BR112014006775B1 - Método para controlar as emissões de soluções alcalinas aquosas de circuitos bayer - Google Patents

Abstract

resumo patente de invenção: "método para controlar as emissões". a presente invenção refere-se a um método para controlar as emissões de mercúrio a partir de soluções alcalinas aquosas do circuito da bayer, o método que compreende as etapas de: introduzir uma fonte de íons de cobre a uma solução alcalina aquosa que contém os íons de sulfureto; precipitar uma espécie de cobre; e precipitar uma espécie de mercúrio; facilitando assim a remoção de mercúrio a partir da solução alcalina aquosa.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "MÉTODO PARA CONTROLAR AS EMISSÕES DE SOLUÇÕES ALCALINAS AQUOSAS DE CIRCUITOS BAYER".

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção se refere a um método para o controle de emissões de mercúrio de correntes de processo de líquido cáustico e correntes de condensado. O método da presente invenção tem aplicação particular em processo Bayer de refinação de alumina. ANTECEDENTES DA TÉCNICA

[002] As refinarias de alumina podem emitir o mercúrio para a atmosfera a partir dos processos da unidade de digestão e de evaporação. O mercúrio também pode ser emitido para o ar a partir das pilhas de calcinação e das pilhas de combustão de oxalato. Tais emissões resultam no mercúrio incorporado na matéria-prima para a fornalha de calcinadores ou de oxalato. Um diagrama esquemático que indica as principais entradas e saídas de mercúrio para uma refinaria de alumina é mostrado na figura 1.

[003] O tratamento das emissões de mercúrio das pilhas, particularmente das pilhas de calcinação, é indesejável devido aos altos volumes de gás emitidos e à baixa concentração de mercúrio nesses fluxos de gás.

[004] Há uma necessidade de proporcionar um método para controlar as emissões de mercúrio que é uma alternativa útil àquelas já conhecidas na indústria.

[005] A discussão anterior dos antecedentes da invenção destina-se a facilitar o entendimento da presente invenção. No entanto, deve-se observar que a discussão não é um reconhecimento ou uma admissão de que qualquer do material referido fazia parte do conhecimento geral comum na Austrália como na data de prioridade do pedido.

[006] Ao longo do relatório descritivo, a menos que o contexto exija de outra forma, o termo "alumina" será entendido abranger a alumina totalmente desidratada, a alumina totalmente hidratada, a alumina parcialmente hidratada ou uma mistura dessas formas. Além disso, o termo "hidróxido de alumínio" será entendido abranger a alumina totalmente hidratada, a alumina parcialmente hidratada ou uma mistura dessas formas.

[007] Além disso, ao longo do relatório descritivo, a menos que o contexto exija de outra forma, a palavra "compreendem" ou as variações como "compreende" ou "que compreende", serão entendidas como implicando a inclusão de um número inteiro indicado ou grupo de números inteiros, mas não a exclusão de qualquer outro número inteiro ou grupo de números inteiros.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[008] De acordo com a presente invenção, apresenta-se um método para controlar as emissões de mercúrio a partir de soluções alcalinas aquosas do circuito do processo Bayer, o método que compreende as etapas de: [009] introduzir uma fonte de íons de cobre a uma solução alcalina aquosa que contém os íons de sulfeto;

[0010] precipitar uma espécie de cobre; e [0011] precipitar uma espécie de mercúrio;

[0012] facilitando assim a remoção de mercúrio a partir da solução alcalina aquosa.

[0013] As espécies de cobre precipitadas podem ser qualquer tipo de composto que contém cobre. Observa-se que a forma das espécies de cobre precipitadas será influenciada pelos componentes na solução alcalina aquosa. Em uma modalidade, as espécies de cobre precipitadas são fornecidas como um ou mais dos metais de cobre, sulfeto de cobre ou sulfeto cúprico. Em alternativa ou adicionalmente, a espécie de cobre precipitada é fornecido como um polissulfeto de cobre. Observa-se que a forma final ou as formas das espécies de cobre irão depender de uma série de condições, que inclui a concentração de íons de cobre e sulfeto de íons na solução alcalina aquosa, bem como a presença de agentes redutores.

[0014] As espécies de mercúrio precipitadas podem ser qualquer tipo de composto que contém mercúrio. Observa-se que a forma das espécies de mercúrio precipitadas será influenciada pelos componentes na solução alcalina aquosa. Em uma modalidade, as espécies de mercúrio precipitadas podem ser fornecidas como um ou mais dos metais de mercúrio, sulfeto de mercúrio, ou sulfeto de mercúrio. Em alternativa ou adicionalmente, as espécies de mercúrio precipitadas podem ser fornecidas como um polissulfeto de mercúrio. Observa-se que a forma final ou as formas das espécies de mercúrio irão depender de uma série de condições, que inclui a concentração de íons de mercúrio e de íons de sulfeto na solução alcalina aquosa, bem como a presença de agentes redutores.

[0015] Em uma modalidade, as espécies de cobre e as espécies de mercúrio podem ambas ser um sulfeto de cobre e mercúrio misturado, por exemplo, CuxHgySz, em que x está entre 0 e 2, y é entre 0 e 2 e z está entre 0 e 7. Observa-se que o sulfeto de cobre e mercúrio misturado pode conter íons adicionais.

[0016] É preferível que a solução alcalina aquosa, antes da introdução da fonte de íons de cobre, compreenda os íons de sulfeto livres. Sem ser limitado pela teoria, acredita-se que se a concentração de sulfeto for alta o suficiente, o mercúrio estará presente como o ânion complexo de tiomercurato solúvel HgSx2", em que x é mais comumente 2, mas pode ser 5 ou mais (Equação 1). Observa-se que uma vez que a Equação 1 representa um equilíbrio, uma parte do mercúrio pode permanecer em solução como Hg2+ (aq). Apesar disso, em alta alcali- nidade e com sulfeto livre presente em excesso molar, acredita-se que milhões de vezes mais mercúrio podem ser mantidos em solução como o complexo de tiomercurato, do que está normalmente presente em soluções Bayer.

[0017] A adição de cobre subsequente é acreditada para resultar inicialmente na precipitação das espécies de cobre à medida que os íons de cobre reagem com os íons de sulfeto livres (equações 2a e 2b). A remoção do sulfeto livre desestabiliza o íon de tiomercurato solúvel e também qualquer íon de tiocuprato transiente que pode formar, resultando na precipitação de sulfeto de cobre adicional, bem como sulfeto de mercúrio (equações 3a e 3b).

[0023] Observa-se que as equações 1, 2a e 3a acima são apresentadas em uma forma simplificada na hipótese de que todas as espécies (sulfeto, mercúrio e cobre) estejam presentes cornos íons biva-lentes. O requerente acredita que essas espécies podem, pelo menos em parte, estar presente em outros estados iônicos, tais como os íons monovalentes.

[0024] A presente invenção permite que o usuário dissolva o mercúrio presente na solução e controle onde, no circuito do processo Bayer, o ânion de tiomercurato se dissocia e o mercúrio libertado como as espécies de mercúrio insolúveis, tais como Hg, Hg2S e HgS.

