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Verfahren zum Aufschliessen von tonerdehaltigen Materialien.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Aufschliessen tonerdehaltiger Materialien, insbesondere Bauxit. Zum Aufschliessen solcher Mineralien zur Gewinnung von Tonerde geht man nach bekannten Arbeitsweisen derart vor, dass man die Materialien, z. B. den Bauxit, nach Kalzinierung bei verhältnismässig niederer Temperatur in feinverteiltem Zustande in einen Autoklaven einbringt und in diesem mit einer Alkalilösung von mehr als 40"Be unter Umrühren behandelt. Nach Beendigung dieser Aufschliessbehandlung wird das Gemisch abgekühlt, dann auf etwa 25 Bé verdünnt und an-
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dampfen auf mehr als 400 Bé konzentriert, um darauf zum Aufschliessen neuer Mengen Tonerdematerials benutzt zu werden.
Nach einer Ausführungsform dieses alkalisehen Aufsehliessverfahrens wird feingemahlener Bauxit mit Alkalilösung aufgeschlossen, indem eine Aufschlämmung von Bauxit in der Lösung durch heisse Röhren durehgepumpt wird. Nach vollzogener Reaktion wird die Lösung, gegebenenfalls kontinuierlich, den Röhren entnommen und filtriert.
Nach einer andern Modifikation dieses alkalischen Aufschliessverfahrens hat man die Alkali-
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wobei der gebildete Schlamm in der Bauxitschicht zurückgehalten werden soll. Die abgehende klare Lösung wird in üblicher Weise auf Tonerde verarbeitet.
Dieses bekannte Aufschliessverfahren, u. zw. sowohl das Grundverfahren als auch die modifizierten haben den Nachteil, dass das Aufschliessen verhältnismässig lange Zeit erfordert, insbesondere wenn auf die Erzielung einer hohen Ausbeute bzw. auf einen tonerdearmen Rilekstand hingearbeitet wird und dass mit grösseren Mengen Alkaliüberschuss, als an sieh notwendig wäre, das Aufschliessen durchgeführt werden muss.
Gegenstand der Erfindung ist nun eine Arbeitsweise, die die bisherigen Nachteile beim Auf- schliessen von aluminiumoxydhaltigen Materialien mit Aufschliesslosungen, insbesondere Alkalilösungen, zu vermeiden gestattet, also ermöglicht, das Aufschliessen bei gleicher Ausbeute in kürzerer Zeit und unter Anwendung kleiner Übersehussmengen der Aufschliesslösung durchzuführen.
Es wurde nämlich gefunden, dass bei dem üblichen Aufschliessverfahren im ersten Teil der Behandlung die Tonerde verhältnismässig rasch in Lösung geht, die Lösungsgeschwindigkeit aber mit
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geschwindigkeit zum Teil, insbesondere bei dem Grundverfahren und dem zuerst erwähnten modifizierten Verfahren, darauf zurückzuführen ist, dass diejenigen Bauxitpartikeln, die sich am schwierigsten aufschliessen lassen und deshalb längere Zeit für den Aufschluss erfordern, im wesentlichen mit einer Lösung aufzuschliessen sind, die mit fortschreitender Absättigung mittels Tonerde seine Aufschlussfähigkeit wesentlich herabgesetzt.
bekommen hat, sowie zum Teil auch auf die Gegenwart schlammförmiger, tonerdearmer oder tonerdefreier Bestandteile, die sich an die noch Tonerde enthaltenden Mineralteilchen anlagern bzw. verkitten und damit eine Einwirkung der Aufsehliesslösung auf das noch nicht aufgeschlossene Gut verhindern oder doch stark verzögern.
Nach dem Verfahren gemäss der Erfindung wird nun das tonerdehaltige Material, insbesondere Bauxit, unter Druck mittels heisser Alkalilösung aufgeschlossen, indem die Alkalilösung in einem oder
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mehreren Behältern oder Türmen von unten nach oben durch die Korngut enthaltende, tonerdehaltige Masse kontinuierlich oder zeitweise mit so geregelter Geschwindigkeit geleitet wird, dass wenigstens feinster Schlamm mit Hilfe der Lösung na euh oben weg von den gröberen Körnern der masse geführt wird.
Diejenigen Teile des Bauxits, die am schwierigsten aufzuschliessen sind, reichern sich bei dieser Ausführungsweise im wesentlichen im unteren Teil des Turmes an und werden deshalb mit Hilfe der frischen, energisch wirkenden, unten eingeleiteten Lösung aufgeschlossen. Es ist zweckmässig, zwei
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richtungen in Reihe anzuordnen und die frische Aufschliesslösung zunächst in den Turm einzuleiten. in dem der Aufschliessvorgang am weitestenfortgeschritten ist, und zuletzt in den Turm, der mit frischem. tonerdehaltigen Gestein beschickt wurde.
