BR112014021591B1

BR112014021591B1 - sistema para causticização de temperatura alta de um licor de processo bayer

Info

Publication number: BR112014021591B1
Application number: BR112014021591-0A
Authority: BR
Inventors: Daniel Mark Roworth
Original assignee: South32 Worsley Alumina Pty Ltd.
Priority date: 2012-03-07
Filing date: 2012-03-07
Publication date: 2020-10-13
Also published as: CN104136374A; WO2013131119A1; CN104136374B

Abstract

SISTEMA PARA CAUSTICAÇÃO DE TEMPERATURA ALTA DE UMA BEBIDA ALCOÓLICA DE PROCESSO BAYER Um sistema para causticação de temperatura alta de uma bebida alcoólica de processo Bayer compreendendo um recipiente reator e um separador de sólido/líquido. O recipiente reator compreende uma parede de recipiente de pressão cilíndrico alongado; uma extremidade superior fechada e uma extremidade inferior fechada; uma entrada de bebida alcoólica para a introdução de uma bebida alcoólica de processo Bayer para ser causticada ao recipiente reator; uma entrada de agente de causticação para introduzir uma quantidade de um agente de causticação dentro do recipiente reator para reagir com a bebida alcoólica de processo Bayer e produzir um leito de lama de reação dentro de reação, o leito de lama de reação tendo um nível de leito de lama de reação; uma entrada de gás para introduzir um gás não reativo à extremidade superior fechada do recipiente reator para formar um tampão de gás acima do nível de leito de lama de reação; no qual, a entrada de agente de causticação tem uma primeira terminação de extremidade fora do recipiente reator e uma segunda terminação de extremidade dentro do recipiente reator dentro do tampão de gás, e a (...).

Description

Campo Da Invenção

[0001] A presente invenção se refere a um sistema para a causticização de um licor Bayer.

Fundamentos Da Invenção

[0002] No processo Bayer para produção de alumina, uma solução de aluminato de sódio concentrado é produzida pela moagem e digerindo bauxita em uma solução de soda cáustica, geralmente sob condições de temperatura e pressão elevadas. Após clarificação de lama, a solução de aluminato de sódio concentrado é resfriada e semeada com cristais de gibsita, levando gibsita a cristalizar a partir da solução. A gibsita é calcinada para produzir alumina, enquanto o licor empobrecido (ou "gasto") é reciclado para digerir mais bauxita.

[0003] Durante a digestão, parte da cáustica é consumida em reações indesejáveis com impurezas dentro da bauxita, reduzindo a produtividade do licor. Uma das mais significativas destas reações resulta na formação de carbonato de sódio, decorrente da dissolução de carbonatos inorgânicos dentro das fases minerais presentes, ou das reações de degradação térmica e oxidativa de compostos orgânicos. Caso não seja controlada, com cada ciclo do licor através do processo a concentração de carbonato de sódio iria continuar a subir, com uma redução correspondente na capacidade do licor para digerir gibsita ou boehmita de bauxita. Carbonatação também ocorre devido à atmosfera CO2 reagindo com licor diluído na área de eliminação de resíduo de bauxita que é retornado ao circuito de refinaria de alumina.

[0004] A técnica mais comum para controlar a concentração de carbonato de sódio em licores de processo Bayer é causticizado usando Cal viva ou Cal. Este processo pode ser realizado dentro do circuito de digestão em si (através da introdução de cal com a bauxita em um processo referido na arte como 'causticização interna'), ou, mais comumente, como um processo de fluxo de lado em um processo referido na técnica como 'fora causticização'. A adição de Cal diretamente com bauxita não é comum, exceto onde Cal é necessária para controlar outras impurezas (tais como o titânio ou fósforo), porque os licores muito concentradas contribuam para a eficiência pobre. A menos que a temperatura seja muito alta durante dentro causticização, a maioria da cal sofre efeitos colaterais com o aluminato em solução para produzir espécies de aluminato de cálcio, particularmente tricálcico aluminato (TCA, muitas vezes também referido como C3A na indústria de cimento). Na corrente lateral mais prevalente ou 'causticização externa', um fluxo de licor diluído (geralmente tirado de um dos estágios de lavagem de lodo) é reagido com uma suspensão de Cal, geralmente a uma temperatura que é perto, mas abaixo do ponto de ebulição atmosférico do licor combinado. Alternativamente, a lama de cal às vezes é adicionada diretamente ao lavador de lodo. A quantidade de carbonato de sódio convertido e a eficiência de utilização de cal são dependentes de muitas variáveis, mas na maioria das refinarias, a eficiência da cal é nas proximidades de 50 a 70%.

[0005] A reação de causticização de soluções misturadas puras de carbonato de sódio e hidróxido de sódio com Cal é bastante simples. A concentração final dos íons hidróxido e carbonato é uma função das atividades das várias espécies iônicas presentes, em equilíbrio com as fases sólidas de hidróxido de cálcio e carbonato de cálcio. A reação pode ser descrita pela seguinte equação: Ca(0H)2 + Na2CO3 θ CaCO.+ZNaOH (1)

[0006] Quando a reação da equação (1) ocorre em um licor de processo Bayer, é vantajoso se o carbonato de sódio que esteja presente como impureza no licor de processo Bayer reaja com hidróxido de cálcio, a forma de carbonato de cálcio (geralmente sob a forma de calcita). O licor de processo Bayer é dito ser 'causticizado' porque a reação de (1) acima resulta na geração de hidróxido de sódio (também conhecido na técnica como 'cáustica'). A reação real ocorre quando a Cal é adicionada a um licor de processo Bayer é complicada pelos efeitos colaterais concorrentes. Mais especificamente, Publicação de Patente Internacional número W00018684 (PCT/AU1999/00757) de co-propriedade, por Rosenberg, divulgadas pela primeira vez, que quando o hidróxido de cálcio (Ca(OH)2) é adicionado a um licor de processo Bayer, reagindo para formar um composto intermediário instável, conhecido como 'hidrocalumita' (nominalmente da fórmula [Ca2AI(OH)6]2. 14CO3.Oh.5%H2O) antes de formar tanto (i) carbonato de cálcio (CaCO3) ou (ii) aluminato tricálcico ('TCA'). Estas duas vias de reação disponível, a formação de TCA é indesejável, porque consome alumina e cal sem remover o carbonato. Hidrocalumita forma muito rapidamente e pode depositar como uma escala no ponto onde o hidróxido de cálcio e a mistura de licor de processo Bayer.

[0007] Na indústria de alumina é comum para se referir ao nível de impurezas de carbonato de um licor Bayer em termos de proporção de cáustica, ou C/s'. Normalmente, a proporção de C/S da corrente de licor concentrado em muitas refinarias de alumina é na faixa de 0,8 a 0,85. Proporções de C/S maiores do que isso são difíceis de alcançar, porque processos causticização atualmente em uso são incapazes de remover totalmente todo o carbonato de sódio no licor alimentados a eles de forma econômica. Por exemplo, licor com uma concentração S de 135 g/L irá normalmente apenas causticar a uma proporção de C/S de cerca de 0,890. Esta limitação surge porque a implementação tradicional da reação de causticização com cal é controlada por um número de equilíbrios complexos, incluindo uma reação concorrente envolvendo o íon de aluminato no qual TCA é formado.

[0008] Pedido de Patente Australiano número 2004224944 (Roach et al.) divulga um processo para a causticização de soluções alcalinas a 140°C, usando cal. O processo resulta em uma elevação rápida na proporção TC/TA do licor seguindo com proporção TC/TA diminui com o aumento do tempo de residência. A relação de TC/TA referida por Roach é equivalente à terminologia de proporção de C/S usada nesta especificação de patente. A taxa de diminuição na proporção C/S a partir do ponto de ganho máximo aumenta com o aumento de carga de cal e temperatura crescente. A solução de processo Bayer causticizado é resfriada antes de ser dirigida para um estágio de separação sólido dedicado para remover a cal de resíduos sólidos e retornada ao circuito Bayer. No entanto, enquanto Roach et al defendem um tempo de residência de menos de 15 minutos a 140° C, Roach et al não dão nenhuma informação quanto à forma de evitar a degradação da proporção C/S durante o processo de arrefecimento antes da separação. Roach et al não dá nenhuma informação quanto à forma de lidar com o hidrocalumita que forma muito rapidamente e pode depositar como uma escala no ponto onde o hidróxido de cálcio e a mistura de licor de processo Bayer.

[0009] É um objetivo da presente invenção pelo menos parcialmente superar os problemas acima referidos associados ao estado da técnica, ou fornecendo uma alternativa ao mesmo.

Resumo Da Invenção

[00010] De acordo com um primeiro aspecto da presente invenção lá é fornecido um sistema para causticização de alta temperatura de um licor de processo Bayer composto por um recipiente reator e um separador de sólido/líquido, o recipiente reator compreendendo: a. uma parede de recipiente de pressão cilíndrico alongado; b. uma extremidade superior fechada e uma extremidade inferior fechada; c. uma entrada de licor para introduzir um licor de processo Bayer para ser causticizado para o recipiente reator; d. uma entrada de agente de causticização para introduzir uma quantidade de um agente de causticização dentro do recipiente reator para reagir com o licor de processo Bayer e produzir um leito de lama de reação dentro de reação, o leito de lama de reação tendo um nível de leito de lama de reação; e. uma entrada de gás para introduzir um gás não reativo à extremidade superior fechada do recipiente reator para formar um tampão de gás acima do nível do leito de lama de reação; f. caracterizado pelo fato e que, entrada de agente de causticização tem uma primeira terminação de extremidade fora do recipiente reator e uma segunda terminação de extremidade dentro do recipiente reator dentro do tampão de gás, e a entrada de licores tem uma primeira terminação de extremidade fora do recipiente reator e uma segunda terminação de extremidade dentro do recipiente reator dentro do tampão de gás.

[00011] Em uma forma, a segunda extremidade das terminações de entrada de licor em uma altura dentro da parede do recipiente reator que está verticalmente acima da altura da segunda extremidade da entrada do agente de causticização. Em uma forma, a segunda extremidade da entrada de agente de causticização é alinhada coaxialmente com a segunda extremidade da entrada de licor.