[0025] Com vantagem, o método da presente invenção confere a capacidade de recuperar o mercúrio a partir de uma solução alcalina aquosa e, assim, reduzir as emissões de mercúrio a partir de uma refinaria de alumina. Por exemplo, o método da presente invenção pode ser utilizado para reduzir as emissões de mercúrio a partir de pilhas de calcinação, reduzindo a quantidade de mercúrio na solução alcalina aquosa e, assim, reduzindo a quantidade de mercúrio precipitado com hidróxido de alumínio.

[0026] Em uma modalidade, a solução alcalina aquosa contém sulfeto suficiente para solubilizar o mercúrio como o complexo de tiomercurato. Em alternativa, pode ser necessário adicionar uma fonte de íons de sulfeto à solução para solubilizar o mercúrio.

[0027] A digestão de alcalina de alta temperatura de minerais de sulfeto produz espécies de íons de sulfeto. Observa-se que a quantidade que é produzida e o quanto sobrevive depende das quantidades relativas das espécies que produzem o sulfeto e das espécies oxidan-tes na bauxita e da temperatura de digestão.

[0028] O método da invenção pode compreender ainda a etapa de: [0029] adicionar uma fonte de íons de sulfeto à solução alcalina aquosa.

[0030] De preferência, a etapa de adição de uma fonte de íons de sulfeto à solução alcalina aquosa compreende ainda a etapa de: adicionar íons de sulfeto suficientes de tal modo que a solução alcalina aquosa contenha sulfeto livre.

[0031] Sem ser limitado pela teoria, acredita-se que a quantidade de sulfeto em relação à concentração desejada de mercúrio necessária depende, pelo menos em parte, da temperatura. Em temperaturas mais elevadas, maiores quantidades de sulfeto são necessárias para suprimir a pressão de vapor de mercúrio e impedir a saída de mercúrio na forma de vapor. A pressão de vapor de mercúrio é conhecida por aumentar mais do que exponencialmente com a temperatura.

[0032] Acredita-se que abaixo de 100 °C, uma razão molar de sul-feto/mercúrio (moles de sulfeto por moles de mercúrio) de cerca de 4 é requerida. Acredita-se que entre 100 °C e 150 °C, uma razão molar de sulfeto/mercúrio de cerca de 8 é requerida. Por fim, acredita-se, acima de 150 °C, uma razão molar de sulfeto/mercúrio de mais do que 8 é requerida. Os dados mostram que 500 ppb de mercúrio podem ser mantidos em solução de 10 ppm de sulfeto ao vaporizar um líquido a partir de 250 °C a 100 °C, o que representa uma razão molar de cerca de 125:1.

[0033] Embora seja vantajoso ter um excesso de íons de sulfeto, observa-se que quanto maior a quantidade de sulfeto livre presente, maior a quantidade de cobre que pode ser adicionada à solução para provocar a precipitação das espécies de mercúrio.

[0034] O método da invenção pode compreender ainda a etapa de: [0035] adicionar um suporte sólido ou coagulante à solução alcalina aquosa.

[0036] O método da invenção pode compreender ainda a etapa de: [0037] introduzir uma fonte de íons de cobre à solução alcalina aquosa em combinação com um suporte sólido ou coagulante.

[0038] O suporte sólido ou coagulante pode ser fornecido na forma de lama vermelha, hidróxido de ferro ou como parte de um filtro, por exemplo, um filtro de areia. O suporte sólido ou coagulante pode favorecer a precipitação de espécies de mercúrio e oclusão subsequente de espécies de mercúrio com o suporte sólido ou coagulante.

[0039] Sem ser limitado pela teoria, acredita-se que o suporte sólido ou coagulante pode revestir as espécies de cobre e mercúrio precipitadas, e auxiliar na aglomeração das partículas, assim como a aderência delas no resíduo de lama vermelha. Acredita-se que o hidróxido de ferro pode ser particularmente vantajoso a este respeito. Acredita-se ainda que o revestimento das espécies de cobre e de mercúrio pre- cipitadas em hidróxido de ferro pode reduzir a capacidade de lixiviação do cobre e/ou do mercúrio ao longo do tempo.

[0040] Uma maneira conveniente de introduzir o hidróxido de ferro ao sistema é mediante a adição de uma solução de cloreto de ferro (III).

[0041] O método da invenção pode compreender a etapa adicional de: [0042] medir a concentração de íons de cobre na solução aquosa. [0043] A concentração de íons de cobre na solução alcalina aquosa pode ser medida por meios diretos ou indiretos. Em uma modalidade, a concentração de cobre é monitorada de maneira indireta por referência para a potencial redução da solução.

[0044] A concentração de íons de cobre na solução alcalina aquosa pode ser monitorada ao longo do circuito do processo Bayer e os íons de cobre adicionais adicionados à solução aquosa conforme necessário para precipitar as espécies de cobre e/ou as espécies de mercúrio ou para precipitar outras espécies de cobre e/ou espécies de mercúrio.

[0045] A etapa de: [0046] introduzir uma fonte de íons de cobre a uma solução alcalina aquosa que contem os íons de sulfeto;

[0047] pode ser repetida.

[0048] A fonte de íons de cobre pode ser introduzida à solução alcalina aquosa em mais de um local.

[0049] O método da invenção pode compreender a etapa adicional de: [0050] medir a concentração de íons de sulfeto em solução aquosa.

[0051] A concentração de íons de sulfeto na solução pode ser monitorada ao longo do circuito do processo Bayer e os íons de sulfeto adicionais adicionados à solução aquosa como necessário para manter um nível adequado de sulfeto.

[0052] Onde o método da invenção compreende a etapa de: [0053] adicionar uma fonte de íons de sulfeto à solução alcalina aquosa, a etapa de: [0054] adicionar uma fonte de íons de sulfeto à solução alcalina aquosa, pode ser repetida.

[0055] A fonte de íons de sulfeto pode ser introduzida à solução alcalina aquosa em mais de um local. A fonte de íons de cobre e a fonte de íons de sulfeto podem ser adicionadas à solução alcalina aquosa em diferentes locais do circuito do processo Bayer ou no mesmo local uns aos outros.

[0056] A fonte de íons de cobre e a fonte de íons de sulfeto podem ser adicionadas à solução alcalina aquosa em momentos diferentes umas às outras ou em simultâneo.

[0057] As etapas de: [0058] precipitar as espécies de cobre; e [0059] precipitar as espécies de mercúrio;

[0060] podem ocorrer em diferentes locais do circuito do processo Bayer ou no mesmo local uns aos outros.

[0061] Sem ser limitado pela teoria, acredita-se que é possível controlar as taxas de precipitação das espécies de cobre e das espécies de mercúrio de modo a que elas precipitam em diferentes locais do circuito do processo Bayer.

[0062] Observa-se que onde a invenção inclui a etapa de adicionar uma fonte de íons de sulfeto à solução alcalina aquosa, os íons de sulfeto podem ter origem a partir de qualquer fonte que fornece os íons de sulfeto em soluções alcalinas.