Das aufzuschliessende, tonerdehaltige Gestein wird vorzugsweise so zugeführt, dass der Turm völlig oder teilweise entleert wird und danach z. B. Bauxit durch eine oben am Turm angeordnete
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haltigen) Mineralien in einem besonderen Behälter mit Alkalilösung mischt und zusammen mit dieser kontinuierlich oder periodisch in den Turm eindrückt.
Unvollständig aufgeschlossenes Material oder gröbere Sehlammreste werden entweder vor jeder Einfüllung neuer Mengen aufzuschliessenden Gutes herausgenommen oder auch ganz oder teilweise längere Zeit in dem Turm belassen, um eine vollständigere Aufschliessung zu erhalten. Da in der Regel der Hauptteil des Materials als aufgeschlossener, feinverteilter Schlamm abgeleitet wird, ist die Menge des in einem Turm zurückbleibenden gewöhnlich verhältnismässig klein.
Um zu verhindern, dass zuviel unaufgesehlossenes Material in Form von Schlamm weggeführt
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fläche des Aufsehliessturmes im Verhältnis zu der durchströmenden Fliissigkeitsmenge hat man nämlich ein bequemes Mittel an der Hand, die Strömungsgeschwindigkeit im Aufschlissturm zu regulieren oder der Teilehenfeinheit des Aufschliessmaterials anzupassen. Bei einem Gestein von grösserer Feinheit
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gearbeitet werden.
Es ist weiters auch möglich, Türme zu benutzen, die nicht durchwegs den gleichen freien Querschnitt haben. Man kann also beispielsweise einen Turm verwenden, der in seinem mittleren Teil einen grösseren freien Querschnitt hat als unten und oben einen noch grösseren Querschnitt, also einen Turm mit der Innengestaltung eines Triehters. Im untersten Teil des Turmes herrscht dann die höchste Strömmungsgeschwindigkeit, in dem obersten Teil die kleinste. Eine derartige Ausgestaltung des Turmes mit verschiedenen freien Querschnitten bietet auch die Möglichkeit, grössere oder kleinere Teile des aufzusehliessenden tonerdehaltigen Gesteins während der Aufschliessbehandlung in der Lösung schwebend zu erhalten. Auch die gröberen Teilchen können auf diese Weise in Bewegung gebracht werden, obwohl es in der Regel genügt, nur den Schlamm in Bewegung zu setzen.
Der Turm bzw. die Türme können zweckmässig aus konischen und zylindrischen Teilen zusammengesetzt werden.
Das Aufschliessverfahren kann unter Umständen dadurch verbessert werden, dass man durch Einpumpen eines Teiles der oben aus dem Turm herausgeführten Lösung, eventuell nach Abtrennung des darin befindlichen Schlammes, in den unteren Teil des Turmes die Strömungsgeschwindigkeit der Lösung im Turm verstärkt bzw. regelt. Dieses Zurückpumpen bzw. Zirkulierenlassen ist aber auch in der Weise möglich, dass an einer beliebigen Stelle unterhalb des oberen Ausflusses Flüssigkeit entnommen und weiter unten wieder in den Turm hineingedrückt wird. Durch Entnahme eines Teiles der Flüssigkeit an einem mittleren Punkt des Turmes wird die Strömungsgeschwindigkeit in dem darüberliegenden Teil vermindert.
Vorteilhaft ist es, der Aufschliesslösung im Turm, z. B. durch tangentiales Einführen, eine kreisende Bewegung zu geben. Diese kreisende Bewegung kann auch durch ein zweckmässig ange- ordnetes Rührwerk herbeigeführt bzw. verstärkt werden. In Verbindung mit dieser kreisenden Bewegung der Lösung ist es zweckmässig, sie durch ein zentral angeordnetes Rohr od. dgl. oben abfliessen zu lassen. Diese kreisende Bewegung hat#den Zweck, das Abführen solcher Teilchen zu verzögern, die noch nicht genügend aufgeschlossen sind. Die gröberen Partien des Schlammes werden nämlich von dem oberen zentralen Teil des Turmes nach den Wänden weggeführt.
Zu dem gleichen Zweck, um nämlich die Abführung von noch nicht weitghend aufgeschlossenem Material zu verzögern, kann man auch den Auslauf mit Schaufeln oder einem ähnlichen, kreisenden
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn man in der ersten Zeit nach der Einfüllung des tonerdehaltigen Gesteins den Schlammabfluss aus dem Turm verzögert oder aber sogar ein Herausbefördern von Schlamm während einer gewissen Zeit überhaupt verhindert.
