BR112020026329A2 - PROCESS FOR OBTAINING TRICALLIC ALUMINATE PARTICLES WITH CALIBRATED SIZE AND USE OF SUCH PARTICLES IN AN ALUMIN REFINING PROCESS - Google Patents
PROCESS FOR OBTAINING TRICALLIC ALUMINATE PARTICLES WITH CALIBRATED SIZE AND USE OF SUCH PARTICLES IN AN ALUMIN REFINING PROCESS Download PDFInfo
- Publication number
- BR112020026329A2 BR112020026329A2 BR112020026329-0A BR112020026329A BR112020026329A2 BR 112020026329 A2 BR112020026329 A2 BR 112020026329A2 BR 112020026329 A BR112020026329 A BR 112020026329A BR 112020026329 A2 BR112020026329 A2 BR 112020026329A2
- Authority
- BR
- Brazil
- Prior art keywords
- calcium hydroxide
- suspension
- particles
- quicklime
- particle size
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
- C01F7/00—Compounds of aluminium
- C01F7/02—Aluminium oxide; Aluminium hydroxide; Aluminates
- C01F7/16—Preparation of alkaline-earth metal aluminates or magnesium aluminates; Aluminium oxide or hydroxide therefrom
- C01F7/164—Calcium aluminates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
- C01F11/00—Compounds of calcium, strontium, or barium
- C01F11/02—Oxides or hydroxides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2/00—Lime, magnesia or dolomite
- C04B2/02—Lime
- C04B2/04—Slaking
- C04B2/06—Slaking with addition of substances, e.g. hydrophobic agents ; Slaking in the presence of other compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/60—Particles characterised by their size
- C01P2004/61—Micrometer sized, i.e. from 1-100 micrometer
Abstract
a presente invenção refere-se a um processo para a obtenção de partículas de aluminato tricálcico (tca) com tamanho calibrado compreendendo as etapas de provisão de um licor de processo contendo aluminato de sódio; provisão de uma suspensão de partículas de hidróxido de cálcio com tamanho calibrado; mistura da dita suspensão selecionada de partículas de hidróxido de cálcio com tamanho calibrado com o dito licor de processo para deixá-las reagir para obter as ditas partículas de aluminato tricálcico com tamanho calibrado.the present invention relates to a process for obtaining sized tricalcium aluminate (tca) particles comprising the steps of providing a process liquor containing sodium aluminate; provision of a calibrated size suspension of calcium hydroxide particles; mixing said selected suspension of calibrated size calcium hydroxide particles with said process liquor to let them react to obtain said calibrated size tricalcium aluminate particles.
Description
[001] Em um primeiro aspecto, a presente invenção é relacionada a um processo para a obtenção de partículas de aluminato tricálcico (TCA) com tamanho calibrado compreendendo as etapas de provisão de um licor de processo contendo aluminato de sódio, a seguir provisão de uma suspensão de partículas grossas de hidróxido de cálcio e mistura da dita suspensão selecionada de partículas de hidróxido de cálcio com o dito licor de processo para deixá-las reagir para obter as ditas partículas de aluminato tricálcico. Em um segundo aspecto, a presente invenção é relacionada ao uso de tais partículas grossas de aluminato tricálcico em um processo de purificação de licores de processo de alumina.[001] In a first aspect, the present invention is related to a process for obtaining tricalcium aluminate (TCA) particles with calibrated size comprising the steps of providing a process liquor containing sodium aluminate, then provision of a suspension of coarse particles of calcium hydroxide and mixing said selected suspension of particles of calcium hydroxide with said process liquor to let them react to obtain said particles of tricalcium aluminate. In a second aspect, the present invention relates to the use of such coarse tricalcium aluminate particles in a process of purifying liquors from the alumina process.