[0063] Em uma modalidade, os íons de sulfeto são fornecidos na forma de polissulfeto de sódio. O polissulfeto de sódio é, de preferên- cia, adicionado como uma solução aquosa de uma concentração de entre cerca de 10 a 90% em peso. Com mais preferência, o polissulfe-to de sódio é adicionado como uma solução aquosa de uma concentração de entre cerca de 20 a 60% em peso. Em uma modalidade específica da presente invenção, o polissulfeto de sódio é adicionado como uma solução aquosa de uma concentração de cerca de 40% em peso.

[0064] Em uma modalidade alternativa da invenção, os íons de sulfeto são fornecidos sob a forma de qualquer sal solúvel de sulfeto em condições cáusticas que incluem o sulfeto de sódio ou sulfeto de hidrogênio e sódio. Em outra modalidade, o sulfeto é fornecido sob a forma de um composto organossulfeto.

[0065] De preferência, o método compreende a etapa adicional de: [0066] manter a concentração de sulfeto suficiente na solução alcalina de modo a que haja sulfeto livre na solução alcalina aquosa. [0067] A concentração de sulfeto livre na solução aquosa alcalina pode ser medida por quaisquer meios conhecidos na técnica, que inclui o potencial de óxido redução da solução. Por exemplo, o requerente revelou que o potencial de óxido redução da solução alcalina aquosa pode ser uma forma conveniente de monitorar a concentração de sulfeto. De preferência, o sulfeto livre está presente em quantidades suficientes para manter um potencial de óxido redução da solução alcalina inferior a menos de 600 mV medidos por eletrodo de Ag em relação ao eletrodo de Ag/AgCI (isto é, abaixo de 380 mV). Entende-se que as concentrações mais elevadas de sulfeto livre resultam em potenciais de redução mais negativos.

[0068] Um potencial de óxido redução de uma solução recentemente arejada inferior a menos de 600 mV medido pelo eletrodo de Ag em relação ao eletrodo de Ag/AgCI é acreditado para indicar a presença de vestígios de sulfeto livre. O sulfeto pode ser quantificado através da titulação de uma alíquota apropriada que contém 5 pg a 400 pg de íon de sulfeto a um ponto final de menos de 540 mV medido por Eletrodo de Ag em relação ao eletrodo de Ag/AgCI com o uso de íon de Ag+ de 0,003. O sulfeto tem uma meia vida de algumas horas no líquido Bayer frio aerado, na ausência de íons de ferro. Os compostos re-dutores interferentes, tais como íons de ferro e matéria orgânica são de ar excepcionalmente sensível. O tampão comercialmente disponível de SAOB (base de EDTA) ou ácido ascórbico, também pode ser usado, mas o cuidado é necessário para que substâncias de interferência não sejam também conservadas. Consequentemente, as amostras devem ser consideradas com o mínimo de exposição ao ar possível para preservar o sulfeto, mas a amostra deve, então, ser exposta ao ar imediatamente antes de titulação para evitar que o íon ferroso e outros compostos redutores, como aldeídos, interfiram na titulação com íons de prata.

[0069] Sem ser limitado pela teoria, acredita-se que a quantidade de sulfeto requerida dependa, pelo menos, da quantidade de mercúrio que é necessária para ser estabilizado e da temperatura do processo nesse ponto.

[0070] De preferência, o método compreende, mais especificamente, a etapa de: [0071] manter a concentração de sulfeto livre na solução alcalina para manter um potencial de óxido redução na solução alcalina antes de a etapa de precipitação de espécies de mercúrio de menos de -540 mV.

[0072] De preferência, o método compreende, mais especificamente, a etapa de: [0073] manter a concentração de sulfeto livre na solução alcalina para manter um potencial de óxido redução em solução alcalina antes da etapa de precipitar as espécies de mercúrio de menos de -600 mV.

[0074] Sem ser limitado pela teoria, acredita-se que um potencial de óxido redução inferior a - 600 mV após o arejamento vigoroso, medido pelo eletrodo de Ag em relação ao eletrodo de Ag/AgCI deve ser suficiente no final da etapa de precipitação do circuito do processo Bayer para impedir a precipitação de Hg no hidróxido de alumínio. No entanto, acredita-se que um excesso molar de oito vezes de sulfeto (mV inferior) será necessário em baixa digestão de temperatura e níveis ainda mais elevados podem ser necessários na digestão de temperatura elevada para suprimir a pressão de vapor de mercúrio e para impedir que o mercúrio saia como vapor (ou, inversamente, os níveis menores de Hg permanecerão em solução para uma determinada quantidade de sulfeto à medida que a temperatura é elevada).

[0075] A solução aquosa alcalina pode ser fornecida sob a forma de qualquer corrente de processo a partir do circuito do processo Bayer com o pH de 7 ou mais, que inclui a líquido do processo Bayer, diluir as correntes do processo alcalino encontradas em refinarias Bayer, tais como correntes de água de lavagem de resíduos e condensado. Espera-se que a maioria das correntes de processo do circuito do processo Bayer deveria ter um pH de cerca de 11 ou superior.

[0076] Além de reduzir a precipitação do mercúrio com alumina e as emissões de mercúrio subsequentes devido à calcinação, o método da presente invenção pode ser utilizado para reduzir as emissões de mercúrio a partir de pilhas de fornalha de oxalato através da redução da quantidade de mercúrio transferida para a fornalha de oxalato. [0077] Em uma modalidade onde o processo Bayer inclui as etapas de: [0078] a digestão da bauxita com a solução alcalina;

[0079] separar o sólido do líquido para se obter um resíduo e um líquido verde;

[0080] precipitar o hidróxido de alumínio a partir do líquido verde para fornecer o hidróxido de alumínio e o líquido usado; e [0081] calcinar o hidróxido de alumínio para proporcionar a alumina;

[0082] os íons de sulfeto são adicionados à solução alcalina antes ou durante a etapa de digestão da bauxita. Observa-se que à medida que o líquido utilizado, a partir do qual o hidróxido de alumínio é precipitado, é reciclado para digerir ainda a bauxita, o termo "antes da digestão", nesse contexto, significa em qualquer ponto do processo Bayer, após a precipitação de hidróxido de alumínio. Será compreendido que o líquido usado pode ser submetido ao tratamento antes de ser reciclado para a digestão. Tais etapas de tratamento podem incluir a purificação (por exemplo, a remoção de ânion de oxalato) e a concentração por evaporação.

[0083] Em uma outra modalidade, os íons de sulfeto são adicionados ao líquido usado diretamente antes da digestão. No presente contexto, o termo "diretamente", significa depois que o líquido usado foi tratado e antes do líquido usado ser adicionado a um digestor.

[0084] Em uma outra modalidade, os íons de sulfeto são adicionados à solução alcalina em simultâneo com a etapa de digestão da bauxita.

[0085] De preferência, o método compreende a etapa adicional de: [0086] manter a concentração de sulfeto suficiente na solução alcalina durante a etapa de digestão de bauxita de tal modo que existe sulfeto livre na solução alcalina aquosa após a etapa de digestão de bauxita.

[0087] De preferência, o método compreende, mais especificamente, a etapa de: [0088] manter a concentração de sulfeto livre na solução alcalina durante a etapa de digestão de bauxita para manter um potencial de óxido redução da solução alcalina de menos de -540 mV.

