, or one or more basic compounds, preferably NaOH, at concentrations between 0, 1 and 2 mol/liter. 7. El método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la etapa iii) de separación de la escoria salina de la disolución acuosa de extracción se lleva a cabo mediante filtración, centrifugación o decantación del sobrenadante tras dejar en reposo la mezcla de escoria salina y disolución acuosa.7. The method according to any of the preceding claims, wherein step iii) of separating the saline slag from the aqueous extraction solution is carried out by filtration, centrifugation or decantation of the supernatant after leaving the slag mixture to rest. saline and aqueous solution. 8. El método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, para la preparación de una arcilla esmectita pilareada que comprende las siguientes etapas de:8. The method according to any of the preceding claims, for the preparation of a pillared smectite clay comprising the following steps: a’) poner en contacto una esmectita con una disolución acuosa intercalante que contiene un polihidroxicatión de aluminio preparado mediante la etapa b) según la reivindicación 1, de manera que la relación entre la concentración de Al3+ contenido en la disolución intercalante y los gramos de arcilla que se ponen en contacto con ella está comprendida en el rango de 2 a 20 mmolAl/garcilla;a') contacting a smectite with an intercalating aqueous solution containing an aluminum polyhydroxycation prepared by step b) according to claim 1, so that the relationship between the concentration of Al3+ contained in the intercalating solution and the grams of clay that come into contact with it is comprised in the range of 2 to 20 mmolAl/heron; b’) separar la arcilla intercalada obtenida en la etapa anterior de la disolución acuosa mediante filtración, centrifugación, diálisis u otra técnica; b') separating the intercalated clay obtained in the previous stage from the aqueous solution by means of filtration, centrifugation, dialysis or another technique; c’) calentar la arcilla intercalada obtenida en la etapa anterior en condiciones que permita estabilizar la estructura porosa generada mediante procesos de deshidroxilación que permitan la formación de Al2O3.c') heating the intercalated clay obtained in the previous stage in conditions that allow stabilizing the porous structure generated by dehydroxylation processes that allow the formation of Al2O3. 9. El método según la reivindicación 8, en el que la esmectita es montmorillonita sódica.The method according to claim 8, wherein the smectite is sodium montmorillonite. 10. El método según cualquiera de las reivindicaciones 8 o 9, en el que la temperatura de contacto entre la esmectita y la disolución de intercalación se lleva a cabo a una temperatura comprendida entre 25 y 90 °C y el tiempo de contacto oscila entre 4 y 22 h.10. The method according to any of claims 8 or 9, wherein the contact temperature between the smectite and the intercalation solution is carried out at a temperature between 25 and 90 °C and the contact time ranges from 4 and 10 p.m. 11. El método según cualquiera de las reivindicaciones 8 a 10, en el que la etapa de contacto se lleva a cabo en un recipiente con agitación.The method according to any of claims 8 to 10, wherein the contacting step is carried out in a stirred vessel. 12. El método según cualquiera de las reivindicaciones 8 a 11, en el que la etapa b’) de separación de la esmectita de la disolución de intercalación se lleva a cabo mediante filtración, centrifugación o decantación del sobrenadante tras dejar en reposo la mezcla de esmectita y disolución de intercalación.12. The method according to any of claims 8 to 11, wherein step b') of separating the smectite from the intercalation solution is carried out by filtration, centrifugation or decantation of the supernatant after leaving the mixture at rest. smectite and intercalation solution. 13. Un método según cualquiera de las reivindicaciones 8 a 12, en el que la arcilla obtenida en la etapa b’) se calcina a una temperatura comprendida entre 200 y 500 °C, a presión atmosférica.13. A method according to any of claims 8 to 12, in which the clay obtained in stage b') is calcined at a temperature between 200 and 500 °C, at atmospheric pressure. 14. Una arcilla pilareada obtenida según el procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, y caracterizada por tener una superficie específica de entre 10 y 284 m2/g y un volumen total de poros comprendido entre 0,001 y 0,250 cm3/g.14. A pillared clay obtained according to the process of any of claims 1 to 13, and characterized by having a specific surface area of between 10 and 284 m2/g and a total pore volume of between 0.001 and 0.250 cm3/g. 15. Uso de una arcilla pilareada según la reivindicación 14, para la adsorción de contaminantes orgánicos presentes en corrientes líquidas.15. Use of a pillared clay according to claim 14, for the adsorption of organic contaminants present in liquid streams. 16. Uso según la reivindicación 15, para la adsorción de 2,6-diclofenol. 16. Use according to claim 15, for the adsorption of 2,6-diclophenol.
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