Weiter hat sich als vorteilhaft erwiesen, hinter dem bzw. den Türmen noch einen oder mehrere gesonderte Behälter anzuordnen, in denen dem nicht völlig aufgeschlossenen Schlamm Gelegenheit gegeben wird, noch weiter mit der Aufschliesslösung zu reagieren. Auch diese Behälter können als Türme ausgebildet, sein und in ähnlicher Weise, wie vorstehend beschrieben, betrieben werden. Sie werden vorzugsweise mit einer Anordnung zur Regelung des oben abfliessenden Schlammes versehen. Bei Anordnung solcher Türme kann eine Regelung des Abflusses in den eigentlichen Aufschliesstürmen unter Umständen entbehrt werden.
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verfahren gesammelt wird und der keine Neigung zu weiterer Zersetzung zeigt, wird vorteilhaft in Zeitabständen herausgenommen und kann dabei auch getrennt von feinkörnigem Schlamm aufbewahrt werden.
Nicht ganz vollständig aufgeschlossener Schlamm kann auch zusammen mit einem Teil der Lösung in Zeitabständen in einen gesonderten Behälter oder Autoklaven zwecks Nachbehandlung eingefüllt werden.
Die Temperatur der Alkalilösung wird während des Aufschliessens vorzugsweise auf wenigstens 160-180 C gehalten und der Druck im Turm vorteilhaft höher als der entsprechende Dampfdruck der Lösung eingestellt. Die Aufschliesslösung kann in einem Vorwärmer vor der Einleitung in die Aufschliesstürme erhitzt werden. Diese können mit Einrichtungen zur Aufrechterhaltung der gewünschten Temperatur versehen sein. Um eine Verdünnung der Lösung zu verhindern, ist indirektes Erhitzen, beispielsweise durch Dampf, zweckmässig.
Wenn die Türme besondere Zirkulationseinriehtungen für die Lösung besitzen, kann die zirku- lierende Lösung auch durch eine ausserhalb des Turmes befindliche Wärmeaustauschvorrichtung geleitet oder gepumpt werden.
Als Alkalilösung wird vorzugsweise Alkalialuminatlösung verwendet, wie sie nach dem Ausfällen des Aluminiumoxydhydrates durch Ausrühren erhalten wird. Diese Lösung kann direkt zum Aufsehliessen in der beschriebenen Weise benutzt werden ; besser ist es jedoch, sie zunächst einer Konzentrierung zu unterwerfen. Gewöhnlich gibt eine Konzentrierung auf etwa 300 Bé einen sehr befriedigenden Erfolg. Es ist aber auch möglich, mit Lösungen hoher Konzentration zu arbeiten, wie sie bisher beim Aufschlämmen des Bauxits nach dem Bayer-Verfahren verwendet worden sind.
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fugieren unterworfen, um dadurch vom Schlamm befreit zu werden. Das Filtrieren kann dadurch erleichtert werden, dass die Lösung zunächst verdünnt wird.
Vorteilhaft ist es, die schlammhaltige Lösung, vorzugsweise in noch heissem Zustande und während sie unter Überdruck steht, einem Verdiekungsverfahren zu unterwerfen, um sie in einen schlammfreien oder sehlammarmen Teil und ein schlammreiehes Produkt zu teilen, worauf die schlammreichere Flüssigkeit, gegebenenfalls auch die schlammarme, je für sich, filtriert wird. Das kann mit Zentrifugen bzw. auf ähnliche Weise erzielt werden, wie dies oben in Verbindung mit der Abführung von Lösungen aus den Aufschliesstürmen beschrieben worden ist. Auch kann man eine Eindiekung durch Dorreindicker oder durch teilweise Filtrierung unter Benutzung an sich bekannter Einrichtungen herbeiführen.
In den Lösungen aufgespeielherte Wärme kann mit Vorteil in Wärmeaustausehvorriehtungen
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PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Aufschliessen von tonerdehaltigen Materialien, insbesondere Bauxit, unter Druck mittels heisser Alkalilösung, dadurch gekennzeichnet, dass die Alkalilösung in einem oder mehreren Behältern oder Türmen von unten nach oben durch eine Korngut enthaltende, tonerdehaltige Masse kontinuierlich oder zeitweise mit so geregelter Geschwindigkeit geleitet wird, dass wenigstens feinster Schlamm mit Hilfe der Lösung nach oben weg von den gröberen Körnern der Masse geführt wird.