[00012] Em uma forma, o recipiente reator inclui um distribuidor interno disposto acima da altura do nível do leito de lama de reação para a mistura do agente causticização e o licor de processo Bayer no tampão de gás. Em uma forma a segunda extremidade da entrada agente causticização termina dentro do recipiente reator em uma altura que é deslocada verticalmente a uma distância predefinida acima do distribuidor interno. O distribuidor interno pode ser um uma placa de distribuidor interno ou cone de distribuidor interno.

[00013] Em uma forma, o gás não reativo é nitrogênio ou ar. Em uma forma, o sistema adicionalmente compreende uma primeira válvula de controle para controlar a taxa de fluxo do gás não reativo à extremidade superior fechada do recipiente para controlar o tempo de permanência da lama de reação no recipiente reator. Em uma forma, o recipiente reator é um dentre uma pluralidade de recipientes reatores dispostos em paralelo. Em uma forma, o separador de sólido/líquido é um filtro de pressão, um decantador pressurizado, um espessante pressurizado, uma centrífuga ou um decantador de pressão.

[00014] Em uma forma, o separador é composto por: a. uma parede cilíndrica alongada; b. uma extremidade superior fechada, incluindo uma entrada de lama para receber a lama de reação do recipiente reator e uma saída de transbordamento para remover a corrente de transbordamento do licor Bayer causticizado clarificado; e c. uma seção inferior, incluindo uma saída de subfluxo para remoção de um corrente de subfluxo de sólidos de reação espessados,

[00015] Em uma forma, o separador adicionalmente compreende por uma porta na parede do recipiente de pressão ou a seção inferior para recircular uma porção de corrente de subfluxo de sólidos de reação espessados. Em uma forma, o sistema adicionalmente compreende uma segunda válvula de controle em um duto se afastando da saída de subfluxo do separador para controlar o tempo de residência dos sólidos de reação no leito de lama do separador, regulando a taxa de fluxo de corrente de subfluxo dos sólidos de reação espessadas fora do separador. Em uma forma, o sistema adicionalmente compreende um ou mais injetores de floculante para adicionar um floculante à lama de reação. Em uma forma, o injetor floculante é localizado a jusante de ou adjacente à entrada de lama do separador.

[00016] Em uma forma, os sólidos de reação espessados formam um leito de lama dentro da parede do separador tendo um nível de leito de lama, e a extremidade superior do separador inclui um poço de alimentação posicionado em uma distância predeterminada acima do nível de leito de lama. Em uma forma, o injetor de floculante é uma linha de pulverização se estendendo para o poço de alimentação. De uma forma, o separador é um dentre uma pluralidade de separadores.

[00017] Em uma forma, a corrente de licor de processo Bayer é pré- aquecida a montante do recipiente reator em um circuito de aquecimento compreendendo um ou mais estágios de aquecimento. Em uma forma, a corrente de transbordamento de licor causticizado clarificado é resfriada a jusante do separador usando um circuito de resfriamento compreendendo um ou vários estágios de resfriamento. Em uma forma, o circuito de aquecimento e o circuito de resfriamento são contracorrente tal que uma parte do calor da corrente do fluxo do licor causticizado clarificado é usada para pré-aquecer a corrente de licor de processo Bayer.

[00018] Em uma forma, o sistema adicionalmente compreende um tanque de mistura para produzir um agente de causticização sob a forma de uma lama de hidrocalumita adicionando uma quantidade de cal a uma corrente de desvio de licor de processo Bayer. Em uma forma, sistema adicionalmente compreende um filtro e a lama de hidrocalumita do tanque de mistura é filtrada para produzir uma corrente de licor altamente causticizado e um bolo de filtro de hidrocalumita, o sistema adicionalmente compreendendo um tanque de lama para produzir uma lama de hidrocalumita reimpregnada pela mistura de bolo de filtro de hidrocalumita com um licor reimpregnado. Em uma forma, uma porção do licor causticizado clarificado é usada como a corrente de desvio do licor de processo Bayer alimentado ao tanque de mistura.

[00019] Em uma forma, o sistema adicionalmente compreende um ou mais pontos de dosagem de inibidor TCA para apresentar uma quantidade de inibidor TCA ao agente de causticização, o licor de processo Bayer ou a lama de reação. Em uma forma, um ponto de dosagem de inibidor TCA está dentro do recipiente reator. Em uma forma, o ponto de dosagem de inibidor TCA está na corrente de licor Bayer adentrando o recipiente de reação ou no agente de causticização adentrando o recipiente reator. Em uma forma, o inibidor TCA é um ou mais dentre: uma sacarose, uma glicose, um polissacarídeo, um amido ou um surfactante orgânico aniônico. Em uma forma, o agente de causticização é um ou ambos de cal ou hidrocalumita.

[00020] De acordo com um segundo aspecto da presente invenção é provido um sistema para causticização de alta temperatura de um licor de processo Bayer substancialmente como descrito com referência a e como ilustrado nas figuras anexas.

Breve Descrição Dos Desenhos

[00021] Para facilitar uma compreensão mais detalhada da natureza da invenção várias modalidades do processo de melhoria causticização e sistema agora serão descrito em detalhes, a título de exemplo somente, tendo como referência as figuras anexas, em que:

[00022] A Figura 1 é um diagrama de fluxo conceituai de uma primeira modalidade da presente invenção mostrando uma implementação básica;

[00023] A Figura 2 é uma ilustração esquemática de uma modalidade de uma recipiente reator para uso com o processo da presente invenção

[00024] A Figura 3 é uma ilustração esquemática de uma modalidade de um separador de sólido/líquido para uso com o processo da presente invenção;

[00025] A Figura 4 é um diagrama de fluxo conceituai de uma segunda modalidade da presente invenção incluindo um circuito de aquecimento / resfriamento de contracorrente;

[00026] A Figura 5 é uma diagrama conceituai uma terceira modalidade da presente invenção em que o agente de causticização é uma lama de hidrocalumita; e,

[00027] Figura 6 é um diagrama de fluxo conceituai uma terceira encarnação da presente invenção em que o agente causticização é uma mistura de uma lama de hidrocalumita reimpregnada e uma corrente de suplemento de cal.

Descrição Detalhada Das Modalidaes Preferenciais

[00028] Por toda esta especificação os vários termos comumente utilizados na indústria de alumina são usados. No interesse da clareza, tais termos são agora definidos.

[00029] O termo 'licor de processo Bayer' refere-se a um licor de aluminato cáustico de sódio gerado por digestão de bauxita (dissolução) em uma solução de soda cáustica a temperaturas e pressões elevadas. Em licores de Bayer, os principais constituintes são o aluminato de sódio e hidróxido de sódio. Outras impurezas na corrente de licores estão presentes como sais de sódio solúveis.

[00030] O termo 'A' se refere à concentração de alumina do licor e mais especificamente à concentração de aluminato de sódio no licor, expressa em g/L equivalente de alumina (AI2O3).

[00031] O termo 'C refere-se à concentração do licor, sendo este a soma do conteúdo hidróxido de sódio e aluminato de sódio do licor expressado em g/L equivalente concentração de carbonato de sódio soda cáustica.

[00032] O termo ' A/c' é, portanto, a relação da concentração de alumina, a concentração de soda cáustica.

[00033] O termo "S" refere-se à concentração de sódio ou, mais especificamente, para a soma de "C" e a concentração real de carbonato de sódio, este montante, mais uma vez ser expressa como a concentração equivalente g / L de carbonato de sódio. Dessa forma, o S-C (concentração de sódio menos concentração de soda cáustica) dá a concentração real de carbonato de sódio (Na2Co3) no licor, em g/L.

[00034] Nível de impureza do licor de processo Bayer processo carbonato é expresso em termos da cáustica à proporção de soda, ou C/s'. Um licor de processo Bayer (isento de carbonato) totalmente causticizado possuirá uma relação C/S de 1,00.

[00035] O termo 'licor de processo Bayer exausta' refere-se a uma corrente de licor, após a etapa de precipitação de gibsita e antes da digestão. Um licor exaurido normalmente tem uma baixa relação A/C. O termo 'licor do processo Bayer diluída' refere-se a um fluxo de licor com um S baixas, tipicamente menos de 220g/L.

[00036] O termo 'TCA' é usado para se referir a aluminato tricálcico, tendo a fórmula química de Ca3[AI(OH)6]2, que é também comumente escrita usando a fórmula 3CaO. AI2O3.6h2O (TCA6) ou C3AH6 na notação de indústria de cimento.

[00037] O termo 'cal', usado em toda esta especificação é um termo genérico usado para se referir ao óxido de cálcio (CaO ou "Cal") na forma seca, ou de hidróxido de cálcio (5o2) na forma de uma suspensão de cal ou a forma seca de Ca(OH2 também conhecida como ‘cal hidratada’). Assim, uma 'lama de cal' é produzida quando a Cal é misturada com uma solução para apagar que pode ser qualquer solução aquosa, normalmente água. Em uma refinaria de alumina, um licor Bayer diluído pode ser usado como uma solução para apagar devido à presença de água em tais licores Bayer diluídos.

[00038] 'Causticização' é o termo usado por pessoas hábeis na arte do processo Bayer para descrever o processo de carbonato é removido de um licor Bayer e substituído com hidróxido através da adição de cal e precipitação de carbonato de cálcio insolúvel.

[00039] O termo 'hidrocalumita' é usado em toda esta especificação para se referir a hidróxido duplo da forma a base de alumínio da forma [Ca2AI(OH)6]2 x2-nH2O, onde 'X' representa um ânion de balanceamento de carga ou ânions. A título de exemplo, quando X é carbonato, hidrocalumita pode ter a fórmula de [Ca2Al(OH\]2-CO3 ou Ca2AI(OH)6]2. >2CO3.Oh.51/2H2O, dependendo de vários fatores que governam a intercalação preferencial da espécie. As regiões de intercamada são preenchidas com carga balanceamento de íons e moléculas de água.

