Patente nacional por "Reactor para la determinación de las constantes de disolución y precipitación de minerales mediante un circulo único de flujo controlado por ósmosis inversa"

Reivindicaciones:
+ ES-2958509_A1Partiendo de la anterior descripci�n, consideramos como novedad y, por tanto, reclamamos como invenci�n, lo contenido en las reivindicaciones siguientes: 1. Un reactor de flujo continuo, alimentado por agua procedente de osmosis inversa, que permite la determinaci�n de las constantes de velocidad de disoluci�n de fases minerales en soluciones acuosas y simult�neamente evaluar las contantes de velocidad de cristalizaci�n, estableciendo su relaci�n con la sobresaturaci�n 2. Un dispositivo (figura 1) , seg�n la reivindicaci�n 1, que integra en un circuito �nico tres tipos de reactores convencionales: (A) un reactor de flujo continuo (1) , (B) un reactor de tipo "batch" (2) y (C) un cristalizador (3) , cuyo elemento integrador es un sistema de osmosis inversa que interconecta, del modo descrito en la figura 1, los tres reactores, constituyendo un circuito �nico que permite estudiar simult�neamente el proceso de disoluci�n y cristalizaci�n a partir de soluciones 3. Un dispositivo en el que, seg�n la reivindicaci�n 1, el punto de partida es el agua desionizada que se va haciendo progresivamente m�s salina mediante la disoluci�n continua del mineral. Esta disoluci�n ocurre siempre a la m�xima velocidad posible, debido al contacto con el agua desionizada producida por el propio reactor formando un circuito �nico. 4. Un dispositivo, seg�n la reivindicaci�n 1, que realiza la funci�n de disoluci�n en sistema cerrado, con agua de salinidad cero, que despu�s de disolver el mineral es nuevamente desionizada mediante el sistema de osmosis inversa. 5. Un dispositivo, seg�n la reivindicaci�n 1, cuyo circuito consta de tres tanques intercomunicados entre s� y con un sistema de filtraci�n basado en una membrana de osmosis inversa 6. Un dispositivo, seg�n la reivindicaci�n 1, con un tanque (1) que contiene el mineral cuyas constantes de disoluci�n se van a analizar. El tanque (1) est� alimentado por agua de muy baja conductividad, procedente de una membrana de osmosis inversa, lo que permite que la disoluci�n del mineral ocurra de forma continuada en condiciones alejadas del equilibrio y en sistema cerrado. 7. Un dispositivo, seg�n la reivindicaci�n 1, donde el sistema es cerrado, el volumen de agua es constante y es el agua procedente del sistema de osmosis la que es empleada en retroalimentar el proceso de disoluci�n en condiciones alejadas del equilibrio que ocurre en el primer tanque (1) , lo que le hace diferente de los reactores convencionales, en los que la fuente de alimentaci�n es un flujo entrante de agua que se renueva continuamente en un sistema abierto. 8. Un dispositivo, seg�n la reivindicaci�n 1, donde un primer tanque (1) est� comunicado con un segundo tanque (2) a trav�s de una bomba (3) en la parte superior y un tubo con una v�lvula de dos v�as (5) en la parte inferior. Esta disposici�n da lugar a dos posibles formas de funcionamiento: (A) generando un flujo continuo de la disoluci�n contenida en 1 hacia 2 y despu�s hacia la membrana de Osmosis Inversa a trav�s del tanque 3, donde se cierra el circuito. De este modo el circuito es el de un ba�o de flujo continuo. Alternativamente, (B) permitiendo establecer la recirculaci�n entre 1 y 2 (cuando la v�lvula de dos v�as - 5 - est� en posici�n abierta) n cuyo caso el funcionamiento es en modo "batch". Este procedimiento permite seleccionar una distancia a la concentraci�n de equilibrio, diferente a la m�xima, y analizar los efectos de la variable definida como "afinidad" (Oelkers et al., 1994) sobre la constante de disoluci�n. 9. Un dispositivo, seg�n la reivindicaci�n 1, en el que la interacci�n entre tres elementos: membrana osm�tica y el subcircuito formado por los tanques 1 y 2, operando como sistema cerrado, constituye un elemento clave de la invenci�n ya que re�ne en un dispositivo �nico la posibilidad de determinar la constante de equilibrio del material en estudio, en condiciones alejadas del equilibrio y adem�s determinar el efecto de la "afinidad" sobre la constante de equilibrio. 