[002] As refinarias de alumina de processo Bayer, tipicamente, fazem uso de uma etapa de processo de filtragem para remover impurezas particuladas suspensas finas antes da etapa de precipitação da alumina, onde o assim chamado “licor verde” ou “licor de processo” contendo principalmente aluminato de sódio é precipitado como produto de alumina Al2O3. A etapa de filtragem para remover impurezas suspensas (tipicamente sólidos finos contendo Fe e/ou Si), que ainda não foram removidos da solução durante a clarificação, é crítica para assegurar que tais impurezas não contaminem o produto de Al2O3 precipitado. Esta etapa de remoção de impurezas é, tipicamente, referida como “filtragem de segurança”, “filtragem de impurezas” ou “polimento com solução” e é conduzida em sistemas de filtragem de pressão bem-conhecidos (por exemplo, filtros de folha Kelly comumente usados na Austrália ou filtros Diastar comumente usados na Sudeste Asiático). Estes sistemas de filtragem fazem uso de um leito (ou bolo) “auxiliar filtrante” de partículas suportadas por uma peneira, pano ou membrana do filtro. O auxiliar de filtro é tipicamente aluminato tricálcico (Ca3[Al(OH)6]2), doravante abreviado como TCA, que é produzido pela reação de uma porção do licor de processo, contendo aluminato de sódio NaAl(OH)4 com Ca(OH)2, em uma razão molar adequada para a operação da usina, geralmente de 0,5:1 a 3:1, mas é específica para condições da usina. O reagente Ca(OH)2 é tipicamente adicionado ao reator como uma pasta fluida de cal apagada, também denominada leite de cal, ou suspensão, com um teor de sólidos variando de 12-25% p/p. O apagamento ocorre quando a cal viva, CaO, é reagida com excesso de água para formar uma suspensão de Ca(OH)2.[002] Bayer process alumina refineries typically make use of a filtration process step to remove fine suspended particulate impurities prior to the alumina precipitation step, where the so-called "green liquor" or "process liquor" containing mainly sodium aluminate is precipitated as an Al2O3 alumina product. The filtration step to remove suspended impurities (typically fine solids containing Fe and / or Si), which have not yet been removed from the solution during clarification, is critical in ensuring that such impurities do not contaminate the precipitated Al2O3 product. This impurity removal step is typically referred to as "safety filtration", "impurity filtration" or "solution polishing" and is carried out in well-known pressure filtration systems (for example, commonly used Kelly leaf filters used in Australia or Diastar filters commonly used in Southeast Asia). These filtration systems make use of a “filter aid” bed (or cake) of particles supported by a sieve, cloth or filter membrane. The filter aid is typically tricalcium aluminate (Ca3 [Al (OH) 6] 2), hereinafter abbreviated as TCA, which is produced by the reaction of a portion of the process liquor, containing NaAl (OH) 4 sodium aluminate with Ca ( OH) 2, in an adequate molar ratio for the plant's operation, usually from 0.5: 1 to 3: 1, but it is specific to the conditions of the plant. The Ca (OH) 2 reagent is typically added to the reactor as a slaked lime slurry, also called lime milk, or suspension, with a solids content ranging from 12-25% w / w. Blackout occurs when quicklime, CaO, is reacted with excess water to form a Ca (OH) 2 suspension.
[003] A temperatura do licor de alimentação do processo está tipicamente na faixa de 95-105 oC. A pasta fluida de cal apagada está preferivelmente em uma temperatura similar ou tão alta quanto praticamente possível, geralmente na faixa de 70-95 oC. O auxiliar de filtro da reação de geração de TCA é tipicamente conduzida a 95-98 oC. Embora algumas usinas usem cal viva, CaO, diretamente nesta etapa de processo, o CaO ainda sofre hidratação em Ca(OH)2, antes da reação com aluminato de sódio para formar TCA: 3Ca(OH)2 + 2NaAl(OH)4 Ca3[Al(OH)6]2 + 2NaOH[003] The temperature of the process feed liquor is typically in the range of 95-105 oC. The slaked lime slurry is preferably at a similar temperature or as high as practically possible, usually in the range of 70-95 oC. The filter aid of the TCA generation reaction is typically conducted at 95-98 oC. Although some plants use quicklime, CaO, directly in this process step, CaO still undergoes hydration in Ca (OH) 2, before the reaction with sodium aluminate to form TCA: 3Ca (OH) 2 + 2NaAl (OH) 4 Ca3 [Al (OH) 6] 2 + 2NaOH