[00040] O termo 'Eficiência de caí é definido como a percentagem de Cal disponível que é convertido em carbonato de cálcio durante a causticização. Vários processos foram usados para calcular a eficiência da cal, incluindo análise de carbono inorgânico Total (TIC), análise de fluorescência (XRF) de raio-x, análise térmica análise gravimétrica (TGA), licor ou balanço de massa.

[00041] Em toda a especificação, salvo indicação em contrário, a palavra "incluir" ou variações como "compreende" ou "compreendendo", será entendido que implica a inclusão de um inteiro citado ou grupo de números inteiros, mas não a exclusão de qualquer outro número inteiro ou grupo de números inteiros.

[00042] Uma primeira modalidade do processo da presente invenção agora será descritos tendo como referência o fluxograma de processo ilustrado na FIG. 1 em que o processo é geralmente designado pelo numeral de referência (10). Uma quantidade de um agente causticização (12) e um licor de processo Bayer pré-aquecido (14) são misturados em uma recipiente reator (16) operando a uma pressão de reação de alvo para uma temperatura de reação de determinado destino. O agente causticização é permitido reagir com o licor Bayer por um tempo de residência suficiente produzir um lama de reação, constituído por uma quantidade de sólidos de reação em um licor Bayer causticizado. A lama de reação sujeitos a separação sólido/líquido para produzir um fluxo separado dos sólidos de reação e uma corrente de produto de licor Bayer causticizado clarificado. Com referência à figura 1, um separador de sólido/líquido (20) está preparado para receber o lama de reação (18) e produzir uma corrente de transbordamento do licor Bayer causticizado clarificado (22) e uma corrente de subfluxo de sólidos reação espessada (24). Os sólidos de reação presentes no lama de reação retirado da recipiente reator incluirá o carbonato de cálcio, hidrocalumita e TCA em proporções variáveis, dependendo das condições operacionais do recipiente reator.

[00043] O processo da presente invenção é caracterizado em que os melhores resultados são obtidos quando tanto a temperatura de separação do alvo e a temperatura de reação alvo não são de menos que 115° C. A temperatura de separação alvo pode ser igual ou superior à temperatura de reação de alvo. Alternativamente, a temperatura de separação alvo é menor que a temperatura de separação do alvo pode ser inferior essa temperatura de reação alvo, desde que a temperatura de separação alvo não seja inferior a 115° C. Alternativamente, a temperatura de separação do alvo é menor que a temperatura de separação do alvo desde que o diferencial de temperatura entre a temperatura de separador de alvo e a temperatura de reação alvo não é maior do que o não superior a 5o C, não superior a 10° C, ou não superior a 20° C.

[00044] Devido ao limite definido para a temperatura de reação alvo ser maior que o ponto de ebulição atmosférico do licor de processo Bayer (tipicamente 105 a 108° C), a pressão de reação alvo é maior que a pressão atmosférica. A recipiente reator (16) é uma recipiente de pressão que é capaz de operar na temperatura de reação de alvo. A temperatura de reação alvo pode ser na faixa de 115° C e 300° C, mais de preferência na faixa de 115° C e 170° C ou mais, de preferência no intervalo de 120° C e 155° C. Usando o processo e o sistema da presente invenção, os produtos de reação são retirados do lama de reação sob condições de pressão e temperatura por meio de que flashing da lama de reação é evitada. Flashing resultaria em uma queda acentuada da temperatura e um aumento em S que incentiva a formação indesejável de TCA. Separação sólido/líquido pode ser realizada usando um decantador pressurizado, um decantador pressurizado, um espessante pressurizado, um filtro ou qualquer outro separador de sólido/líquido apropriado que é capaz de operar sob pressão a uma temperatura elevada. Desta forma, o lama de reação é mantida na ou acima da temperatura de reação alvo após a separação.

[00045] Como definido acima em 'fundamento da invenção', Publicação de Patente Internacional número W00018684 (PCT/AU1999/00757) de co-propriedade por Rosenberg descreveu as duas vias de reação de concorrentes que podem ser seguidas ao hidróxido de cálcio (Ca(OH)2) é adicionado a um licor de processo Bayer. A primeira via de reação, que é o desejável, leva à formação de carbonato de cálcio. A segunda via de reação, que é indesejável, porque consome alumina, é a formação de TCA. Para tanto o caminho de reação a primeira e a segunda via da reação, o primeiro composto que se forma muito rapidamente é o composto intermediário instável, conhecido como 'hidrocalumita'. Porque existem duas reações concorrentes ocorrendo, há também dois equilíbrios pseudo concorrentes - sendo o primeiro o pseudo equilíbrio entre calcita e hidrocalumita e o segundo sendo o pseudo-equilíbrio entre TCA e hidrocalumita. A presente invenção se baseia em parte, a realização que, para do determinado ' concentração, o caminho de reação favorece a formação de calcita sobre TCA é favorecido em umas mais altas temperaturas de reação do alvo, mas, a fim de capitalizar sobre isto, os sólidos de reação devem ser separados tão rapidamente quanto possível do lama de reação sem qualquer queda significativa de temperatura para evitar reversão de calcita para hidrocalumita. Sem querer ser vinculado pela teoria, os inventores descobriram que, se o lama de reação é permitido esfriar enquanto os sólidos de reação estão ainda em contato com o licor Bayer causticizado, a calcita presente em sólidos à reação reverte para hidrocalumita instável. Esta hidrocalumita instável pode, em seguida, seguir a segunda via de reação que resulta na formação de TCA estável, mas indesejável a baixas temperaturas. Usar o processo e o sistema da presente invenção, os produtos de reação são separados fora do lama de reação como rapidamente quanto possível e sem qualquer queda significativa de temperatura.

[00046] O licor de processo o Bayer (14) que é alimentada ao recipiente reator (16) é aquecido a uma temperatura que é igual ou acima da temperatura de reação de alvo imediatamente antes de ser introduzida dentro do recipiente reator (16). Para obter melhores resultados, não há nenhuma mistura do licor de processo Bayer pré-aquecido (14) e o agente de causticização (12) fora da recipiente reator (16). O agente causticização pode ser aquecido de forma análoga, antes de ser carregado dentro do recipiente reator. A relação do licor de processo Bayer para a quantidade do agente causticização adicionado dependerá da concentração de carbonato presente no licor de processo Bayer. A título de exemplo, a relação pode ser maior ou igual a 10:1, 15:1 ou 20:1, com percentagens mais elevadas necessárias para causticização diluir licores de processo Bayer e Proporções inferiores necessários se o licor do processo Bayer tem uma alta concentração de carbonato. Assim, pré-aquecimento do agente causticização é menos crítico do que o pré-aquecimento do licor de processo Bayer e pode ser compensado com o licor do processo Bayer a uma temperatura acima da temperatura de reação de alvo de aquecimento para que a temperatura de reação alvo seja alcançada após a mistura do agente causticização com o licor do processo Bayer.

[00047] O licor de processo Bayer terá de uma concentração 'S' concentração de entre 40 e 250 g/L (de preferência entre 130 e 170 g/L ou entre 80 a 160g/L) e uma relação de A/C de entre 0,2 e 0,95, entre 0,3 e 0,8 e de preferência maior que 0,55. Um exemplo de um agente de causticização adequado é Cal, enquanto um exemplo de um licor de processo Bayer adequado é um licor Bayer diluído como um primeiro transbordamento de arruela ou um segundo transbordamento de arruela de um circuito de processo Bayer, a cal pode ser cal viva, hidratada cal ou, para obter melhores resultados, cal apagada. Quando o óxido de cálcio é usado como agente de causticização, uma reação para apagar exotérmica irá ocorrer muito rapidamente quando a Cal entra em contato com a água presente no licor de processo Bayer, resultando na formação de hidróxido de cálcio.

[00048] A presente invenção é adicionalmente baseada em parte na realização que, para do determinada concentração 'S', aumento da temperatura de reação do alvo aumenta a proporção de C/S de equilíbrio que pode ser alcançada. A título de exemplo, para um S de 150 g/L, a proporção de C/S de equilíbrio quando operando a uma temperatura de 140c, é ~0,94 considerando que a 103 °C, a relação de C/S de equilíbrio é apenas 0,90. A vantagem adicional de operar em temperaturas mais altas de reação é o tempo de permanência para atingir esta taxa de C/S maior equilíbrio é menor. Usando o processo e o sistema da presente invenção, a formação de TCA é minimizada para alcançar a eficiência de alta causticização. A reação de lado a TCA pode ser ainda mais suprimida usando um aditivo, como discutido mais detalhadamente abaixo.

[00049] Uma personificação de uma recipiente reator apropriado (16) para causticização de alta temperatura é ilustrada esquematicamente na Figura 2, sob a forma de um recipiente de pressão vertical. Um reator de tubulação pode ser usado como uma alternativa. O recipiente reator é um dentre uma pluralidade de recipientes reatores dispostos em paralelo. Com referência à Figura 2, o recipiente reator (16) significa geralmente vertical e inclui uma parede de recipiente de pressão cilíndrico alongado (36) de suficiente força e espessura para suportar as pressões, temperaturas e corrosividade do lama de reação. A recipiente reator é fornecida com uma extremidade superior em formato de prato (38) e uma entrada de gás (42) para introduzir um gás na extremidade superior fechada (38) do recipiente reator (16). Extremidade superior fechada do recipiente reator adicional é fornecida com um distribuidor interno (44), sob a forma de uma placa de distribuidor interno ou um cone do distribuidor interno, para promover a mistura rápida do agente de causticização e o licor do processo Bayer.