10. Un dispositivo, seg�n la reivindicaci�n 1, que permite medir en 1 y 2 la cin�tica de disoluci�n - a diferentes distancias del equilibrio entre el mineral y la soluci�n - conjuntamente con el estudio en 3 del proceso de cristalizaci�n. 11. La configuraci�n del tanque 3 en el circuito, seg�n la reivindicaci�n 1, es un aspecto importante de la invenci�n ya que genera en 3 una soluci�n salina progresivamente m�s concentrada, lo que hace que funcione como un cristalizador. Pero, simult�neamente, la conexi�n de 3 con 1 a trav�s del sistema de osmosis constituye un circuito retroalimentado. El tanque 3 realiza dos funciones en el reactor: (A) posibilita la disoluci�n continuada del mineral en 1 en condiciones alejadas del equilibrio (disoluci�n continua con agua desionizada) y (B) permite obtener una salmuera progresivamente m�s concentrada, funcionando como un "cristalizador" de las fases minerales secundarias generadas durante la disoluci�n en 1 y 2. 12. Un dispositivo, seg�n la reivindicaci�n 1, que tiene dos bucles o circuitos menores de retroalimentaci�n. El primero de ellos permite determinar la velocidad disoluci�n a diferentes salinidades (v�a recirculaci�n entre 1 y 2) . El segundo bucle conecta la salmuera de osmosis c�clicamente con 3, induciendo el aumento continuado de la concentraci�n hasta provocar cristalizaci�n.

Los productos y servicios protegidos por este registro son:
C01D 3/16 - B01D 61/08 - C02F 1/44

Descripciones:
+ ES-2958509_A1 Reactor para la determinaci�n de las constantes de disoluci�n y precipitaci�n de minerales mediante un circuito �nico de flujo controlado por osmosis inversa Sector de la t�cnica La presente invenci�n se enmarca dentro de los aparatos para la determinaci�n de par�metros asociados a la geoqu�mica ambiental. De modo particular, aquellos cuya finalidad es la determinaci�n de las constantes de disoluci�n y/o precipitaci�n de minerales y rocas. Par�metros que son necesarios para la elaboraci�n de modelos geoqu�micos predictivos de la variaci�n de condiciones ambientales y de la evoluci�n de los sistemas naturales a largo plazo. Dentro de la Clasificaci�n Internacional de Patentes por Sectores y Subsectores T�cnicos, esta invenci�n corresponder�a al sector 24 (Tecnolog�a Ambiental) . En la correspondencia con la Clasificaci�n Internacional de Patentes (CIP) , el aparato y procedimiento cuya invenci�n se reivindica estar�a incluido en el campo III.24 de la qu�mica (Tecnolog�a Medioambiental) relacionado con diversas subcategor�as del grupo B01 que, en la descripci�n de la WIPO, incluye de forma gen�rica "una m�quina o dispositivo, descrito en t�rminos de sus capacidades funcionales o caracter�sticas estructurales, que se utiliza para llevar a cabo un proceso o actividad que no es de fabricaci�n". Dentro de este apartado, la invenci�n propuesta es incluible dentro de las subcategor�as B01D (separaci�n) , B01F (mezclas y disoluciones) y tambi�n parcialmente en el campo C30 (crecimiento cristalino) . Antecedentes de la invenci�n La constante de disoluci�n de minerales y rocas es uno de los par�metros m�s demandados en el �mbito de la geoqu�mica actual, al tratarse de una pieza clave en la modelizaci�n inform�tica de los sistemas geol�gicos. Mediante la modelizaci�n geoqu�mica se busca analizar la interacci�n del agua con los componentes minerales - simulando la meteorizaci�n qu�mica de las rocas - y calculando la composici�n de las soluciones salinas resultantes. La modelizaci�n num�rica permite predecir la evoluci�n en el tiempo de estos sistemas complejos, reproduciendo la evoluci�n qu�mica durante la disoluci�n de los minerales