[004] É importante observar que é o auxiliar de filtro de TCA, em vez do pano de filtro que realiza a função de filtragem. As propriedades do auxiliar de filtro de TCA são, portanto, críticas para o desempenho da filtragem. Se as partículas de TCA forem muito finas, os vazios no leito de filtragem podem ser muito pequenos, assim, retardando o processo de filtragem e aumentando a filtragem contrapressão. Operacionalmente, isto requer retrolavagem frequente para evitar entupimento, portanto, causando um congestionamento do fluxo da usina. Se as partículas de TCA forem muito grossas, os vazios entre as partículas podem ser muito grandes e as impurezas suspensas não são suficientemente removidas durante o processo de filtragem. O tamanho e a distribuição de partícula do auxiliar de filtro de TCA ideal são diferentes para cada refinaria de alumina e são dependentes de vários fatores de processo e equipamento, tais como: a taxa de fluxo exigida, a carga e tamanho de partícula de impureza suspensa, o tipo de filtro, condições de filtragem e pano de filtro, tipo de membrana ou peneira usado.[004] It is important to note that it is the TCA filter aid, instead of the filter cloth that performs the filtering function. The properties of the TCA filter helper are therefore critical to the performance of the filtration. If the TCA particles are very fine, the voids in the filter bed can be very small, thus slowing down the filtration process and increasing the back pressure filtration. Operationally, this requires frequent backwashing to prevent clogging, thus causing a congestion in the plant's flow. If the TCA particles are too thick, the voids between the particles can be very large and the suspended impurities are not sufficiently removed during the filtering process. The particle size and distribution of the ideal TCA filter aid is different for each alumina refinery and is dependent on several process and equipment factors, such as: the required flow rate, the load and suspended impurity particle size , the type of filter, filter conditions and filter cloth, type of membrane or sieve used.
[005] O problema para refinarias de alumina é que a ótima distribuição do tamanho de partícula do auxiliar de filtro de TCA, necessária para alcançar a eficiência de filtragem, não pode ser controlada como um parâmetro de processo independente da fonte de cal. Por exemplo, o documento US 2004/0101470 A1, parágrafo [0024] descreve o viés técnico que as características físicas do auxiliar de filtro de TCA são muito altamente dependentes da natureza das partículas de cal da qual ele é formado. Da mesma forma, Franca et al. “Some aspects of tricalcium aluminate hexahydrate formation on the processo Bayer”, Light Metals 2010, TMS (The Minerals, Metals & Materials Society) 2010 p.63-66., confirmam a percepção comum que é principalmente a fonte de Cálcio que impacta a distribuição do tamanho de partícula de TCA. Assim, a distribuição do tamanho de partícula de TCA é experimentada operacionalmente como uma consequência fixa das propriedades do reagente de cal viva usado, assim como uma combinação de outras condições da usina que são conhecidas por influenciar o tamanho de partícula do TCA..[005] The problem for alumina refineries is that the optimal particle size distribution of the TCA filter aid, necessary to achieve filtering efficiency, cannot be controlled as a process parameter independent of the source of lime. For example, US 2004/0101470 A1, paragraph [0024] describes the technical bias that the physical characteristics of the TCA filter aid are very highly dependent on the nature of the lime particles from which it is formed. Likewise, Franca et al. “Some aspects of tricalcium aluminate hexahydrate formation on the Bayer process”, Light Metals 2010, TMS (The Minerals, Metals & Materials Society) 2010 p.63-66., Confirm the common perception that it is mainly the source of Calcium that impacts the particle size distribution of TCA. Thus, the particle size distribution of TCA is operationally experienced as a fixed consequence of the properties of the used quicklime reagent, as well as a combination of other plant conditions that are known to influence the particle size of the TCA.
[006] No entanto, esta abordagem limita a capacidade de usar fontes alternativas de reagente de cal viva, mesmo se usar tais alternativas puder ter outros benefícios, tais como maior eficiência de utilização. Frequentemente, a cal viva que provê distribuição do tamanho de partícula de TCA satisfatória é de uma baixa qualidade e baixo teor de CaO disponível. O uso de tal cal viva aumenta o consumo de cal devido à baixa eficiência de utilização, não somente para a produção de auxiliar de filtro de TCA, mas também em outras partes da refinaria de alumina de processo Bayer onde cal é usada.[006] However, this approach limits the ability to use alternative sources of quicklime reagent, even if using such alternatives may have other benefits, such as greater efficiency of use. Often, quicklime that provides satisfactory TCA particle size distribution is of low quality and low available CaO content. The use of such quicklime increases lime consumption due to low utilization efficiency, not only for the production of TCA filter aid, but also in other parts of the Bayer process alumina refinery where lime is used.