[00050] Na modalidade ilustrada na Figura 2, a quantidade de agente de causticização (12) é introduzida à recipiente reator (16) através de uma entrada de agente de causticização (48), enquanto o licor de processo Bayer pré-aquecido (14) é introduzido à recipiente reator através de uma entrada de licores de processo Bayer (46) separada. Usando o processo e o sistema da presente invenção, o agente de causticização e o licor de processo Bayer não são permitidos a se misturar com o outro até depois de terem sido ambos sido introduzidos dentro do recipiente reator. Quando uma quantidade de calcário é adicionada a um licor de processo Bayer pré- aquecido sob as condições de funcionamento do recipiente reator, ocorre a formação de hidrocalumita tão rapidamente na pressão de reação de alvo e temperatura de reação de alvo que sólidos de reação podem depositar como escala no local onde mistura ocorre primeiro.

[00051] Na modalidade ilustrada na Figura 2, o recipiente reator foi desenvolvida especificamente para superar este problema de escala. Na presente modalidade, a entrada de agente de causticização (48) e a entrada de licor do processo Bayer (46) são fornecidos na extremidade superior fechada (38) do recipiente reator (16). Entrada do agente de causticização (48) tem uma primeira extremidade (50) terminando fora do recipiente reator (16) de uma segunda extremidade (52) terminando dentro da recipiente reator (16) a uma altura que é deslocada verticalmente em uma distância predefinida a partir da altura máxima do distribuidor (44). Entrada de licor do processo Bayer (46) tem uma primeira extremidade (56) terminação fora do recipiente reator e uma segunda extremidade (58) terminando dentro do recipiente reator. A segunda extremidade (52) de entrada do agente causticização (48) é coaxialmente é alinhada com a segunda extremidade (58) de entrada de licor do processo Bayer (46) e organizado de tal forma que a segunda extremidade (58) de entrada de licor do processo Bayer (46) termina em uma altura dentro do recipiente reator que está acima da altura da segunda extremidade (52) de entrada do agente de causticização (48). Desta forma, o licor de processo Bayer pré- aquecido descarregado da segunda extremidade da entrada de licor do processo Bayer forma uma cortina em torno da quantidade de agente causticização sendo cobrado dentro do recipiente reator através da segunda extremidade da entrada agente causticização. Este arranjo é usado para minimizar a escala que caso contrário pode ocorrer quando o agente de causticização primeiramente entra em contato com o licor do processo Bayer.

[00052] Em uso, uma corrente de gás não reativo (23) é alimentada através da entrada de gás (42) na extremidade superior fechada (38) do recipiente reator (16) para criar um tampão de gás (60) acima do nível de leito de lama de reação (62). A taxa de fluxo do gás não reativo (23) introduzido na extremidade superior fechada (38) do recipiente reator (16) é controlada usando uma primeira válvula de controle (68). A segunda extremidade (52) de entrada do agente de causticização (50) e a segunda extremidade (58) da entrada de licor de processo Bayer (48) ambos terminando dentro do tampão de gás (60) para minimizar o dimensionamento da entrada de causticização agente (48) e a entrada de licores de processo Bayer (46). O tampão de gás (60) é usado para evitar o contato direto entre o agente de causticização e o licor de processo Bayer pré-aquecido dentro de suas respectivas entradas. Qualquer gás não reativo apropriado, como nitrogênio ou ar, pode ser usado para fornecer o tampão recipiente reator. Gases não reativos apropriados incluem ar ou nitrogênio. O tampão de gás é mantido aumentando ou diminuindo a pressão do gás não reativo usando a primeira válvula de controle (82) para garantir que o nível de leito de lama de reação (62) não subir acima da altura máxima do distribuidor interno (44) que resultaria em mistura pobre do agente causticização e licor alcalino.

[00053] Enquanto a modalidade ilustrada na Figura 2 mostra um arranjo especial que reduz o dimensionamento, outros arranjos que incentivam a mistura do agente de causticização e licor de processo Bayer pré-aquecido dentro das tampas do recipiente reator seria adequado, desde que a segunda extremidade da entrada de agente de causticização nunca está imersa no licor de processo Bayer pré-aquecido para não garantir que nenhuma mistura do agente de causticização e o licor de processo Bayer pode ocorrer dentro da segunda extremidade da entrada de agente de causticização. Usando o sistema da presente invenção, a segunda extremidade da entrada de agente de causticização termina com o tampão de gás, e a segunda extremidade da entrada de licor termina dentro da tampa para evitar a escamação.

[00054] O recipiente reator (16) é adicionalmente fornecido com uma extremidade inferior fechada (64) para acumulação do lama de reação. A extremidade inferior pode ser plana, hemisférica ou cônica, embora hemisférica seja preferencial como sendo o design mais eficiente em termos de força contra a espessura do material para um recipiente de pressão. A extremidade inferior (64) inclui saída de lama de reação (66) para remover a corrente da lama de reação (18) do recipiente reator (16). Um duto (70) leva da saída da lama de reação (66) do recipiente reator (16) para a entrada de lama de reação (72) do separador de sólido/líquido a jusante (20). A taxa de fluxo do lama de reação fora do recipiente reator pode ser controlada usando a primeira válvula de controle (68) que controla o fluxo de gás não reativo (23) na extremidade superior fechada (38) do recipiente reator (16) para aumentar ou diminuir a pressão no recipiente reator (16). Alternativamente, uma bomba de impulsão de velocidade variável (não mostrada) pode ser usada em vez de ou em combinação com uma válvula de controle (não mostrada) posicionada no duto (70) no caso em que há uma queda de pressão entre o recipiente reator (16) e o separador de sólido / líquido (20).

[00055] A título de exemplo, quando o agente causticização é Cal, o licor de processo Bayer é um licor de transbordamento de arruela e a temperatura de reação alvo é de 140 °C, a primeira válvula de controle (68) pode ser regulada para garantir que o tempo de permanência de lama no recipiente reator (16) reação está entre 30 segundos e 5 minutos, de preferência 2 a 4 minutos. Se o agente causticização é hidrocalumita e o licor do processo Bayer é um licor de processo Bayer diluído, um tempo de residência pelo menos 10 minutos e, de preferência 15 minutos no recipiente reator devem ser usados para obter melhores resultados. Quando o agente causticização é hidrocalumita, a hidrocalumita pode ser adicionada isoladamente ou misturada com uma quantidade de cal. Tempos de residência no recipiente reator são necessários a baixas temperaturas de reação do alvo. Vantajosamente, usando o processo e o sistema da presente invenção, mais curtos tempos de residência são usados para umas mais altas temperaturas de reação alvo a fim de minimizar a formação de TCA e diminuir os custos de capital.

[00056] Usando o processo da presente invenção, o lama de reação pressurizado do recipiente reator (16) é dirigido através do duto (70) para o separador de sólido/líquido (20) a jusante com nenhuma redução significativa da temperatura. Para obter melhores resultados, a temperatura de separação alvo é igual ou superior à temperatura de reação alvo. Uma queda de pressão entre a recipiente reator (16) e o separador de sólido/líquido (20) pode ser tolerada, desde que a lama pressurizada não passe por flash, tendo em vista que como isto resultaria em uma queda na temperatura inaceitavelmente alta. A utilização do gás não reativo para formar o tampão de gás na extremidade fechada do recipiente reator é usada para controlar esta queda de pressão. O separador de sólido/líquido (20) pode ser qualquer dispositivo que é capaz de separar os sólidos de reação da lama pressurizada de reação na temperatura de separação do alvo e pressão de separação alvo para produzir o fluxo de licor de causticizado clarificado (22). A título de exemplo, o separador de sólido/líquido pode ser um filtro pressurizado, um decantador pressurizado, um espessante pressurizado, uma centrífuga ou um decantador de pressão. O separador é um dentre uma pluralidade de separadores.

[00057] Uma modalidade de um separador de sólido/líquido apropriado (20) sob a forma de uma garrafa de vinho de pressão é ilustrada esquematicamente na Figura 3. Nesta modalidade, o recipiente reator (16) significa geralmente vertical e inclui uma parede de recipiente de pressão cilíndrico alongado (36) de suficiente força e espessura para suportar as pressões, temperaturas e corrosividade do lama de reação. O separador é fornecido com uma em uma extremidade superior fechada em formato de prato (74) e um respiradouro (75), que pode ser aberto se for necessário para permitir a liberação de gases que podem se acumular no recipiente durante a operação. Uma saída de transbordamento (77) é fornecida na extremidade superior (74) do separador para facilitar a remoção da corrente de transbordamento de licor de causticizado clarificado (22). O separador mais é fornecido com uma seção inferior (76) para acumulação e posterior remoção da corrente de subfluxo de sólidos de reação espessados (24). A seção inferior (76) do separador (20) é fornecida com uma saída de subfluxo (80) através do qual a corrente de subfluxo de sólidos reação espessados (24) é removido do separador (20). A seção inferior pode ser hemisférica ou cônica, embora cônica seja preferencial para incentivar a transbordamento de sólidos de reação espessados do separador. De preferência, a seção inferior (76) tem lados inclinados (78), conforme indicado na FIG. 1 e esses lados inclinados devem fazer um ângulo (rotulado como 'a' na Figura 3) entre 30 e 60 graus em relação à horizontal. Um ângulo de cerca de 45 graus em relação à horizontal é preferido, porque tal forma cônica é mais fácil de fabricar e representa uma sanção de altura aceitável, proporcionando um bom fluxo de sólidos para fora do recipiente.

[00058] Uma porção Ada corrente de subfluxo de sólidos de reação espessados (24) pode ser recirculada através de um porto de recirculação (82) disposto na seção inferior (76) do separador (20), se desejado para ajudar a controlar a viscosidade do leito de sólidos espessados (92). Uma segunda válvula de controle (84) é fornecida em um duto (86) afastando-se da saída de subfluxo (80) para regular a vazão do fluxo de sólidos de reação espessados (24) estouro negativo sem perda de pressão no separador (20). Uma bomba de impulsão de velocidade variável (não mostrada) pode ser usada em vez de, ou em combinação com a segunda válvula de controle (84). A título de exemplo, quando o agente causticização é a cal e o licor de processo Bayer é um licor de processo gasto ou diluído Bayer, a leito de sólidos de reação espessada (92) é mantida para garantir um tempo de residência de menos de uma hora no separador (20). Quando o licor do processo Bayer é um licor de processo Bayer exaurido ou diluído e o agente de causticização é hidrocalumita (isoladamente ou em combinação com cal), tempos de residência mais do lama reação no separador podem promover reações químicas indesejáveis que resultam na formação de TCA. No entanto, tempos de residência mais longos permitam o acúmulo de uma leito maior de sólidos espessadas (92), resultando em um aumento em um aumento na espessura da corrente de subfluxo de sólidos espessados (24) o a recuperação melhorada do fluxo de estouro licor causticizado clarificado (22) da saída de transbordamento (77).