que forman las rocas y la composici�n de las fases secundarias que van a precipitar de forma secuencial. Su funcionamiento y, por tanto, su capacidad predictiva, est�n directamente asociados al nivel de desarrollo de las bases de datos empleadas durante el proceso de c�lculo. En ellas se relacionan constantes termodin�micas, perfectamente parametrizadas a trav�s de sus dependencias de la presi�n, la temperatura o la concentraci�n y tambi�n constantes de velocidad. Aunque el avance en la determinaci�n de datos termodin�micos ha sido espectacular, la principal limitaci�n predictiva de estos modelos est� relacionada con el escaso n�mero de constantes de velocidad de disoluci�n/precipitaci�n incluidas en las bases de datos. Ello es debido a las limitaciones inherentes a la determinaci�n experimental de estos par�metros ya que se trata de un procedimiento arduo y laborioso, para el que se emplean habitualmente reactores de "flujo continuo". Los experimentos requieren largos periodos de tiempo debido a la baja solubilidad de los materiales geol�gicos. Estos reactores permiten medir la velocidad de liberaci�n de cationes, siendo necesario que el sistema se encuentre alejado del equilibrio para que la constante tenga generalidad y pueda ser incluida en las bases de datos. Esto se consigue manteniendo durante largo tiempo un flujo constante (O) a trav�s de un reactor que gen�ricamente se corresponde con un sistema donde un recipiente con volumen V que contiene los minerales y la disoluci�n es mantenido en agitaci�n continua de forma que los cambios en concentraci�n entre la entrada (Co) y la salida (Ct) son monitorizados continuamente para obtener la velocidad de reacci�n, seg�n: [Ecuaci�n 1] Donde Ni es el n�mero de moles de la especie qu�mica i en la disoluci�n, t es el tiempo, 0 es el flujo de entrada de agua al reactor (L/s) , vi es el coeficiente estequiom�trico de la especie i en la f�rmula del mineral, Amin (m2) es la superficie reactiva del mineral y Rmin es la velocidad de disoluci�n (mol/m2/s) . El reactor de "flujo continuo" se utiliza principalmente en procesos f�sicos y qu�micos que involucran una fase s�lida y una fase gaseosa o l�quida. En este tipo de reactor, el flujo de entrada del solvente del fluido se ajusta de modo que su velocidad de salida sea tal que impida la generaci�n de sobresaturaci�n para las posibles fases secundarias que podr�an precipitar a partir de la composici�n de la disoluci�n. Con ello se pretende que la disoluci�n ocurra en condiciones alejadas del equilibrio, de forma que los cationes liberados y recogidos en el flujo de salida, est�n exclusivamente asociados al proceso de disoluci�n, sin la interferencia en la concentraci�n resultante que se producir�a por la precipitaci�n simult�nea de fases secundarias. Esta t�cnica es muy �til para determinar la constante de disoluci�n de fases minerales. Pero no lo es para el estudio de la cristalizaci�n, ya que ambos procesos - disoluci�n y cristalizaci�n - no son sim�tricos en t�rminos termodin�micos. Para poder modelizar la cristalizaci�n mediante c�digos inform�ticos es necesario determinar el valor de un cierto umbral de sobresaturaci�n o "sobresaturaci�n cr�tica". Se trata de un valor de concentraci�n del soluto, a partir de la cual el sistema deja de permanecer en un estado metaestable y la precipitaci�n de cristales ocurre de forma espont�nea. Explicaci�n de la invenci�n La invenci�n que reclamamos consiste en un reactor formado por tres tanques interconectados (1, 2 y 3) a trav�s de un sistema de osmosis inversa que act�a, tanto como filtro, como de sistema de recirculaci�n. Esta disposici�n hace posible que el reactor, aun siendo de flujo continuo, funcione con un volumen constante de soluci�n inicial, lo que resulta en un circuito cerrado con caracter�sticas espec�ficas que lo hacen diferente de los reactores de flujo continuo convencionales de sistema abierto y de los