[007] Uma experiência comum em refinarias de alumina é que cals vivas de alta qualidade (isto é, maior % de CaO disponível) e altamente reativas, geralmente mudam o TCA em direção a uma distribuição mais fina do tamanho de partícula, sem as razões para este fenômeno serem entendidas ou articuladas na literatura científica ou de patentes. Sem um mecanismo de controle adequado, refinarias de alumina são limitadas em seu uso de um reagente de cal àquele que provê propriedades de auxiliar de filtro de TCA aceitáveis, mesmo que as outras propriedades do dito reagente de cal sejam subótimas. Isto é particularmente problemático para refinarias de alumina que exigem auxiliar de filtro de TCA grosso, isto é, com um d50 maior do que 20 µm. Dependendo das instalações da usina e/ou das composições de minério, algumas refinarias exigirão distribuição do tamanho de partícula de TCA específica usada como um auxiliar de filtro.[007] A common experience in alumina refineries is that high quality (ie, higher% CaO available) and highly reactive quicklays generally change the TCA towards a finer particle size distribution, for no reason for this phenomenon to be understood or articulated in the scientific or patent literature. Without an adequate control mechanism, alumina refineries are limited in their use of a lime reagent to one that provides acceptable TCA filter helper properties, even though the other properties of said lime reagent are suboptimal. This is particularly problematic for alumina refineries that require a thick TCA filter aid, that is, with a d50 greater than 20 µm. Depending on plant facilities and / or ore compositions, some refineries will require distribution of the specific TCA particle size used as a filter aid.
[008] Assim, há uma necessidade de prover um processo melhorado para a obtenção de aluminato tricálcico com tamanho calibrado sem recorrer ao uso de reagente de cal possuindo baixo teor de CaO disponível. Além disso, também há uma necessidade de um processo para a obtenção de aluminato tricálcico com tamanho calibrado que pode ser usado para a fabricação de auxiliar de filtro de TCA grosso.[008] Thus, there is a need to provide an improved process for obtaining tricalcium aluminate with calibrated size without resorting to the use of lime reagent having a low CaO content available. In addition, there is also a need for a process for obtaining calibrated size tricalcium aluminate that can be used for the manufacture of coarse TCA filter aid.
[009] A fim de solucionar os problemas e desvantagens da técnica anterior mencionados acima, a presente invenção é relacionada a um processo para a obtenção de partículas de aluminato tricálcico (TCA) com tamanho calibrado compreendendo as etapas de:[009] In order to solve the problems and disadvantages of the prior art mentioned above, the present invention is related to a process for obtaining calibrated size particles of tricalcium aluminate (TCA) comprising the steps of:
[010] a) provisão de um licor de processo contendo aluminato de sódio;[010] a) provision of a process liquor containing sodium aluminate;
[011] b) provisão de uma suspensão de partículas de hidróxido de cálcio com tamanho calibrado;[011] b) provision of a calibrated size suspension of calcium hydroxide particles;
[012] c) mistura da dita suspensão selecionada de partículas de hidróxido de cálcio com tamanho calibrado com o dito licor de processo para deixá-las reagir para obter as ditas partículas de aluminato tricálcico com tamanho calibrado.[012] c) mixing said selected suspension of calcium hydroxide particles with calibrated size with said process liquor to let them react to obtain said calibrated size tricalcium aluminate particles.
[013] Aluminato tricálcico (Ca3[Al(OH)6]2) é doravante referido como TCA.[013] Tricalcium aluminate (Ca3 [Al (OH) 6] 2) is hereinafter referred to as TCA.
[014] Aluminato de sódio é doravante usado para descrever 2NaAl(OH)4 .[014] Sodium aluminate is hereinafter used to describe 2NaAl (OH) 4.