[00059] O separador (20) é fornecido com uma entrada de lama (72) através do qual o lama de sólido-líquido pressurizada do recipiente reator (16) é alimentada em um poço de alimentação (90) localizado dentro da seção superior (74) do separador (20). O poço de alimentação é usado para reduzir a velocidade e a energia cinética da lama de reação pressurizado tal antes que colida com o leito (92) de sólidos de reação espessados já acumulados no separador (20) em uso. A extremidade de saída (94) do poço de alimentação é posicionada em uma distância predeterminada no nível de leito de lama (96).

[00060] Para ajudar a sedimentação dos sólidos de reação e incentivar a separação sólido/líquido, um floculante é adicionado à lama de reação pressurizada através de um ou mais injetor(s) de floculante (88). O floculante é injetado no duto (70) a montante da, ou adjacente à entrada de lama (72) em um ponto de turbulência máxima. Alternativamente ou adicionalmente, floculante pode ser adicionado através de uma linha de pulverizar (98) diretamente ao poço de alimentação (90). O floculante pode ser diluído com um licor de processo Bayer diluído como água de processo, antes da adição. A dose de floculante é determinada em função da taxa de fluxo de massa de sólidos presentes no lama de reação que entra no separador (que por sua vez é uma função da taxa de fluxo de licor de processo Bayer (14) e a quantidade de agente causticização (12) dentro do recipiente reator (16) e a clareza da corrente de subfluxo de licor de causticizado clarificado (22). Floculantes apropriados incluem, mas não estão limitados a um poliacrilato de sódio aniônicos ou floculante semelhante, tais como ALCAR 600 disponível de Allied Colloids, Limited, diluído a uma concentração de menos de 1,0% em peso.

[00061] A seção inferior (76) do separador (20) é adicionalmente fornecida com um agitador (100) estendendo-se a partir de um eixo acionamento (102). O agitador (100) é fornecido com um ou mais braços (104) correspondentemente posicionados para seguir o perfil interno da seção inferior (76) para deixar como área não varrida tão pouco quanto possível. Em uso, o lama de reação pressurizado (18) do recipiente reator (16) é direcionado por meio de duto (70) na entrada de lama (72) do separador (20) em que ele recebe uma injeção de floculante via o floculante de um ou mais injetor(es) (88). A lama de reação pressurizada adentra ao poço de alimentação (90) e flui descendente para a extremidade da saída (94) do poço de alimentação (90). Os sólidos de reação formam 'flocos' que se depositam na parte superior do leito de sólidos espessados (92). Ao longo do tempo, o licor causticizado sobe ao topo do separador (20), onde ele é removido através da saída de transbordamento (77) como a corrente de estouro de licor causticizado clarificado (22). O agitador (100) é usado para eliminar pontos mortos no leito (92) que poderia de outro modo poderia levar à deposição de escala. O agitador (100) incentiva o fluxo de sólidos de reação espessados à saída de subfluxo (80) e fornece ajuda em espessamento adicional da lama de reação para aumentar a taxa de separação.

[00062] Em uma modalidade a presente invenção, a pressão de reação alvo pode ser definida mais elevada do que a pressão de separação alvo para evitar a necessidade para bombear a lama de reação do recipiente reator (16) para o separador (20). A título de exemplo, quando a pressão do reator alvo está em torno de 540 kPag (como medido na extremidade superior do recipiente reator), a pressão de separação alvo pode ser em torno de 510 kPag (como medido na extremidade do separador). A pressão dentro do separador é mantida à pressão de separação de alvo, controlando a taxa de remoção de corrente de transbordamento do licor causticizado clarificado ou a taxa de remoção de corrente de sólidos de reação espessada, ou ambos, a partir do separador. A pressão do separador de alvo e a temperatura são mantidos altas o suficiente em todos os momentos durante a operação para evitar flashing do licor causticizado ou despressurização da lama de reação.

[00063] As variáveis primárias no processo de invenção da presente são a taxa de alimentação de licor de processo Bayer para à recipiente reator, a taxa de adição do agente de causticização à recipiente reator, a temperatura de reação alvo, a temperatura de separação do alvo e o tempo de residência no recipiente reator. No caso quando o agente de causticização é Cal, a quantidade de Cal cobrada para a recipiente reator é o mais importante parâmetro de controle no processo. Carga de cal em excesso para o recipiente reator pode resultar em formação de TCA e uma gota em C/S e A/S da corrente de licor causticizado clarificado, produzido pelo separador. Carga insuficiente de cal também pode resultar em um déficit em C/S do licor causticizado clarificado produzido pelo separador. Medida exata da taxa inicial de C/S e S e fluxo do licor de processo Bayer pré-aquecido adicionada ao recipiente reator é usada para calcular a taxa de carregamento necessário de Cal necessária para atingir uma C/S alvo para minimizar o risco de formação de TCA indesejável. Em qualquer caso, usar o processo e sistema da presente invenção, o tempo total extensão entre o ponto em que a quantidade de agente de causticização (12) é primeiro misturada com o licor de processo Bayer (14) o recipiente reator (16) e o ponto em que o fluxo de transbordamento de licor causticizado clarificado (22) e o fluxo de estouro negativo de sólidos de reação espessados (24) é removido do separador é maior do que 15 minutos.

[00064] Uma segunda modalidade da presente invenção é agora descrita tendo como referência o diagrama esquemático da Figura 4, ao qual numerais de referência se referem às partes. Na presente modalidade, o recipiente reator (16) e separador (20) operam da maneira descrita acima em relação à primeira modalidade. A jusante do separador (20), a corrente subfluxo de sólidos de reação espessados (24) é resfriada antes de ser descarregada a um ou mais tanque(s) atmosférico(s) (200) para evitar flashing. A título de exemplo, resfriamento da corrente de transbordamento de sólidos de reação espessada pode ser alcançado pela mistura com uma corrente de licor Bayer exausto (202), tais como uma segunda arruela de transbordamento evitar flashing após transbordamento de tanques atmosféricos. Resfriamento pode igualmente ser alcançado usando qualquer outro líquido, como água ou água de processo. Como alternativa, uma câmara de despressurização (não mostrada), operando a uma pressão mais baixa do que o separador pode ser utilizada. Alternativamente, se mistura direta dos sólidos de reação engrossados com outra corrente não é desejada, a corrente de corrente subfluxo de sólidos de reação espessada pode ser arrefecido utilizando um trocador de calor apropriado como um invólucro e trocador de calor de tubo.

[00065] A montante do recipiente reator (16), uma corrente de alimentação de um licor de processo Bayer (201) é aquecida para formar o licor de processo Bayer pré-aquecido (14) um circuito de aquecimento (202). O circuito de aquecimento (202) é composto por uma ou mais estágios de aquecimento (204). Um exemplo de uma fase de aquecimento adequado é um permutador de calor, um trocador de calor de carcaça e tubo ou injeção de vapor direto. O estágios de aquecimento (204) são mostrados no circuito de aquecimento (202) da Figura 4. A jusante do separador (20) a corrente de fluxo de transbordamento de licor de causticizado clarificado (22) é resfriada, usando um circuito de refrigeração (206) composto por um ou mais estágios de refrigeração (208) para formar um fluxo de refrigeração de licor de causticizado clarificado (210). Um exemplo de um estágio de resfriamento adequado é um permutador de calor. O licor causticizado clarificado resfriado pode ser direcionado para um ou mais tanque(s) de licor de produto (212) para armazenar ou resfriar licor causticizado clarificado (210) podendo ser retornado diretamente a um circuito de processo Bayer.

[00066] Na modalidade ilustrada na Figura 4, o circuito de aquecimento (202) e o circuito de refrigeração (206) são contracorrente para recuperação de calor com três fases de aquecimento/arrefecimento (204 e 208, respectivamente). Usando a disposição em contracorrente das Figuras 4, pelo menos um pouco da calor da corrente de transbordamento de licor de causticizado clarificado (22) é usada para pré-aquecer a corrente de alimentação de licor do processo Bayer (201).

[00067] Na primeira fase (214) do circuito de aquecimento (202), a corrente de alimentação de licor de processo Bayer (201) é aquecida pela troca de calor com o fluxo de estouro de licor de causticizado clarificado (22) para formar licor causticizado clarificado resfriada (210) e uma primeira corrente parcialmente aquecida de licor de processo Bayer (216). No segundo estágio (218) do circuito de aquecimento (202), a primeira corrente parcialmente aquecida de licor de processo Bayer (216) é adicionalmente aquecida pela troca de calor com uma corrente condensada morna (220) descarregado do terceiro estágio (222) do circuito de aquecimento (202) para formar uma segunda corrente parcialmente aquecida do licor de processo Bayer (224) e uma corrente condensada fria (226). No terceiro estágio (222) do circuito de aquecimento (202), a segunda corrente parcialmente aquecida do licor de processo Bayer (224) é aquecida à temperatura de reação alvo através da troca de calor com uma quantidade suficiente de vapor (228) para formar o licor de processo Bayer pré- aquecido (14) e a corrente condensada morna (220). A título de exemplo, vapor suficiente em uma pressão de 1300kPag pode ser adicionado ao lado da carcaça de uma carcaça e trocador de calor de tubo para produzir um licor de processo Bayer pré-aquecido a uma temperatura de reação alvo de 140°C. A corrente de licor causticizado clarificado resfriada (210) é descarregada do circuito de aquecimento (202) a uma temperatura abaixo do ponto de ebulição atmosférico do licor de processo Bayer. Alternativamente, a corrente de alimentação de licor de processo Bayer (201) pode ignorar o primeiro e o segundo estágios do circuito de aquecimento e ser aquecido à temperatura de reação alvo no terceiro estágio do circuito de aquecimento usando somente vapor. No entanto, isto requer o uso de uma corrente de arrefecimento alternativa para diminuir a temperatura do licor causticizado clarificado para abaixo do ponto de ebulição à pressão atmosférica.