cristalizadores tipo "batch". El empleo que se hace en el dispositivo del sistema de osmosis inversa tambi�n es diferente al de los desalinizadores convencionales. Si establecemos una comparaci�n entre el nuevo dispositivo que se propone y los cuatro tipos de cristalizadores discontinuos existentes, seg�n la clasificaci�n asociada a la forma en que se produce la sobresaturaci�n (Larson and Garside, 1973) , tendr�amos que: (A) Los cristalizadores de enfriamiento generalmente operan mediante intercambio de calor directo o indirecto entre una soluci�n caliente que contiene el soluto a cristalizar y un fluido m�s fr�o, que puede ser un gas o un l�quido. Se utilizan de manera preferente en la cristalizaci�n de sustancias que presentan curvas de solubilidad pronunciada. (B) Los cristalizadores evaporativos dependen de la evaporaci�n del solvente para generar sobresaturaci�n por calentamiento y generalmente operan al vac�o. Los sistemas que presentan curvas de solubilidad independiente de la temperatura, tales como cloruro de sodio, se cristalizan mediante este tipo de t�cnica. (C) Los cristalizadores basados en reacciones son aquellos en los que la sobresaturaci�n se genera induciendo una reacci�n qu�mica, cuyo producto de reacci�n es escasamente soluble. Un caso particular son los cristalizadores de "salting-out", ampliamente utilizados en la industria farmac�utica. Funcionan mediante la adici�n de un "antidisolvente" o "precipitante" que reduce la solubilidad del soluto en el disolvente. En la industria farmac�utica, por ejemplo, el agua se utiliza a menudo como precipitante para inducir la cristalizaci�n de sustancias org�nicas a partir de disolventes org�nicos miscibles en agua. (D) El sistema de cristalizaci�n de membrana (Pramanik et al., 2016) emplea un proceso de destilaci�n para eliminar en forma de vapor parte del agua de una soluci�n salina y mediante una membrana concentra la disoluci�n circulante. El l�quido concentrado se hace pasar entonces a trav�s de un cristalizador, induciendo la precipitaci�n de sales. Este dispositivo es �til para la cristalizaci�n de sales mediante el reciclado continuo de la soluci�n sobresaturada a trav�s de la membrana. Sin embargo, esta disposici�n no permite el funcionamiento como un reactor de flujo continuo Nuestro dispositivo presenta caracter�sticas diferentes a los tipos anteriormente descritos. En nuestro caso, la disoluci�n de fases minerales es obtenida de forma progresiva - en condiciones alejadas del equilibrio - mediante el reciclado del agua pura procedente de la osmosis. Al mismo tiempo, el aumento continuado de sobresaturaci�n es provocado por la recirculaci�n de la salmuera, en la otra salida de la membrana osm�tica. Esta disposici�n permite combinar, en un circuito �nico, los procesos de disoluci�n-cristalizaci�n y evaluar de forma simult�nea sus contantes de velocidad. Descripci�n El dispositivo est� constituido por un circuito -purgado y cargado inicialmente con agua desionizada (grado miliQ) - que incluye un primer tanque o reservorio (1) donde se encuentra el mineral a disolver en agitaci�n continua y velocidad constante, obtenidas mediante el agitador (12) . La circulaci�n de la soluci�n a trav�s del segundo tanque (2) se produce impulsada por una bomba (4) , estando habilitado un retorno opcional al tanque (1) a trav�s de la v�lvula de dos v�as (5) con posici�n normalmente cerrada. El segundo tanque (2) dispone asimismo de agitador (13) y de puerta de muestreo (6) . El flujo de circulaci�n hacia el tercer tanque (3) se produce a trav�s de una v�lvula de no retorno (7) y de una bomba (8) . El tercer tanque (3) dispone de una puerta de muestreo (9) y una salida del flujo hacia una bomba de presi�n (10) que impulsa la disoluci�n hacia un sistema de osmosis inversa (11) . El agua desionizada - procedente del sistema de osmosis - alimenta el primer tanque (1) , donde se encuentra el mineral, cerrando