[015] Pelo termo “partículas de aluminato tricálcico com tamanho calibrado” entende-se, de acordo com a invenção, partículas de aluminato tricálcico com uma distribuição do tamanho de partícula ótima para o uso como um auxiliar de filtro de TCA em um processo de refino de alumina. Como mencionado acima, o tamanho de partículas de TCA ótimo é um meio-termo entre muito fino e muito grosso, para prover uma filtragem eficiente de impurezas suspensas enquanto minimiza o entupimento do filtro, contrapressão e problemas de fluxo. A distribuição do tamanho de partícula é expressa como a d50 medida por granulometria por difração a laser em metanol após a sonicação.[015] The term "calibrated-sized tricalcium aluminate particles" means, according to the invention, tricalcium aluminate particles with an optimal particle size distribution for use as an TCA filter aid in a process of alumina refining. As mentioned above, the optimum TCA particle size is a compromise between very fine and very thick, to provide efficient filtration of suspended impurities while minimizing filter clogging, back pressure and flow problems. The particle size distribution is expressed as the d50 measured by particle size by laser diffraction in methanol after sonication.
[016] A d50 de partículas de aluminato tricálcico com tamanho calibrado pode variar de acordo com as exigências da usina, por exemplo, partículas de aluminato tricálcico com tamanho calibrado podem ter uma d50 maior do que 5 µm, preferivelmente maior do que 10 µm, mais preferivelmente maior do que 15 µm, mais preferivelmente maior do que 20 µm. em outra modalidade da invenção, a d50 das partículas de aluminato tricálcico com tamanho calibrado pode ser menor do que 200 µm, preferivelmente menor do que 100 µm, ainda mais preferivelmente menor do que 50 µm.[016] The d50 of calibrated size tricalcium aluminate particles may vary according to the plant's requirements, for example, calibrated size tricalcium aluminate particles can have a d50 greater than 5 µm, preferably greater than 10 µm, more preferably greater than 15 µm, more preferably greater than 20 µm. in another embodiment of the invention, the d50 of the calibrated size tricalcium aluminate particles can be less than 200 µm, preferably less than 100 µm, even more preferably less than 50 µm.
[017] Pelo termo “partículas de hidróxido de cálcio com tamanho calibrado” entende-se, de acordo com a invenção, partículas de hidróxido de cálcio tendo uma distribuição do tamanho de partícula ótima sendo um meio-termo entre muito fino e muito grosso para a obtenção de partículas de TCA com tamanho calibrado ótimas.[017] The term “calibrated size calcium hydroxide particles” means, according to the invention, calcium hydroxide particles having an optimal particle size distribution, being a compromise between very fine and very coarse for obtaining optimal sized TCA particles with calibrated size.
[018] Foi descoberto surpreendentemente pelo requerente que a distribuição do tamanho de partícula de partículas de TCA obtidas pelo processo de acordo com a invenção é ligada à distribuição do tamanho de partícula das partículas de hidróxido de cálcio por uma relação geralmente linear. Assim, o preconceito técnico de longa data que cal vivas altamente reativas geralmente mudam o TCA em direção a uma distribuição do tamanho de partícula mais fina foi surpreendentemente superado. A inclinação da relação linear é específica para as condições particulares, incluindo: a composição da solução, a razão molar de Ca(OH)2 para NaAl(OH)4, a temperatura de ambos o reagente Ca(OH)2 e o licor de refinaria de alumina, a velocidade máxima de agitação (isto é, força de cisalhamento), o tempo de retenção hidráulica, o tempo de retenção de partícula, a extensão da semeadura de precipitado e reciclagem de sementes. A relação também é dependente das propriedades de cal viva usadas para produzir o Ca(OH)2, incluindo sua reatividade (como medido por sua taxa de reação com água) e sua composição química. Por todas estas razões, a relação precisa entre a distribuição do tamanho de partícula do Ca(OH)2 e o TCA pode ser determinada para cada cenário de usina particular. A determinação da relação é baseada na geração de uma faixa de reagentes de Ca(OH)2 com crescente distribuição do tamanho de partículas (significando a d25, d50 e d90 são aumentadas), e a observação do impacto do uso destes reagentes sobre a distribuição do tamanho de partícula do TCA resultante.[018] It has been surprisingly discovered by the applicant that the particle size distribution of TCA particles obtained by the process according to the invention is linked to the particle size distribution of the calcium hydroxide particles by a generally linear relationship. Thus, the long-standing technical prejudice that highly reactive heat generally changes TCA towards a finer particle size distribution has been surprisingly overcome. The slope of the linear relationship is specific to the particular conditions, including: the composition of the solution, the molar ratio of Ca (OH) 2 to NaAl (OH) 4, the temperature of both the Ca (OH) 2 reagent and the alumina refinery, maximum agitation speed (ie, shear force), hydraulic retention time, particle retention time, the extent of precipitate sowing and seed recycling. The relationship is also dependent on the properties of quicklime used to produce Ca (OH) 2, including its reactivity (as measured by its reaction rate with water) and its chemical composition. For all these reasons, the precise relationship between the particle size distribution of Ca (OH) 2 and TCA can be determined for each particular plant scenario. The determination of the relationship is based on the generation of a range of Ca (OH) 2 reagents with increasing particle size distribution (meaning the d25, d50 and d90 are increased), and the observation of the impact of the use of these reagents on the distribution the particle size of the resulting TCA.