[00068] Deve ser claramente entendido que o circuito de aquecimento e arrefecimento do circuito pode permanecer separados e independente de outro e qualquer número de estágios de aquecimento/arrefecimento pode ser usado dependendo de fatores relevantes como o nível de aquecimento e resfriamento para ser alcançado e o tamanho e a eficiência de aquecimento/arrefecimento usados. Deve ser mais entendido que o uso do circuito de aquecimento (202) e o circuito de refrigeração (206) é inteiramente opcional para o funcionamento da presente invenção. O licor causticizado clarificado (210) pode alternativamente resfriada em flash antes da sua introdução em um circuito de processo Bayer.

[00069] Uma terceira modalidade da presente invenção é agora descrita tendo como referência o fluxograma da Figura 5, ao qual numerais de referência se referem às partes. Nesta modalidade o agente de causticização é uma lama de hidrocalumita (300). Uma maneira adequada de produzir uma lama de hidrocalumita é adicionando uma quantidade de cal (302) a uma corrente de desvio de licor de processo Bayer (304) em um tanque de mistura (306). o licor de processo do fluxo Bayer de desvio é resfriado a entre 60 e 80 °C acima do tanque de mistura (306) para garantir que a hidrocalumita presente na lama de hidrocalumita (300) seja estável. O tempo de permanência no tanque de mistura pode variar entre 2 horas e 20 minutos com os melhores resultados obtidos com um tempo de residência de cerca de 60 minutos. A reação de causticização que ocorre quando a pasta de hidrocalumita (300) é misturada com o licor de processo Bayer pré-aquecido (14) no recipiente reator (16) para formar calcita é endotérmica. Para compensar isto, o licor do processo Bayer (14) deve ser pré-aquecido a uma temperatura superior a temperatura de reação alvo antes da sua introdução para a recipiente reator (16). O tanque de mistura (306) é fornecido com um agitador de cisalhamento baixo (308) para minimizar a reação de efeitos colaterais indesejados que produz TCA. Melhores resultados para esta terceira modalidade da presente invenção são obtidos quando uma quantidade de inibidor TCA (descrito mais detalhadamente abaixo) é adicionada para o tanque de mistura (306).

[00070] O Cal é adicionado ao tanque de mistura (306) é de preferência Cal com uma concentração de S de 15-20 gpL para alcançar altas taxas de conversão para hidrocalumita e alta conversão de hidrocalumita em calcita no recipiente reator. Mistura vigorosa ou por injeção direta de cal na corrente do licor entrar no tanque ou um tanque de pré-mistura de tempo de residência curto (não mostrado) é necessário para assegurar a boa conversão de cal em hidrocalumita. Taxas de conversão para hidrocalumita quando a Cal é apagado em ~ 10 gpL são apenas 50- 70%. Isso aumenta para 90% quando a Cal é apagado uma concentração de S de 15-20 gpL. Há algum cal residual (ONU reagiu) na lama de hidrocalumita (300). Este cal residual está disponível para reagir com carbonato de cálcio, quando a lama de hidrocalumita (300) é adicionada posteriormente para o recipiente reator (16). Calcita e outras impurezas que possam estar presentes no óxido de cálcio utilizado para produzir Cal também podem estar presentes. Quando a lama de hidrocalumita produzida no tanque de mistura é usada como agente de causticização (12) que é misturado com o licor de processo Bayer pré-aquecida (14) no recipiente reator (16), o tempo de permanência no recipiente reator é na faixa de 5 a 30 minutos, de preferência em torno de 10 a 15 minutos.

[00071] Uma quarta modalidade da presente invenção é agora descrita tendo como referência o fluxograma da Figura 6, ao qual numerais de referência se referem às partes. Nesta modalidade o agente causticização é uma mistura de um hidrocalumita reimpregnada de lama (400) e uma lama de Cal suplementar (402) para fornecer um aumento em C/S alcançado. A lama de hidrocalumita reimpregnada (400) é gerada por dirigir a lama de hidrocalumita (300) do tanque de mistura (306) a um filtro (308) para produzir um fluxo de licor altamente causticizado (310) e uma bolo de filtro hidrocalumita (312) que é retida pelo filtro (308). A bolo de filtro de hidrocalumita é misturada com um licor reimpregnado (314) em um tanque de lama (316) para produzir a lama de hidrocalumita reimpregnada de lama (400). Um exemplo desta modalidade, uma porção de licor causticizado clarificado resfriado (210) é usada como a corrente de desvio do licor de processo Bayer (304) alimentada ao tanque de mistura (306). Como a reação que ocorre para formar hidrocalumita, quando a Cal é misturada com um licor de processo Bayer é exotérmica, o licor de processo do fluxo da Bayer de desvio pode ser sub resfriado, usando uma fase de resfriamento (316) para garantir que a mistura final (incluindo a calor de reação) esteja à temperatura a reação desejada no tanque de mistura (306).

[00072] Uma quinta modalidade da presente invenção é agora descrita na qual uma quantidade de inibidor TCA, como gluconato de sacarose ou de sódio, é adicionada ao processo em um ou mais pontos de dosagem de inibidor TCA (150) para suprimir a cinética da reação de TCA. Dosagem com o inibidor TCA permite uma maior C/S a se atingir com maior eficiência de Cal, maior concentração de alumina no licor causticizado. O inibidor TCA também fornece maior controle do processo. O inibidor TCA estabiliza a hidrocalumita assim que se forma, impedindo a usual reação lateral simultânea que leva à formação de TCA.

[00073] Inibidor TCA pode ser adicionado em qualquer fluxo a montante do recipiente reator ou dentro do reator do recipiente em si a qualquer uma das modalidades descritas anteriormente da presente invenção e a qualquer um dos fluxogramas esquemáticos das figuras 1,4, 5 ou 6. A título de exemplo, o inibidor TCA pode ser adicionado antes, durante ou após o pré-aquecimento do licor de processo Bayer (14). O inibidor TCA pode ser adicionado com a quantidade de agente causticização (12) sendo adicionado ao recipiente reator (16) ou dosado diretamente dentro do recipiente reator (16) em si. Também é possível dosar o inibidor TCA em outros locais dentro de um circuito de processo Bayer, visto que uma proporção significativa do inibidor TCA se apresenta ao recipiente reator (16). Melhores resultados com o mínimo consumo de inibidor são alcançados quando o ponto de dosagem de aditivo TCA é o recipiente reator ou adicionado ao licor de processo Bayer imediatamente a montante do recipiente reator.

[00074] Inibidores TCA apropriados descritos em copropriedade Publicação de Patente Internacional Número W00018684 (PCT/AU1999/00757) reduz a reação indesejável da hidrocalumita para formar o TCA, sem influenciar sensivelmente a reação de hidrocalumita com carbonato a forma de carbonato de cálcio. Praticamente qualquer classe de surfactante pode ser usado como inibidor do TCA, o fornecendo adsorve a estrutura de hidrocalumita. Por exemplo, açúcares, como sacarose e glicose e polissacarídeos como o amido podem ser usados. No entanto, tensoativos aniônicos orgânicos são mais eficazes. Uma lista não exclusiva de exemplos de inibidores TCA inclui os seguintes materiais, seus sais e derivados: quaisquer homopolímeros aniônicos ou copolímeros (por exemplo, ácido poliacrílico e seus copolímeros com acrilamida, ou polímeros com grupos funcionais de hidroxamato), ácidos hidroxâmico, ácidos húmicos e tânico, lignosulfonatos, ácidos graxos, ácidos carboxílicos sulfonados, ácidos carboxílicos e ácidos carboxílicos polihidroxi.

[00075] Ponto da quantidade de inibidor TCA a ser adicionado é dependente de um número de fatores relevantes, incluindo o tipo de inibidor TCA selecionado e a localização do ponto de adição TCA. Assim, a taxa de dose para um inibidor específico deve ser determinada pelo experimento.

[00076] Vantagens de vários aspectos da presente invenção são adicionalmente descritas e ilustradas pelos seguintes exemplos e resultados de teste experimental. Esses exemplos e resultados experimentais são ilustrativos de uma variedade de implementações possíveis e não devem ser interpretados como limitados à invenção de nenhuma forma. Pode ser visto a partir dos dados experimentais apresentados abaixo que o processo de causticização da presente invenção tem demonstrado a capacidade de atingir consistentemente um C/S de 0,940 em 140°C com uma eficiência de cal de mais de 90% ou superior a 95% sobre uma concentração de S no intervalo de 125-170 g/L, como medido na corrente de estouro retirado o separador quando o agente causticização é Cal. Operação a maior S é possível, mas em uma penalidade em C/S mais alto que pode ser alcançado. O tempo de permanência mínima no recipiente reator está em algum lugar entre 40 segundos e 3-4 minutos, quando usando cal apagada viva como o agente causticização e 15 minutos quando usando hidrocalumita reciclada como agente de causticização.

Exemplo 1: Cal como agente causticização na presença de inibidor TCA

[00077] Neste exemplo, o agente causticização é cal hidratada em água deionizada e o licor do processo Bayer é o primeiro transbordamento de arruela. O inibidor TCA usado foi o gluconato de sódio, adicionado para o primeiro licor de máquina de lavar antes da adição de Cal, tal que a concentração final após a adição de lama de Cal foi 0,075 g/L. O inicial A, C e o S do primeiro transbordamento de arruela é mostrado em 10 minutos na Tabela 1 abaixo.

[00078] O primeiro licor de transbordamento foi coletado da refinaria e filtrado para remover sólidos em suspensão, o licor filtrado (1,999 litros), em seguida, foi adicionado a 3,75 litros agitado ao longo do reator de Parr com o inibidor TCA. O reator foi selado e o licor foi aquecido a 140°C.