la circulaci�n normal en circuito. Sin embargo, este se completa con circuito de reflujo de la soluci�n rechazada por la membrana de osmosis inversa en (11) hacia el tercer tanque (3) . Este subcircuito induce la formaci�n de una soluci�n progresivamente m�s salina hasta provocar la cristalizaci�n de las fases minerales previamente disueltas en (1) . Operaci�n El esquema b�sico se ilustra en la figura 1. Previamente al inicio del funcionamiento, se deposita una cantidad conocida de la fase mineral en estudio en el primer tanque (1) con una superficie reactiva conocida y se rellena todo el circuito con agua desionizada (grado miliQ) y se purga. Puesto en marcha, la entrada de agua proveniente del sistema de osmosis inversa aporta un flujo lento de agua desionizada, que se introduce en un sistema bien agitado (1) . El sistema tiene un volumen de l�quido total, V, que contiene un �rea superficial conocida del mineral que reacciona. El caudal de salida del tanque se mantiene a un valor constante (cm3/seg) , cuando la reacci�n entre la soluci�n y el mineral conduce a una velocidad de disoluci�n constante para este componente, K (moles/cm2/seg) . La ecuaci�n que expresa la velocidad de disoluci�n de un mineral, a partir de la Teor�a de Transici�n de Estados (TST) (Lasaga, 1984) viene dada por: [Ecuaci�n 2] Donde dm/dt es la velocidad de disoluci�n del mineral (mol-kg de agua-1 s-1) ; SA es la superficie reactiva (m2 kg de agua-1) ; Ki, son las constantes de velocidad espec�fica para la disoluci�n (mol m-2 s-1. Los exponentes pi, qi est�n asociados al orden de reacci�n, son constantes emp�ricas relacionadas con la dependencia de las velocidades de disoluci�n de la sobresaturaci�n. Q es la sobresaturaci�n del mineral (Q = PAI/Kps) donde el valor de 1 representa la condici�n de equilibrio (soluci�n saturada) y Ea es la energ�a de activaci�n y su dependencia de la temperatura. Los t�rminos aij representan los coeficientes de actividad de aquellas especies en soluci�n que modifican la velocidad de disoluci�n. El reactor de flujo continuo permite determinar experimentalmente el valor de la constante especifica de disoluci�n, Ki en la ecuaci�n [2]. Para que este el valor no dependa de la sobresaturaci�n, es necesario que en la ecuaci�n [2] el t�rmino (1-Q) - denominado afinidad -sea (1-Q) =1, es decir, que la sobresaturaci�n Q sea cero. Este escenario corresponde idealmente a un sistema infinitamente diluido. Para aproximarse a esta condici�n es necesario que el agua de entrada tenga una salinidad cercana a cero, una condici�n que se cumple en el agua procedente de la membrana de osmosis inversa. En estas condiciones la velocidad de liberaci�n de iones del mineral se puede determinar muestreando el agua en el segundo tanque (2) con la v�lvula de dos v�as (5) cerrada y verificando que la concentraci�n alcanza un estado estacionario en el tiempo. La normalizaci�n de la concentraci�n de iones a la superficie de mineral y a la estequiometria de su f�rmula, permiten determinar el valor de K�. Cuando Q se hace 1, lo que marca la condici�n de equilibrio del mineral con la soluci�n, el t�rmino de afinidad se hace 0 (cero) y la ecuaci�n 2 tambi�n. Sin embargo, para valores intermedios de Q la dependencia de la velocidad de disoluci�n de la sobresaturaci�n no es necesariamente lineal y debe ser determinada experimentalmente, para caracterizar los par�metros pi, qi que est�n asociados al orden de reacci�n. En el dispositivo, este tipo de medidas se realizan empleando el sistema de recirculaci�n entre los dos primeros tanques (1 y 2) (v�lvula de dos v�as - 5 - abierta) lo que permite medir la velocidad de disoluci�n del mineral cuando la soluci�n circulante tiene una cierta concentraci�n de iones y ver c�mo se modifica la constante determinada en condiciones de diluci�n ideal. Al aproximarse al equilibrio en cada ciclo, el sistema funciona en esta configuraci�n, en modo "batch". Simult�neamente, la concentraci�n aumenta en el tercer tanque (3) , no solo por los iones aportados por 1 y 2 sino - adem�s - por la p�rdida de agua en 3 al reciclarse los iones en el sistema de osmosis. El resultado es la progresiva sobresaturaci�n hasta producirse la precipitaci�n. El tanque 3 funciona como un cristalizador, bien del mineral que se disuelve o bien de las fases secundarias que se pueden formar. Por ejemplo, cuando el producto de partida en 1 es una roca formada por diferentes minerales primarios cuya disoluci�n proporciona un cierto contenido en iones. Estos al sobresaturase en 3, pueden combinarse dando lugar a la formaci�n de nuevos minerales secundarios. A diferencia de la disoluci�n, el proceso de cristalizaci�n es mucho m�s complejo y no obedece directamente a un valor de sobresaturaci�n ya que est� relacionado con el fen�meno de la nucleaci�n, donde se requiere cierto grado de sobresaturaci�n para que se produzca la precipitaci�n (Schoonen y Barnes, 1991; Steefel y Van Cappellen, 1990) . Este tipo de an�lisis puede ser realizado en 3 simult�neamente a la determinaci�n de las constantes de disoluci�n. Caso de aplicaci�n 1: Funcionamiento como reactor de flujo continuo en el proceso de disoluci�n de silicatos en condiciones alejadas del equilibrio. En un reactor de flujo continuo el valor constante de la concentraci�n, fijado en el experimento, es determinado a trav�s de la velocidad de flujo del sistema (ecuaci�n 1) . El volumen de soluci�n trav�s del sistema por unidad de �rea; y el t�rmino AC que viene dado por AC= (Csaiida - Centrada) representa la diferencia de concentraclones en el estado estacionario, entre la entrada y la salida del tanque conteniendo el mineral y donde se produce la disoluci�n. En condiciones alejadas del equilibrio, el valor determinado experimentalmente representa la constante espec�fica de disoluci�n Ki - para unas condiciones determinadas de pH y temperatura - tal y como est� definida en la expresi�n ya que el t�rmino de sobresaturaci�n (1-Q) al aproximarse a 1 no influye en el valor medido. En nuestro aparato, para la obtenci�n de este tipo de par�metros, se hace circular entre el tanque 2 y el tanque 1 a una velocidad constante -determinada por la bomba 4- el agua procedente de la osmosis inversa, cuya conductividad es del orden de 10 pS/cm. La conductividad es registrada de forma continua a la salida del tanque 2, hasta que se obtiene un valor de salida constante, como resultado del proceso de disoluci�n, que garantiza la existencia de un estado estacionario. La extracci�n peri�dica de al�cuotas de la soluci�n y su an�lisis mediante MS-ICP permite obtener la velocidad de liberaci�n de iones de cada mineral en condiciones de estado estacionario. La principal ventaja del uso de un reactor de osmosis inversa acoplado al sistema de flujo continuo es, en este modo de funcionamiento del aparato, la de permitir el continuo reciclado del mismo volumen de agua. Lo que hace innecesario emplear un flujo permanente de entrada de agua en un sistema abierto, tal y como se hace en los reactores "flow-through" convencionales. Este hecho es especialmente importante para la determinaci�n de constantes de disoluci�n en fases minerales muy insolubles (p. ej., silicatos) , donde la duraci�n de los experimentos es de semanas o meses. Pero, adem�s, permite mantener en el curso del experimento, la entrada de agua en id�nticas condiciones de conductividad inicial, por lo que la determinaci�n experimental del t�rmino AC de la ecuaci�n 1 se realiza con una mayor precisi�n que en los reactores de sistema abierto convencionales. Los valores obtenidos de las constantes representan la m�xima velocidad de disoluci�n del mineral y pueden ser aplicados para la modelizaci�n geoqu�mica de procesos cin�ticos mediante programas inform�ticos basados en el empleo la ecuaci�n 2. Caso de aplicaci�n 2: Funcionamiento como reactor de flujo