[0089] De preferência, o método compreende, mais especificamente, a etapa de: [0090] manter a concentração de sulfeto livre na solução alcalina durante a etapa de digestão de bauxita para manter um potencial de óxido redução da solução alcalina de menos de -600 mV.

[0091] Observa-se que o potencial de óxido redução desejado pode ser diferente para diferentes soluções alcalinas.

[0092] Observa-se que a quantidade de sulfeto adicionado à solução alcalina será influenciada pela quantidade de sulfeto livre já presente na solução alcalina.

[0093] Quando os íons de sulfeto são adicionados à solução alcalina antes ou em simultâneo com a etapa de digestão da bauxita, a etapa de: [0094] introduzir uma fonte de íons de cobre para a solução alcalina aquosa, pode ocorrer antes ou em simultâneo com a etapa de digestão da bauxita e depois ou simultaneamente com a etapa de introdução de uma fonte de íons de sulfeto para a solução alcalina aquosa. [0095] Quando os íons de sulfeto são adicionados à solução alcalina antes ou em simultâneo com a etapa de digestão da bauxita, a etapa de: [0096] introduzir uma fonte de íons de cobre na solução alcalina aquosa, pode ocorrer após a etapa de digestão de bauxita e antes ou em simultâneo com a etapa de separação de líquido do sólido.

[0097] As ditas formas de separação de líquido do sólido podem incluir a separação de areia, espessamento de lama, lavagem de lama e filtração de segurança.

[0098] Onde a etapa de introdução de uma fonte de íons de cobre para a solução alcalina aquosa ocorre antes ou simultaneamente com a etapa de separação de sólido do líquido, a solução alcalina compreende vantajosamente de sólidos da lama vermelha. Os sólidos de Ia- ma vermelha podem ajudar na precipitação e na captura de espécies de cobre e/ou espécies de mercúrio e/ou espécies mistas de cobre e mercúrio, devido à grande área de superfície de lama vermelha (principalmente óxidos de ferro hidratados e outros hidróxidos metálicos). [0099] O método pode ainda compreender a etapa de transferir pelo menos uma parte das espécies de mercúrio precipitados para uma área de resíduos de refinaria.

[00100] O método da presente invenção pode ser utilizado para reduzir as emissões de mercúrio a partir dos processos de unidade de digestão e evaporação mediante a solubilização do mercúrio presente nas emissões de gases que podem ser condensados e que não podem ser condensados desses processos de unidade com uma solução aquosa alcalina que contém sulfeto e, em seguida, remover o mercúrio por adição de cobre.

[00101] Os fluxos de condensado no circuito do processo Bayer que podem ser tratados com o uso do método da invenção incluem os fluxos de condensado formados na evaporação de líquido usado e na digestão da bauxita. A concentração do líquido usado pela evaporação e pela digestão da bauxita pode fornecer os fluxos de vapor que não podem ser condensados e os fluxos de vapor que podem ser condensados. Ambas os fluxos podem conter mercúrio.

[00102] O método da invenção pode compreender ainda a etapa de: [00103] ficar em contato com uma solução aquosa alcalina que contém o sulfeto com gases que não podem ser condensados a partir do processo Bayer.

[00104] A solução aquosa alcalina que contém o sulfeto pode ser uma solução adequada para o uso como água de vedação de uma bomba de vácuo utilizada para remover os gases que não podem ser condensados do processo Bayer, tais como água de lavagem dos re- síduos.

[00105] O método da invenção pode compreender ainda a etapa de: [00106] ficar em contato com uma solução aquosa alcalina que contém o sulfeto com vapor condensado a partir do processo Bayer. [00107] Onde o método compreende a etapa de: [00108] ficar em contato com uma solução alcalina aquosa que contém os íons de sulfeto com os gases que não podem ser condensados do processo Bayer;

[00109] o método compreende, de preferência, a etapa adicional de: [00110] introduzir uma fonte de íons de cobre para a solução alcalina aquosa que contém os íons de sulfeto depois de ficar em contato com a solução alcalina aquosa que contém os íons de sulfeto com os gases que não podem ser condensados.

[00111] De preferência, a etapa de: [00112] Introduzir uma fonte de íons de cobre à solução alcalina aquosa que contém os íons de sulfeto depois de ficar em contato com a solução alcalina aquosa que contém os íons de sulfeto com os gases que não podem ser condensados;

[00113] é realizada em conjunto com a adição de um coagulante ou sólido para auxiliar na deposição de mercúrio e também para o revestimento das partículas de sulfeto com hidróxido de ferro, a fim de reduzir a capacidade de lixiviação subsequente do cobre e/ou mercúrio, onde o sólido ou o coagulante pode ser adicionado ou em simultâneo com ou subsequente à adição de íons de cobre.

[00114] O método da invenção pode compreender ainda a etapa de: [00115] ficar em contato com uma solução aquosa alcalina que contém o sulfeto com os gases que podem ser condensados a partir do processo Bayer.

[00116] O método da invenção pode compreender ainda a etapa de: [00117] ficar em contato com uma solução aquosa alcalina que con- tém o sulfeto com vapor condensado a partir do processo Bayer. [00118] Onde o método compreende a etapa de: [00119] ficar em contato com uma solução alcalina aquosa que contém os íons de sulfeto com os gases que podem ser condensados do processo Bayer;

[00120] o método compreende, de preferência, a etapa adicional de: [00121] introduzir uma fonte de íons de cobre à solução alcalina aquosa que contém os íons de sulfeto após ficar em contato com a solução alcalina aquosa que contém os íons de sulfeto com os gases que podem ser condensados.

[00122] De preferência, a etapa de: [00123] Introduzir uma fonte de íons de cobre à solução alcalina aquosa que contém os íons de sulfeto depois de ficar em contato com a solução alcalina aquosa que contém os íons de sulfeto com os gases que podem ser condensados, [00124] é realizada em conjunto com a adição de um coagulante ou sólido para auxiliar na deposição de mercúrio e também para o revestimento das partículas de sulfeto com hidróxido de ferro, a fim de reduzir a lixiviação subsequente do cobre e/ou mercúrio, onde o sólido ou o coagulante podem ser adicionados ou em simultâneo com ou subsequentemente à adição de íons de cobre.

[00125] Onde o método compreende a etapa de adição de um coagulante ou sólido para auxiliar na deposição de mercúrio, onde o sólido ou o coagulante podem ser adicionados ou em simultâneo com ou subsequente à adição de íons de cobre pode ainda compreender a etapa de: [00126] Adicionar o hidróxido de ferro sólido à solução alcalina. [00127] Onde o método compreende a etapa de adicionar o hidróxido de ferro sólido à solução alcalina, o método pode ainda compreender a etapa de: [00128] formar o hidróxido de ferro sólido in situ através da adição de íons de ferro à solução alcalina.

[00129] A presente invenção confere a vantagem de reduzir as emissões de vapores de mercúrio que não podem ser condensados emitidos a partir das unidades de processamento de digestão ou de evaporação, sem a necessidade de tratar a vapor.

[00130] De acordo com a presente invenção, apresenta-se a alumina produzida por qualquer um dos processos do processo Bayer aqui descritos.