[00079] A lama de cal hidratado em grau industrial (disponível Ca(OH)2 84,7%) foi preparado por pesagem 31,65 g de cal hidratada em um frasco de polipropileno e adicionado 150ml de deionizada água quente (80° C). Esta carga de cal hidratado foi calculada para aumentar a C/S do primeiro transbordamento de arruela de 0.945 supondo eficiência de cal a 90%.

[00080] A cal hidratada foi transferida quantitativamente com o auxílio de um pequeno volume de água de lavagem deionizada para um recipiente de injeção de aço inoxidável de 300ml anexado ao reator de 3,75 litros através de uma série de válvulas. O recipiente de injeção foi selado, pressurizado com gás de nitrogênio, e a lama de cal hidratada injetada no reator.

[00081] O reator foi mantido a 140° C por um tempo total de 120 minutos. Amostras de lama de reação foram tomadas em tempos de reação (representativos de tempos de residência) mostrados na Tabela 1 abaixo. Cada amostra de lama de reação foi filtrada através de uma membrana de filtro Supor de 0,45 pm.

[00082] O filtrado foi analisados para A, C e S e os sólidos foram lavados com água deionizada e bolo úmido analisado por difração de raios x.

[00083] A análise de icor exibidas na Tabe a 1 acima demonstra que a relação de C/S sobe rapidamente em menos de 5 minutos e permanece estável durante o período completo de 120 minutos sobre os quais a lama de reação foi mantido no recipiente reator. Análise XRD dos sólidos reação amostrados no final dos 120 minutos mostra que os sólidos de reação são predominantemente calcita com TCA muito pouco presente e resta muito pouco hidrocalumita residual.

[00084] É evidente a partir da tabela 1, que o inibidor TCA permitiu a melhoria em C/S por meio da adição de Cal, como agente de causticização para um licor Bayer pré-aquecido a 140 °C a ser retido por até duas horas, permitindo tempo suficiente para transferir a lama de reação do recipiente reator para um separador de sólido/líquido para remoção de sólidos de reação.

Exemplo 2: Cal como causticização agente - sem separação rápida de sólidos de reação

[00085] Este exemplo demonstra o efeito sobre a proporção de C/S quando a Cal é usada como um agente de causticização (sem a adição de um inibidor TCA) e rápida separação de sólidos de reação não é conduzida. Neste exemplo, um primeiro licor de transbordamento foi coletado da refinaria e filtrado para remover sólidos em suspensão, o licor filtrado (2,630 litros) Então foi adicionado para um reator de Parr de 3,75 litros mexido, o reator selado, e então o licor aquecido a 144° C. A inicial, o C e o S do primeiro estouro arruela é mostrado em 10 minutos na tabela 2 abaixo.

[00086] Uma amostra de lama de Cal foi retirada da refinaria e analisado para sólidos em % (23,0%) e os sólidos filtrados e lavados foram secos e analisados por XRF para originar teor de Ca(OH)2 seco (62,64% como CaO). A carga de lama de cal foi calculada para aumentar a C/S do primeiro transbordamento de arruela de 0,945 supondo eficiência de cal a 90%.

[00087] A lama de cal apagada (172,6) foi transferida quantitativamente com o auxílio de um pequeno volume de água de lavagem deionizada para um recipiente de injeção de aço inoxidável de 300ml anexado ao reator de 3,75 litros através de uma série de válvulas. O recipiente de injeção foi então selado, pressurizado com gás de nitrogênio, e a lama de cal hidratada injetada no reator.

[00088] O reator foi mantido a 140° C por 30 minutos. Amostras de lama de reação foram tomadas em tempos de reação (representativos de tempos de residência) mostrados na Tabela 2 abaixo. Cada amostra de lama de reação foi filtrada através de uma membrana de filtro Supor de 0,45 pm. O filtrado foi analisados para A, C e S e os sólidos foram lavados com água deionizada e bolo úmido analisado por difração de raios x. Tabela 2: Análises de licor para Exemplo 2

[00089] A partir da análise de licor define na Tabela 2 acima, é evidente que a C/S não alcançou o mesmo valor alcançado no Exemplo 1, e que há uma rápida degradação da relação C/S ao longo do tempo, com uma queda começa a ocorrer depois de cinco minutos. Análise XRD dos sólidos após 5 minutos mostra que TCA substancial já tem formado neste sistema, indicando um sistema instável. A partir do comportamento da C/S de licor após 5 minutos, é claro que TCA adicional continua a formar até um equilíbrio C/S de licor (sem inibidor) foi alcançado no ~ minuto 23 (~ 0,890).

Exemplo 3: Cal como Agente Causticização - Efeito de resfriamento antes da separação de sólidos de reação a partir de lama de reação

[00090] Neste exemplo, o agente causticização é cal hidratada em água deionizada e o licor do processo Bayer é o primeiro transbordamento de arruela. O inibidor TCA usado foi o gluconato de sódio, adicionado para o primeiro licor de máquina de lavar antes da adição de Cal, tal que a concentração final após a adição de lama de Cal foi 0,075 g/L. O inicial A, C e o S do primeiro transbordamento de arruela é mostrado em 10 minutos na Tabela 3 abaixo.

[00091] O primeiro licor de transbordamento foi coletado da refinaria e filtrado para remover sólidos em suspensão, o licor filtrado (2.000 litros), em seguida, foi adicionado a 3,75 litros agitado ao longo do reator de Parr com o inibidor, o reator selado e então o licor aquecido a 14140 °C.

[00092] A lama de cal hidratada em grau industrial (disponível Ca(OH)2 84,8%) foi preparado por pesagem 34,72 g de cal hidratada em um frasco de polipropileno e adicionado 180ml de deionizada água quente (80° C). A carga de cal hidratada foi calculada para aumentar a C/S do primeiro transbordamento de arruela de 0,945 a 90% de eficiência de cal. A cal hidratada foi transferida quantitativamente com o auxílio de um pequeno volume de água de lavagem deionizada para um recipiente de injeção de aço inoxidável de 500ml anexado ao reator de 3,75 litros através de uma série de válvulas. O recipiente de injeção foi então selado, pressurizado com gás de nitrogênio, e a lama de cal hidratada injetada no reator.

[00093] O reator foi mantido a 140° C por 40 minutos. Em 40 minutos, uma bobina de resfriamento interna foi então usada para resfriar o conteúdo do reator a 90° C durante o período subsequente de 30 minutos do tempo (tendo o tempo de reação total de 70 minutos). Amostras de lama de reação foram tomadas em tempos de reação (representativos de tempos de residência) mostrados na Tabela 3 abaixo. Cada amostra de lama de reação foi filtrada através de uma membrana de filtro Supor de 0,45 pm. O filtrado foi analisados para A, C e S e os sólidos foram lavados com água deionizada e bolo úmido analisado por difração de raios x.

[00094] A tabela 3 mostra que a C/S é estável durante os primeiros 40 minutos a 140° C e que a proporção de C/S diminuiu substancialmente quando o lama do reator foi resfriado a 90° C, Este resultado demonstra que, quando a lama de reação é permitida a refrigerar sem primeiramente separar o licor causticizado a partir dos sólidos de reação resulta em uma diminuição na C/S do licor. Este efeito foi observado em tempos de reação mais curtos também.

[00095] Resultados laboratoriais confirmaram que esta queda no licor C/S, que ocorre quando a lama de reação é resfriada (sem primeiro separar o licor causticizado dos sólidos presentes na lama de reação) é ainda pior quando a reação ocorre sem a adição de um inibidor TCA.

[00096] Exames XRD confirmaram uma mudança na proporção de TCA nos sólidos após 40 minutos e 70 minutos. Apenas um traço de TCA estava presente em 40 minutos, quando o sistema é estável. TCA substancial esteve presente após 70 minutos depois de C/S cair de 0,914 mediante refrigeração da lama de reação sem primeiramente separar os sólidos de reação do licor causticizado.

Exemplo 4: Lama de hidrocalumita como Agente de Causticização na presença de inibidor TCA

[00097] Neste exemplo, o agente de causticização é hidrocalumita impregnada no pnmeiro transbordamento de arruela.

[00098] O primeiro licor de transbordamento foi coletado da refinaria e filtrado para remover sólidos em suspensão, o licor filtrado (1,2 litros) foi então adicionado em um reator Parr de agitado 2.0 litros com o inibidor, o reator selado, e então o licor aquecido a 145° C. Uma suspensão de cal hidratado de industrial grau (disponível CA(OH)2 85,0%) foi preparado pesando 26,46 g da cal hidratada em um frasco de polipropileno e adicionando 124ml de adicionando água deionizada quente a (80° C). A lama de cal hidratada foi adicionada, com agitação, a 537 mL de primeiro transbordamento de arruela causticizado (C/S ~ 0,940) pré-aquecido a 80° C, para formar uma lama de hidrocalumita. Esta lama de hidrocalumita foi reagida em um frasco de polipropileno por 30 minutos a 80 °C em banho de água corrente. Através da reação causticização leve de Ca(OH)2 para hidrocalumita a C/S deste licor alcançou 0,984, produzindo fluxo de licor altamente causticizado, designado como (310) na modalidade ilustrada na Figura 7.

[00099] A lama de hidrocalumita foi então filtrada a vácuo para produzir um bolo de hidrocalumita desalcolizado (os sólidos não são lavados). O bolo de hidrocalumita foi então reimpregnado em 92 ml_ de primeiro de transbordamento de arruela a 80 °C e retornou ao banho de água corrente por um período adicional de 15 minutos a 80 °C para dispersar completamente o bolo. Este é a lama de hidrocalumita reimpregnada é então usada como o agente de causticização na modalidade ilustrada na Figura 7.

[000100]Neste exemplo, o licor de processo Bayer é o primeiro transbordamento de arruela. O inibidor TCA usado foi o gluconato de sódio, adicionado para o primeiro licor de máquina de lavar antes da adição da lama de hidrocalumita reimpregnada. O inicial A, C e S do primeiro transbordamento de arruela é mostrado a 0 minutos na Tabela 4 abaixo.