continuo en el proceso de disoluci�n de silicatos en condiciones cercanas al equilibrio. En este modo de operaci�n, se establece un proceso de recirculaci�n entre los tanques 1 y 2 empleando la bomba (4) y v�lvula de dos v�as (5) abierta que interconectan los dos tanques. As� se genera un n�mero de ciclos de circulaci�n entre la soluci�n y el mineral, de forma que la concentraci�n de iones en soluci�n, procedentes del mineral aumenta en el tiempo. El sistema se aproxima, en un cierto grado, a la concentraci�n de equilibrio marcada por la condici�n ( Q=1) en la ecuaci�n 2 por lo que la velocidad de disoluci�n se hace progresivamente m�s lenta. Esta variaci�n se puede relacionar con el termino de afinidad (1-Q) que modifica la velocidad de disoluci�n cuando el sistema se aproxima al equilibrio. La determinaci�n de la variaci�n de la velocidad de disoluci�n a distintas distancias de la concentraci�n de equilibrio permite determinar los exponentes (p, q) que marcan - de forma espec�fica para cada mineral - la influencia del t�rmino de afinidad sobre la velocidad real de disoluci�n. Se trata de una ventaja importante derivada de la configuraci�n de este dispositivo. La determinaci�n de la constante Ki en condiciones alejadas del equilibrio, sin incorporar el efecto del t�rmino de afinidad, tal y como se realiza en un reactor de flujo continuo convencional, representa una medida ideal de la velocidad de disoluci�n, pero es de dif�cil aplicaci�n en la modelizaci�n de sistemas geol�gicos reales. Caso de aplicaci�n 3: Determinaci�n de la secuencia de cristalizaci�n de sales y su relaci�n con la sobresaturaci�n. En el tercer tanque (3) ocurre la mezcla entre un determinado volumen de disoluci�n, procedente de la disoluci�n del mineral o roca en estudio en el primer tanque o reservorio (1) con una salmuera progresivamente m�s concentrada, proveniente de la parte rechazada por la membrana de osmosis inversa. La mezcla se lleva a cabo mediante el paso de la disoluci�n empleando ciclos sucesivos. La finalidad del proceso de mezcla en 3 es la de obtener un aumento continuo de la concentraci�n a volumen constante. En este proceso, parte de la disoluci�n entrante es transformada en agua pura, que va a ser empleada en la disoluci�n continuada del mineral o roca en 1. Por el contrario, el volumen restante (la salmuera rechazada) aumenta progresivamente la salinidad en 3 en cada ciclo de osmosis. La combinaci�n de dos procesos: (A) la entrada de disoluci�n con una conductividad inicial dependiente de la solubilidad espec�fica del mineral y (B) el aumento de salinidad inducida por la presi�n aplicada a las membranas, va a dar lugar a un mecanismo de creaci�n de sobresaturaci�n, por disminuci�n del volumen de agua en relaci�n a la cantidad de sales, sin que sea necesario considerar en la formulaci�n la dependencia termodin�mica de la solubilidad con la temperatura, como ocurrir�a un proceso t�pico de p�rdida de soluto por evaporaci�n. El aumento de la concentraci�n, referida a la conductividad (mS/cm) por d�a, puede expresarse para el caso del tanque 3 mediante: C1=Cmin •Caudal/V [Ecuaci�n 3] donde Ct es la conductividad en el tiempo (mS/cm/d�a) ; Cmin es la conductividad de la soluci�n proveniente del contacto con el mineral en 1; el Caudal viene dado por litros/min; V el volumen total de agua en el sistema (litros) . La mezcla entre el agua procedente de la disoluci�n del mineral o roca en estudio y el agua salina producida en cada ciclo de osmosis inversa, puede llevarse a cabo empleando cualquiera de las dos configuraciones descritas anteriormente para la disoluci�n de las fases minerales en estudio. Es decir, aportando al tercer tanque (3) en cada ciclo de osmosis la concentraci�n i�nica correspondiente a la solubilidad en condiciones alejadas del equilibrio o bien introduciendo en el mismo (3) una soluci�n con un cierto grado de concentraci�n obtenidas a trav�s de la interacci�n