[00131] De acordo com a presente invenção, apresenta-se um aparelho para a produção de alumina por qualquer um dos processos Bayer aqui descritos.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[00132] A presente invenção será agora descrita por meio apenas de exemplo, com referência às quatro modalidades da mesma, e os desenhos anexos, nos quais: [00133] a figura 1 é um fluxograma esquemático do circuito do processo Bayer, que mostra as principais entradas e saídas de mercúrio; [00134] a figura 2 é uma folha de fluxo esquemático, que mostra como um método de acordo com uma primeira modalidade da presente invenção pode ser utilizado em um circuito do processo Bayer; [00135] a figura 3 é uma folha de fluxo esquemático, que mostra como um método de acordo com uma segunda modalidade da presente invenção pode ser utilizado em um circuito do processo Bayer; [00136] a figura 4 é uma folha de fluxo esquemático, que mostra como um método de acordo com uma terceira modalidade da presente invenção pode ser utilizado em um circuito do processo Bayer; e [00137] a figura 5 é um gráfico de adição de cobre contra o potencial de óxido redução.

MODO(S) PARA A REALIZAÇÃO DA INVENÇÃO

[00138] Os versados na técnica observarão que a invenção aqui descrita é susceptível às variações e modificações além daquelas especificamente descritas. Deve-se entender que a invenção inclui todas essas variações e modificações. A invenção também inclui todas as etapas, características, composições e compostos referidos ou indicados no relatório descritivo, de modo individual ou coletivamente, e quaisquer e todas as combinações ou qualquer de uma ou mais etapas ou características.

[00139] A título de exemplo, o método da presente invenção é descrito no contexto do controle das emissões de mercúrio de correntes de processo Bayer de refinação de alumina, embora tal não deva ser considerado como limitando a generalidade da descrição anterior. [00140] A invenção concentra-se na remoção de mercúrio no processo Bayer por controle cuidadoso da adição de sulfeto ou compostos e íons de cobre para facilitar a precipitação do sulfeto de mercúrio, ao mesmo tempo em que minimiza substancialmente os problemas associados ao controle de oxidação do mercúrio na presença de compostos orgânicos. Mediante a manipulação cuidadosa do processo químico Bayer através da quantidade e localização de sulfeto e de íons de cobre, a especiação e, portanto, o destino e o transporte de mercúrio no processo Bayer podem ser previstos de forma mais precisa e controlada.

[00141] A figura 1 mostra um diagrama de fluxo esquemático do circuito de processo Bayer para uma refinaria com o uso de um circuito de digestão única, de acordo com uma primeira modalidade da presente invenção. O processo Bayer compreende as etapas de: [00142] trituração 11 e pré-dessilicação 13 de bauxita 14;

[00143] digestão 12 de bauxita 14 em uma solução cáustica;

[00144] separação de sólido do líquido 16 da mistura até o resíduo 18 e o líquido verde 20;

[00145] filtração 22 do líquido 20;

[00146] precipitação 23 do líquido filtrado 20;

[00147] arrefecimento do líquido 20 para provocar a precipitação de hidróxido de alumínio 24;

[00148] separação do hidróxido de alumínio 24 e o líquido usado 26;

[00149] reciclagem do líquido utilizado 26 para a digestão 12, com parte ou a totalidade do líquido usado 26 que passa pela evaporação 28 ou remoção de oxalato 29; e [00150] calcinação 30 do hidróxido de alumínio 24 em alumina.

[00151] Como mostrado na figura 1, a emissão de mercúrio 32 pode ocorrer em vários locais do circuito.

[00152] De acordo com uma modalidade da invenção, como mostrado na figura 2, o sulfeto 34, como uma solução aquosa que contém o polissulfeto de sódio a uma concentração de cerca de 40%, em peso, o polissulfeto de sódio é adicionado ao líquido Bayer. A adição de sulfeto 34 pode ocorrer em um ou mais pontos do processo, que inclui, por exemplo, antes da digestão 12, para maximizar o tempo de residência e facilitar a solubilização máxima de mercúrio, antes da separação de sólido do líquido 16, como mostrado na figura 2. Em alternativa ou adicionalmente, o sulfeto 34 pode ser adicionado ao líquido usado 26, antes ou depois das etapas de tratamento de remoção de oxalato 29 e evaporação 28.

[00153] A concentração de sulfeto é mantida de tal modo que há sulfeto livre suficiente na solução alcalina aquosa para solubilizar mercúrio nos locais desejados, por exemplo, após a precipitação de hidróxido de alumínio e depois de digestão de bauxita. A quantidade de sulfeto que tem de ser adicionada pode depender de vários fatores que inclui o método de agitação utilizado na precipitação, a propensão para o sulfeto de ser produzido ou consumido na digestão e da fonte de sul- feto usada.

[00154] A adição de sulfeto de 34 faz com que o mercúrio seja solubilizado como um complexo de sulfeto de mercúrio. O cobre é posteriormente adicionado 38 para consumir o excesso de sulfeto livre facilitando a precipitação de espécies de cobre e de espécies de mercúrio. [00155] Observa-se que a dose de sulfeto 34 para o líquido pode ser influenciada, entre outros fatores, pela extensão da exposição ao ar, pelo processo de precipitação e pela temperatura da solução alcalina aquosa no ponto de adição.

[00156] A concentração de cobre e a concentração de sulfeto podem ser monitoradas em vários locais ao longo do circuito e o sulfeto e/ou o cobre adicional, adicionado conforme necessário.

[00157] O sulfeto 34 pode ser adicionado ao líquido usado, após a remoção do precipitado de hidróxido de alumínio. A adição de sulfeto nesse local ajudará a estabilizar todo o mercúrio remanescente no líquido usado e reduzir a precipitação do mercúrio com oxalato. Em muitas refinarias Bayer, o oxalato no líquido utilizado é precipitado e removido a partir do líquido usado. Uma parte do oxalato é retida para ser utilizada como semente para a precipitação adicional e uma parte do oxalato pode ser destruída em uma fornalha. Se o mercúrio precipitar com o oxalato, ele será liberado para a atmosfera caso o oxalato seja destruído de maneira térmica.

[00158] O sulfeto 34 pode também ser adicionado ao líquido, após a remoção do resíduo e antes da precipitação de hidrato de alumínio. A adição de sulfeto nesse ponto pode ser complexa em qualquer mercúrio que não foi removido pela adição de cobre 38. A complexação de tal mercúrio residual foi demonstrada para inibir a precipitação de mercúrio com hidróxido de alumínio. Se o mercúrio for precipitado com o hidróxido de alumínio, ele será liberado para a atmosfera na calcina-ção 30.

[00159] Em alternativa, os íons de sulfeto 34 podem ser adicionados ao líquido usado, após a remoção de oxalato 29 ou após a evaporação 28 e antes da digestão 12.

[00160] Os locais preferidos para a adição de íons de cobre 38 são depois da digestão 12 e antes da separação de sólido do líquido, ou durante a fase de separação de sólido do líquido. É desejável que as espécies de mercúrio precipitem com lama vermelha e sejam combinadas com a remoção da lama vermelha 18. Em alternativa, ou, adicionalmente, os íons de cobre 38 podem ser introduzidos sob a forma de íons de cobre aplicados a um suporte sólido. Por exemplo, os íons de cobre aplicados aos filtros 22, de tal modo que o cobre e o precipitado de sulfeto de mercúrio à medida que a mistura passa através do filtro.