[000101]O primeiro licor de transbordamento foi coletado da refinaria e filtrado para remover sólidos em suspensão. O licor filtrado (2,000 litros) foi então adicionada a um reator Parr agitado de 3,75 com o inibidor, o reator selado, e então o licor aquecido a 140°C. A lama de hidrocalumita reimpregnada foi transferida quantitativamente com o auxílio de um pequeno volume de água deionizada a um recipiente de injeção de aço inoxidável de 300ml anexado ao reator de 2,0 litros, através de uma série de válvulas. O recipiente de injeção foi então selado, pressurizado com gás de nitrogênio, e a lama de hidrocalumita injetada no reator.

[000102]O reator foi mantido a 140° C por 120 minutos. Os conteúdos do reator foram amostrados com tempo, com as amostras de lama filtrada através de uma membrana de filtro Supor de 0,45 pm. O filtrado foi analisados para A, C e S e os sólidos foram lavados com água deionizada e bolo úmido analisado por difração de raios x.

[000103]As aná ises de icores mostram que o C/S é estável durante os 120 minutos de reação, com pouca ou nenhuma mudança na composição do licor. Isto é diretamente comparável ao Exemplo 1, e mostra que na presença de inibidor TCA é igualmente eficaz quando o agente de causticização é hidrocalumita assim como é com cal.

[000104]O efeito mostrado na Tabela 3, por meio de que a C/S cai substancialmente quando a lama de reator é resfriada antes da remoção dos sólidos de reação do licor causticizado também foi observado quando lama de hidrocalumita é usada em vez de cal como o agente de causticização.

[000105] Agora que várias modalidades da invenção têm sido descritas em detalhe, será evidente para pessoas versadas da técnica na engenharia química que inúmeras variações e modificações podem ser feitas sem se afastar dos conceitos básicos de inventivos. Por exemplo, a taxa de transbordamento do recipiente reator (16) pode ser controlando a taxa de remoção da corrente de transbordamento do licor Bayer causticizado clarificado (22) da saída de transbordamento (77). Todas essas modificações e variações são consideradas a estar dentro do escopo da presente invenção, cuja natureza deve ser determinada a partir a descrição anterior e das reivindicações anexas. Além disso, os exemplos anteriores são providos para ilustrar modalidades específicas da invenção e não são destinados a limitar o escopo do processo da invenção.

Claims

1. Sistema para causticização de temperatura alta de um licor de processo Bayer (14) compreendendo um recipiente reator (16) e um separador de sólido/líquido (20), o recipiente reator (16) compreendendo: uma parede de recipiente de pressão cilíndrico alongado (36); uma extremidade superior fechada (38) e uma extremidade inferior fechada (64); uma entrada de licor (46) para introduzir um licor de processo Bayer (14) para ser causticizado para o recipiente reator (16); uma entrada de agente de causticização (48) para introduzir uma quantidade de um agente de causticização (12) dentro do recipiente reator (16) para reagir com o licor do processo Bayer (14) e produzir um leito de lama de reação (92) dentro do recipiente reator (16), o leito de lama de reação (92) tendo um nível de leito de lama de reação (62); uma entrada de gás (42) para introduzir um gás não reativo (23) à extremidade superior fechada (38) do recipiente reator (16) para formar um tampão de gás (60) acima do nível do leito de lama de reação (62); caracterizado pelo fato de que a entrada de agente de causticização (48) tem uma primeira extremidade (50) terminando fora do recipiente reator (16) e uma segunda extremidade (52) terminando dentro do recipiente reator (16) dentro do tampão de gás (60), e a entrada de licor (46) tem uma primeira extremidade (56) terminando fora do recipiente reator (16) e uma segunda extremidade (58) terminando dentro do recipiente reator (16) dentro do tampão de gás (60).

2. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a segunda extremidade (58) da entrada de licor (46) termina na altura dentro da parede do recipiente reator (16) que está verticalmente acima da altura da segunda extremidade (52) de entrada do agente de causticização (48).

3. Sistema de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a segunda extremidade (52) da entrada de agente de causticização (48) é alinhada coaxialmente com a segunda extremidade (58) da entrada de licor (46).

4. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o recipiente reator (16) inclui um distribuidor interno (44) disposto acima da altura do nível do leito de lama de reação (62) para a mistura do agente de causticização (12) e do licor de processo Bayer (14) no tampão de gás (60).

5. Sistema de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a segunda extremidade (52) da entrada do agente de causticização (48) termina dentro do recipiente reator (16) em uma altura que é deslocada verticalmente a uma distância predefinida acima do distribuidor interno (44).

6. Sistema de acordo com a reivindicação 4 ou 5, caracterizado pelo fato de que o distribuidor interno (44) é uma placa de distribuidor interno ou um cone do distribuidor interno.

7. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que o gás não reativo (23) é nitrogênio ou ar.

8. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que o sistema adicionalmente compreende uma primeira válvula de controle (68) para controlar a taxa de fluxo do gás não reativo (23) à extremidade superior fechada (38) do recipiente reator (16) para controlar o tempo de permanência da lama de reação (18) no recipiente reator (16).

9. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que o recipiente reator (16) é um dentre uma pluralidade de recipientes reatores dispostos em paralelo.

10. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que o separador de sólido/líquido (20) é um filtro de pressão, um decantador pressurizado, um espessante pressurizado, uma centrífuga ou um decantador de pressão.

11. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que o separador (20) compreende: uma parede cilíndrica alongada (73); uma extremidade superior fechada (74), incluindo uma entrada de lama (72) para receber a lama de reação do recipiente reator (16) e uma saída de transbordamento (77) para remover a corrente de transbordamento do licor Bayer causticizado clarificado; e uma seção inferior (76), incluindo uma saída de subfluxo (80) para remoção de uma corrente de subfluxo de sólidos de reação espessados (24).

12. Sistema de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o separador (20) adicionalmente compreende um porto de recirculação (82) na parede do recipiente de pressão ou a seção inferior (76) para recircular uma porção de corrente de subfluxo de sólidos de reação espessados (24).

13. Sistema de acordo com a reivindicação 11 ou 12, caracterizado pelo fato de que o sistema adicionalmente compreende uma segunda válvula de controle (84) em um duto (86) se afastando da saída de subfluxo (80) do separador (20) para controlar o tempo de permanência dos sólidos de reação no leito de lama (92) do separador (20), regulando a taxa de fluxo de corrente de subfluxo dos sólidos de reação espessados fora do separador.

14. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13, caracterizado pelo fato de que o sistema adicionalmente compreende um ou mais injetores de floculante (88) para adicionar um floculante à lama de reação.

15. Sistema de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o injetor de floculante (88) é localizado a montante de ou adjacente à entrada de lama (72) do separador (20).

16. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 a 15, caracterizado pelo fato de que os sólidos de reação espessados formam um leito de lama (92) dentro da parede do separador (20) tendo um nível de leito de lama (62), e a extremidade superior do separador inclui um poço de alimentação (90) posicionado em uma distância predeterminada acima do nível de leito de lama (62).

17. Sistema de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que o injetor de floculante (89) é uma linha de pulverização estendendo-se para o poço de alimentação (90).

18. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 17, caracterizado pelo fato de que o separador (20) é um dentre uma pluralidade de separadores.

19. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 18, caracterizado pelo fato de que a corrente de licor de processo Bayer (14) é pré-aquecida a montante do recipiente reator (16) em um circuito de aquecimento (202) compreendendo um ou mais estágios de aquecimento.

20. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 a 19, caracterizado pelo fato de que a corrente de transbordamento de licor causticizado clarificado é resfriada a jusante do separador (20) usando um circuito de resfriamento (206) compreendendo um ou mais estágios de resfriamento.

21. Sistema de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que o circuito de aquecimento (202) e o circuito de resfriamento (206) são contracorrente tal que uma parte do calor da corrente de transbordamento do licor causticizado clarificado (22) é usado para pré- aquecer a corrente de alimentação do licor de processo Bayer (14).

22. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 21, caracterizado pelo fato de que o sistema adicionalmente compreende um tanque de mistura (306) para produzir um agente de causticização sob a forma de uma lama de hidrocalumita (300) adicionando uma quantidade de cal a uma corrente de desvio de licor de processo Bayer (14).

23. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 22, caracterizado pelo fato de que o sistema adicionalmente compreende um filtro (308) e a lama de hidrocalumita (300) do tanque de mistura (306) é filtrada para produzir uma corrente de licor causticizado (310) e um bolo de filtro de hidrocalumita (312), o sistema adicionalmente compreendendo um tanque de lama (316) para produzir uma lama de hidrocalumita reimpregnada (400) pela mistura do bolo de filtro de hidrocalumita (312) com um licor reimpregnado.

24. Sistema de acordo com a reivindicação 23, caracterizado pelo fato de que uma porção do licor causticizado clarificado (22) é usada como a corrente de desvio do licor Bayer alimentado ao tanque de mistura (306).

25. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 24, caracterizado pelo fato de que o sistema adicionalmente compreende um ou mais pontos de dosagem de inibidor TCA (150) para introduzir uma quantidade de inibidor TCA ao agente de causticização (12), o licor de processo Bayer (14) ou o lama de reação.

26. Sistema de acordo com a reivindicação 25, caracterizado pelo fato de que um ponto de dosagem de inibidor TCA está dentro do recipiente reator (16).

27. Sistema de acordo com a reivindicação 25, caracterizado pelo fato de que o ponto de dosagem de inibidor TCA está na corrente de licor Bayer adentrando no recipiente reator (16) ou no agente de causticização adentrando no recipiente reator (16).

28. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 25 a 27, caracterizado pelo fato de que o inibidor TCA é selecionado a partir de: uma sacarose, uma glicose, um polissacarídeo, um amido ou um surfactante orgânico aniônico.

29. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 28, caracterizado pelo fato de que o agente de causticização é um ou ambos dentre cal ou hidrocalumita.