c�clica entre 1 y 2. Esto permite analizar dos aspectos: (A) la sobresaturaci�n critica a la cual va a ocurrir la precipitaci�n del mineral. Un aspecto clave para determinar el tiempo de inducci�n para la nucleaci�n (Nyvlt, 1983; Peters, 2011) . (B) En el caso de que el material sometido a disoluci�n en 1 sea una roca, la extracci�n peri�dica de muestras hace posible establecer la secuencia de fases minerales secundarias precipitadas, as� como su dependencia de la sobresaturaci�n. Referencias bibliogr�ficas Larson, M.A. and Garside, J. (1973) . Cr y stallizer design techniques using the population balance, Chem. Engr. (Lond) June, 318-328. Lasaga, A.C. (1984) . Chemical kinetics of water-rock interactions, J. Geophys. Res., 89 (B6) , 4009-4025, doi:10.1029/JB089iB06p04009. Nyvlt, J. (1983) . Induction period of nucleation and metastable zone width. Collect. Czech. Chem. Commun. 48, 1977-1983. Oelkers, E.H.; Schott, J.; Devidal, J.-L. (1994) . 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Breve descripci�n de los dibujos Para complementar la descripci�n que se est� realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensi�n de las caracter�sticas de la invenci�n, se acompa�a como parte integrante de dicha descripci�n, un dibujo en donde con car�cter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente: Figura 1.- Esquema de funcionamiento del reactor de flujo continuo para la obtenci�n de la constante de disoluci�n de minerales. Realizaci�n preferente de la invenci�n El dispositivo se configura como un circuito cuyos tubos interconectan los diferentes elementos seg�n se describe en el dibujo. Incluye necesariamente un primer tanque o reservorio (1) donde se introduce el mineral a disolver. Este tanque debe disponer de un agitador (12) para facilitar la disoluci�n, en condiciones de agitaci�n continua y velocidad constante. Un segundo tanque (2) que ha de estar conectado con (1) . El tanque (2) dispondr� tambi�n de agitador (13) y adem�s, de una puerta de muestreo (6) . La circulaci�n en sentido directo de (1) a (2) tiene lugar mediante un tubo y una bomba de membrana (4) situados en la parte superior de ambos tanques. Un tubo en la parte inferior permitir� el reflujo opcional desde el segundo tanque hacia el primero dependiendo de la posici�n (abierta o cerrada) de una v�lvula solenoide de dos v�as (5) . El segundo tanque (2) estar� conectado con el tercer tanque (3) mediante un tubo en el que se ha intercalado una v�lvula de no retorno (7) y una bomba de membrana (8) . El tercer tanque (3) debe disponer de una puerta de muestreo (9) y de una salida de circulaci�n conectada con una bomba de presi�n (10) que impulsar� la soluci�n desde (3) hacia un sistema de osmosis inversa (11) . Del sistema de osmosis inversa saldr�n dos tubos. Por el primero circula el agua desionizada procedente de la osmosis inversa y realimenta el tanque (1) cerrando el circuito. Por el segundo, la soluci�n rechazada por la membrana de osmosis inversa (11) vuelve hacia el tercer tanque (3) y genera un subcircuito, que aumenta continuamente la sobresaturaci�n de las fases disueltas hasta inducir la cristalizaci�n en (3) . Todo el dispositivo debe ser purgado y cargado inicialmente con agua desionizada.

Publicaciones:
ES2958509 (09/02/2024) - A1 Solicitud de patente con informe sobre el estado de la técnica
Eventos:
En fecha 15/07/2022 se realizó Registro Instancia de Solicitud
En fecha 19/07/2022 se realizó Admisión a Trámite
En fecha 19/07/2022 se realizó 1001P_Comunicación Admisión a Trámite
En fecha 26/07/2022 se realizó Superado examen de oficio
En fecha 24/01/2023 se realizó Realizado IET
En fecha 26/01/2023 se realizó 1109P_Comunicación Traslado del IET
En fecha 09/02/2024 se realizó Publicación Solicitud
En fecha 09/02/2024 se realizó Publicación Folleto Solicitud con IET (A1)
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04/07/2022 - Pago Tasas IET