[00161] Em uma segunda modalidade da invenção, as etapas de remoção de mercúrio podem ser aplicadas ao circuito de vapor de evaporação ou digestão, conforme mostrado na figura 3. Em muitas refinarias Bayer, o líquido usado 26 é concentrado pela evaporação 28, antes de ser reutilizado na digestão 12. Ambos os processos de digestão e de evaporação são realizados bem acima da temperatura e da pressão atmosférica e, assim, fornecem o vapor 40 que compreende os componentes que podem ser condensados 42 e os componentes que não podem ser condensados 44. A presente invenção apresenta o tratamento tanto dos componentes que podem ser condensados 42 quanto dos componentes que não podem ser condensados 44 da corrente de vapor.

[00162] Os componentes que não podem ser condensados 44 que são passados para uma bomba de vapor 46 podem conter mercúrio. É conhecida a utilização de água 48 para vedar tal bomba de vapor 46. A adição de sulfeto 34 para a água de vedação 48 antes de entrar na bomba de vapor 46 pode solubilizar qualquer mercúrio dos componen- tes que não podem ser condensados na água de vedação como o complexo tiomercurato. Ao sair da bomba de vapor 46, os íons de cobre 38 podem ser adicionados à água de vedação usada 50 no tanque de mistura 52 para precipitar as espécies de cobre e as espécies de mercúrio, como mostrado na figura 3. A lama resultante 53 é transmitida para a separação de sólido do líquido 54 em que o mercúrio 32 é removido dos resíduos 56.

[00163] O mercúrio também pode estar presente na forma de vapor condensável 42. A adição de sulfeto 34 para o vapor condensado 42 pode solubilizar qualquer mercúrio presente no fluxo condensado como o complexo de tiomercurato.

[00164] A corrente de condensado 58 pode ser combinada com a água de vedação 50, como mostrado na figura 3, ou pode ser tratada de maneira separada. Se desejado ou necessário, um meio de coagu-lação, por exemplo, pode ser adicionado a uma fonte de íons férricos 39 em uma etapa de coagulação 41. Os íons férricos 39 irão coagular a precipitação das espécies de cobre e de espécies de mercúrio através da formação de hidróxido de ferro (III) para auxiliar na filtração a jusante.

[00165] Observa-se que uma ou mais modalidades da presente invenção podem ser combinadas, como mostrado na figura 4 para fornecer uma terceira modalidade, em que o circuito de tratamento do condensado é refletido como 60.

[00166] De acordo com outra modalidade da invenção, as etapas de remoção de mercúrio podem ser aplicadas a jusante do circuito de vapor de evaporação ou de digestão. Como mostrado na figura 5, um circuito de tratamento separado é usado para tratar uma mistura de água de vedação de vácuo 50 e a corrente de condensado 52 proveniente do condensador de digestão 62 e do condensador de evaporação 64. O sulfeto 34 como uma solução aquosa que contém o polissul- feto de sódio a uma concentração de cerca de 40% em peso, de po-lissulfeto de sódio, é adicionado à mistura de água de vedação a vácuo 50 e a corrente de condensado 58 proveniente do condensador de digestão 62 e do condensador de evaporação 64 e transferido para o tanque de reação 66. A adição de sulfeto 34 pode ocorrer em um ou mais pontos do processo, que inclui, por exemplo, no tanque de reação 66, ou no condensador de digestão 62 e no condensador de evaporação 64, a fim de maximizar o tempo de residência e facilitar a solubilização máxima de mercúrio no tanque de reação 66.

[00167] A concentração de sulfeto ao longo de todo o processo de remoção de mercúrio é mantida de tal modo que há sulfeto livre suficiente na solução alcalina aquosa para solubilizar o mercúrio nos locais desejados, por exemplo, no tanque de reação 66. A quantidade de sulfeto que precisa ser adicionada pode depender das condições do processo, tais como, por exemplo, o método de agitação utilizado na precipitação, a tendência do sulfeto a ser produzido e consumido em digestão ou da fonte de sulfeto utilizada.

[00168] A adição de sulfeto de 34 faz com que o mercúrio a ser solubilizado como um complexo de sulfeto de mercúrio. Sulfato de cobre 38 é adicionado à capacidade de fluxo inferior do tanque de reação 66, que é então subsequentemente passado para um segundo tanque de reação 70 onde o excesso de sulfeto é consumido de modo a facilitar a precipitação das espécies de cobre e de espécies de mercúrio.

[00169] A concentração de cobre e a concentração de sulfeto podem ser monitoradas em vários locais ao longo do circuito e de sulfeto e/ou de cobre suplementar adicionado conforme necessário.

[00170] A capacidade de fluxo inferior do segundo tanque de reação 70 é na forma de uma pasta que contém as espécies de cobre precipitadas e as espécies de mercúrio e é então transferida para um terceiro tanque de reação 72 para facilitar ainda mais a precipitação das espécies de cobre e as espécies de mercúrio. Se necessário, o cobre adicional 38 pode ser adicionado à capacidade de fluxo inferior do segundo tanque de reação 70, a fim de consumir quaisquer espécies de sulfeto livres residuais.

[00171] A capacidade de fluxo inferior do terceiro tanque de reação 72 é então transferida para um tanque de sedimentação 74, onde é misturada com os resíduos sólidos a granel a partir de outras partes do circuito Bayer.

[00172] Observa-se que em certas situações, em que o tanque de sedimentação 74 pode não estar disponível, que um meio de coagulação, por exemplo, uma fonte de íons férricos 76, pode ser adicionado ao segundo tanque de reação 70 a fim de coagular a precipitação de espécies de cobre e espécies de mercúrio através da formação de hidróxido de ferro (III) para auxiliar de filtração a jusante.

[00173] Os exemplos a seguir servem para descrever mais completamente a maneira de usar a invenção acima descrita, bem como para expor os melhores modos contemplados para realizar vários aspectos da invenção. Entende-se que esse exemplo de modo algum serve para limitar o verdadeiro âmbito dessa invenção, mas é apresentado para fins ilustrativos. EXEMPLO 1 [00174] Um ensaio de planta piloto foi realizado com o uso de um aparelho piloto ligado a uma operação de refinação. O sobrefluxo de refinaria de separação de sólido do líquido 16 foi direcionado para o tanque de alimentação de piloto e a taxa de fluxo ajustada para proporcionar um tempo de residência no tanque de alimentação de aproximadamente o mesmo que os tanques de alimentação do filtro refinaria. O tempo de permanência médio era próximo aos 20 minutos. [00175] Nenhum íon de sulfeto adicional foi adicionado, como as medidas confirmaram mercúrio suficiente em solução para testar a efi- cácia de cobre como um agente de remoção e o nível de sulfeto foi suficiente para solubilizar o mercúrio como o complexo de tiomercurato como indicado por um potencial de óxido redução de líquido inferior a -600mV medido pelo eletrodo de Ag em relação ao eletrodo de Ag/AgCI. Uma dose única de íons de cobre (como uma solução de penta-hidratado de sulfato de cobre) foi adicionada ao tanque de alimentação do filtro, a fim de aumentar os níveis de cobre com as esperadas para uma condição de estado estacionário. O cobre adicional foi adicionado como requerido para manter uma dose de cobre alvo para iniciar a proporção de sulfeto. Várias doses de cobre foram utilizadas para determinar a dose ideal necessária.

[00176] As amostras foram consideradas diretamente do tanque de alimentação, depois filtradas e através de um 0,2 pm de filtro de polis-sulfona. O potencial de óxido redução foi determinado imediatamente após a amostragem e aeração com o uso de um eletrodo de mão e subamostras colhidas para as determinações de mercúrio, cobre e sulfeto. Os resultados são fornecidos na tabela 1 abaixo: Tabela 1: medições de Hg [00177] As medições de dose de cobre de zero mostram um potencial de óxido redução devido ao sulfeto suficientemente negativo para solubilizar o mercúrio como o complexo de tiomercurato em níveis re- lativamente elevados. Além do cobre em 0,008 mM por litro produzido, aproximadamente 1:1 de redução em sulfeto sugerindo a formação de CuS. Essa dosagem de cobre não foi suficiente para remover a quantidade suficiente de sulfeto para desestabilizar o complexo de tiomercurato, pois o mercúrio permaneceu na solução. Note-se que o potencial de óxido redução permaneceu bem abaixo de -600mV.

[00178] A adição de cobre em 0,015 mM por litro produziu uma redução nos níveis de sulfeto, mas não no nível 1:1 esperado para a formação de CuS, que foi atribuído à coprecipitação de CuS e CU2S. Essa dose de cobre não foi suficiente para retirar a quantidade necessária de sulfeto para desestabilizar o complexo de tiomercurato, por conseguinte, o mercúrio permaneceu em solução, enquanto que o potencial de óxido redução permaneceu bem abaixo de - 600 mV.

[00179] A adição de cobre em 0,031 mM por litro produziu uma redução correspondente dos níveis de sulfeto abaixo do limite de detecção da medição, enquanto consumiu todo o cobre adicionado. No entanto, o mercúrio permaneceu em solução como o complexo de tiomercurato confirmando que apenas níveis de sulfeto muito baixos foram suficientes para solubilizar o mercúrio sob as condições de teste.

[00180] A adição de cobre em 0,062 e 0,092 mM por litro induziu uma alteração significativa nos níveis de mercúrio na solução de saída, com um aumento correspondente no potencial de óxido redução da solução indicando a remoção de sulfeto livre. Nesse exemplo específico, uma taxa de dose de cobre suficiente para produzir um potencial de óxido redução maior do que cerca de -570 mV resultou na remoção de mercúrio a partir de solução. Por conseguinte, com o estabelecimento do potencial de óxido redução no qual o mercúrio é removido da dose de cobre pode ser facilmente controlada com base no potencial de óxido redução de atingir o nível mínimo necessário adição de cobre.

[00181] O exemplo acima descrito mostra a remoção de mercúrio significativo devido à adição de cobre, em grande parte na ausência de sólidos de lama vermelha ou qualquer outro reagente de precipitação ou coagulação. Espera-se que a presença de tais sólidos aumente a precipitação do mercúrio, tal que os níveis inferiores no mercúrio de saída poderíam ser facilmente alcançados.

[00182] Além disso, embora o teste acima descrito tenha sido realizado com o uso do líquido Bayer com TC de aproximadamente 200 g/L, (NaOH representado como equivalentes de Na2CO3), espera-se que a química de óxido redução demonstrada seria aplicada a outras soluções alcalinas de uma refinaria Bayer. De acordo com o método de remoção de mercúrio a partir de sulfeto que contém as soluções por adição de íons de cobre, visando uma solução de óxido redução específica, seria esperado que as soluções alcalinas fossem diluídas prontamente. EXEMPLO 2 [00183] Uma mistura de água não potável residual da refinaria e condensado a partir do condensador de digestão foi preparada para aproximadamente simular as condições criadas pela água de vedação usada 50 e o vapor de condensado 42, como mostrado na figura 3. O pH da solução de teste era cerca de 12,7 e o potencial de óxido redução da solução recentemente aerado como medido pelo eletrodo de Ag em relação ao eletrodo de Ag/AgCI indicou uma ausência de sulfeto livre em solução.

[00184] O sulfeto foi adicionado à solução de água não potável residual da refinaria e condensado como uma solução aquosa de po-lissulfeto de sódio (Na2S4), uma porção do qual se dissocia em sulfeto livre. A adição de sulfeto resultou em uma diminuição correspondente do potencial de óxido redução, indicando que a adição de sulfeto livre impactou no potencial de óxido redução nesse sistema.

[00185] Os íons cúpricos (Cu2+) foram adicionados em incrementos de 0,0015 mM. O potencial de óxido redução medido é representado em função da adição de íons cúpricos na figura 6. A adição dos íons cúpricos (Cu2+) causou um aumento no potencial de óxido redução consistente com a remoção de sulfeto de livre a partir da solução. A adição de sulfeto e de íons cúpricos, como descrito acima, foi repetida com alíquotas frescas de sulfeto de sódio e íons cúpricos para confirmar ainda mais o efeito.

[00186] Esses dados na figura 6 demonstram claramente que o potencial de óxido redução da solução recentemente arejada medido pelo eletrodo de Ag em relação ao eletrodo de Ag/AgCI pode ser utilizado para indicar o nível de sulfeto livre. Além disso, é claro que o sulfeto livre pode ser removido pela adição de íons de cobre. Como tal, a dose de cobre pode ser facilmente controlada com base no potencial de óxido redução para alcançar o nível de adição de cobre necessário. EXEMPLO 3 [00187] Um circuito de tratamento separado foi executado a jusante para a evaporação e o circuito de vapor de digestão, a fim de tratar uma mistura de água de vedação a vácuo e de condensado a partir da digestão e evaporação, tal como mostrado na figura 5.

[00188] O sulfeto foi adicionado a cada um do condensador de digestão 62 e do condensador de evaporação 64 como uma solução aquosa de polissulfeto de sódio (Na2S4), uma porção do qual se dissociou em sulfeto livre.

[00189] Nenhum íon de sulfeto adicional foi adicionado ao tanque de reação 66, como as medidas confirmaram que o nível de sulfeto foi suficiente para solubilizar o mercúrio como o complexo de tiomercura-to. As amostras de cada um dos condensadores foram consideradas e o sulfeto livre foi medido com o uso das técnicas-padrão de titulação. [00190] Uma dose única de íons de cobre (como uma solução de sulfato de cobre penta-hidratado) foi adicionada ao segundo tanque de reação 70, a fim de consumir o sulfeto livre. O cobre foi adicionado em ligeiro excesso estequiométrico de modo que todos os íons de sulfeto livres fossem consumidos. A dose de cobre foi controlada para assegurar que não mais do que 2 ppm de cobre livre permanecesse na solução. Várias doses de cobre foram utilizadas para determinar a dose ideal necessária.

[00191] As amostras de cada um do segundo tanque de reação 70 e do terceiro tanque de reação 72 foram retiradas e foram analisadas as medições das concentrações de íons cúpricos livres (CU2+) por meio de técnicas convencionais de titulação. O potencial de óxido redução também foi analisado imediatamente após a amostragem e a aeração com o uso de um eletrodo portátil e subamostras colhidas para as determinações de sulfeto de cobre. Os resultados são fornecidos na tabela 2 a seguir: Tabela 2: medições de sulfeto e cobre [00192] A concentração de Cu2+ foi então diretamente correlacionada com o potencial de óxido redução. Quando Cu2+ está em excesso, o sulfeto livre não está presente e, portanto, os valores mV relativamente altos para a solução do tanque são gravados (nenhum sulfeto livre permanece). No entanto, quando Cu está esgotado, o mV registrado é tão baixo que é o cobre suficiente para consumir todo o sulfeto, tal como indicado por um potencial de óxido redução líquido inferior a -600mV. Entende-se que as concentrações mais elevadas de sulfeto livre resultam em potenciais de óxido redução mais negativos.

[00193] Esses dados demonstram claramente que o potencial de óxido redução da solução recentemente arejada medido pelo eletrodo de Ag em relação ao eletrodo de Ag/AgCI pode ser utilizado para indicar o nível de sulfeto livre. Esse potencial de óxido redução é então determinante de se Cu2+ suficiente está sendo dosado para consumir o sulfeto livre, a fim de facilitar a precipitação das espécies de mercúrio. Como tal, a dose de cobre pode ser facilmente controlada com base no potencial de óxido redução para alcançar o nível de adição de cobre necessário.

[00194] Além disso, como demonstrado na Figura 7, é claro que o sulfeto livre medido no tanque de tratamento pode ser removido pela adição de íons de cobre. Isso demonstra que a adição de íons de cobre facilita a remoção de mercúrio, em que o mercúrio estava presente como o complexo de tiomercurato.

REIVINDICAÇÕES

Claims (19)

1. Método para controlar as emissões de mercúrio a partir de soluções alcalinas aquosas do circuito do processo Bayer, o método que caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de: introduzir uma fonte de íons de cobre a uma solução alcalina aquosa que contém os íons de sulfeto; precipitar uma espécie de cobre; e precipitar uma espécie de mercúrio.

2. Método para controlar as emissões de mercúrio, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as espécies de cobre precipitadas são uma ou mais de metais de cobre, sulfeto de cobre, sulfeto cúprico ou polissulfeto de cobre.

3. Método para controlar as emissões de mercúrio, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que as espécies de mercúrio precipitadas são uma ou mais de mercúrio metálico, sulfeto de mercúrio, sulfeto de mercúrio ou polissulfeto mercúrio.

4. Método para controlar as emissões de mercúrio, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as espécies de cobre e as espécies de mercúrio são um sulfeto misturado de cobre e mercúrio.

5. Método para o controle de emissões mercúrio, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a solução alcalina aquosa, antes da introdução da fonte de íons de cobre, compreende os íons de sulfeto livres.

6. Método para controlar as emissões de mercúrio, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o método compreende ainda a etapa de: adicionar uma fonte de íons de sulfeto à solução alcalina aquosa.

7. Método para controlar as emissões de mercúrio, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o método compreende a etapa adicional de: medir a concentração de íons de cobre na solução aquosa e repetir a etapa de: introduzir uma fonte de íons de cobre a uma solução alcalina aquosa que contém os íons de sulfeto.

8. Método para controlar as emissões de mercúrio, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o método compreende a etapa de: determinar a concentração de íons de sulfeto na solução aquosa e repetir a etapa de: adicionar uma fonte de íons de sulfeto à solução alcalina aquosa necessária para manter um nível adequado de sulfeto.

9. Método para o controle de emissões mercúrio de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a fonte de íons de cobre e a fonte de íons de sulfeto são adicionadas à solução alcalina aquosa em diferentes locais do circuito do processo Bayer ou no mesmo local umas às outras.

10. Método para controlar as emissões de mercúrio, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a fonte de íons de cobre e a fonte de íons de sulfeto são adicionadas à solução alcalina aquosa em momentos diferentes ou em simultâneo umas às outras.

11. Método para controlar as emissões de mercúrio, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que as etapas de: precipitar as espécies de cobre; e precipitar as espécies de mercúrio ocorrem em diferentes locais do circuito do processo Bayer ou no mesmo local umas às outras.

12. Método para controlar as emissões de mercúrio, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a solução alcalina aquosa é qualquer corrente do processo a partir do circuito do processo Bayer com o pH de 7 ou mais, que inclui o líquido do processo Bayer, diluir as correntes de processo alcalino encontradas nas refinarias Bayer, como a água de lavagem residual e as correntes de condensado.

13. Método para controlar as emissões de mercúrio, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que compreende ainda as etapas de: digerir a bauxita com uma solução alcalina aquosa; separar o sólido do líquido para se obter um resíduo e um líquido verde; precipitar o hidróxido de alumínio a partir do líquido verde para fornecer o hidróxido de alumínio e o líquido usado; e calcinar o hidróxido de alumínio para proporcionar a alumi-na, em que os íons de sulfeto são adicionados à solução alcalina antes ou durante a etapa de digestão de bauxita.

14. Método para controlar as emissões de mercúrio em um processo Bayer, acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o método compreende a etapa adicional de: manter a concentração de sulfeto suficiente na solução alcalina durante a etapa de digestão de bauxita, de tal modo que há sulfeto livre na solução alcalina aquosa após a etapa de digestão da bauxita.

15. Método para controlar as emissões de mercúrio em um processo Bayer, de acordo com a reivindicação 13 ou 14, caracterizado pelo fato de que a etapa de: introduzir uma fonte de íons de cobre na solução alcalina aquosa, ocorre antes ou simultaneamente com a etapa de digestão de bauxita e após ou simultaneamente com a etapa de introdução de uma fonte de íons de sulfeto à solução alcalina aquosa.

16. Método para controlar as emissões de mercúrio em um processo Bayer, de acordo com a reivindicação 13 ou 14, caracterizado pelo fato de que a etapa de: introduzir uma fonte de íons de cobre na solução alcalina aquosa, ocorre depois da etapa de digestão da bauxita e antes ou simultaneamente com a etapa de separação de sólido do líquido.

17. Método para controlar as emissões de mercúrio em um processo Bayer, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o método compreende ainda a etapa de: ficar em contato com uma solução aquosa alcalina que contém o sulfeto de gases condensados e/ou que não podem ser condensados a partir do processo Bayer.

18. Método para controlar as emissões de mercúrio em um processo Bayer, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que o método compreende ainda a etapa de: introduzir uma fonte de íons de cobre à solução alcalina aquosa depois de ficar em contato com os gases que não podem ser condensados com a solução alcalina que contém o sulfeto.

19. Método para controlar as emissões de mercúrio em um processo Bayer, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que a etapa de: introduzir uma fonte de íons de cobre à solução alcalina aquosa depois de ficar em contato com os gases que não podem ser condensados com a solução alcalina que contém o sulfeto, é realizada em conjunto com a adição de um coagulante ou sólido para auxiliar na deposição de mercúrio.