[019] Preferivelmente, a dita suspensão de partículas de hidróxido de cálcio com tamanho calibrado é obtida a partir de apagamento da cal viva, a dita cal viva tendo um teor de cal disponível maior do que 82%, preferivelmente maior do que 85%, preferivelmente maior do que 90%, mais preferivelmente maior do que 92 %, mais preferivelmente maior do que 95%, medido de acordo com o padrão EN459- 2:2010. Cals vivas tendo um teor de cal disponível maior do que 90% também são referidas geralmente como “cal viva de alta qualidade”.[019] Preferably, said suspension of calcium hydroxide particles with calibrated size is obtained from erasing the quicklime, said quicklime having an available lime content greater than 82%, preferably greater than 85%, preferably greater than 90%, more preferably greater than 92%, more preferably greater than 95%, measured according to standard EN459-2: 2010. Live limes having an available lime content greater than 90% are also commonly referred to as "high quality living lime".
[020] De acordo com a invenção, é possível controlar a distribuição do tamanho de partícula de partículas de TCA pelo controle da distribuição do tamanho de partícula de partículas de hidróxido de cálcio, isto é, usando hidróxido de cálcio com tamanho calibrado.[020] According to the invention, it is possible to control the particle size distribution of TCA particles by controlling the particle size distribution of calcium hydroxide particles, that is, using calibrated size calcium hydroxide.
[021] O hidróxido de cálcio com tamanho calibrado pode ser produzido a partir de cal viva de alta qualidade tendo um teor de cal disponível maior do que 85% como medido de acordo com o padrão EN459-2, e geralmente apresenta uma alta reatividade com água. Por sua vez, o uso de tal cal viva de alta qualidade e leite de cal derivado de cal viva de alta qualidade também é vantajoso para o uso em outros componentes do processo de refino de alumina, que não a geração do auxiliar de filtro de TCA, pela redução do consumo de reagente de cal.[021] Calibrated size calcium hydroxide can be produced from high quality quicklime having an available lime content greater than 85% as measured according to the EN459-2 standard, and generally has a high reactivity with Water. In turn, the use of such high-quality quicklime and high-quality quicklime derived milk is also advantageous for use in other components of the alumina refining process, other than the generation of the TCA filter aid. , by reducing the consumption of lime reagent.
[022] Em uma modalidade da invenção, a dita suspensão de partículas de hidróxido de cálcio com tamanho calibrado é obtida a partir de um processo de apagamento da cal viva na presença de um aditivo de engrossamento causando um efeito de engrossamento sobre a distribuição do tamanho de partícula das partículas de hidróxido de cálcio obtidas pelo dito processo de apagamento.[022] In one embodiment of the invention, said suspension of calcium hydroxide particles with calibrated size is obtained from a process of erasing the quicklime in the presence of a thickening additive causing a thickening effect on the size distribution particle size of the calcium hydroxide particles obtained by said erasure process.
[023] Em uma modalidade da invenção, a dita suspensão de partículas de hidróxido de cálcio com tamanho calibrado é obtida a partir de um processo de apagamento da cal viva formulada, preparado de cal viva a qual um aditivo de engrossamento foi adicionado pela pulverização de uma solução contendo um aditivo de engrossamento sobre cal viva.[023] In one embodiment of the invention, said suspension of calcium hydroxide particles with calibrated size is obtained from a process of erasing the formulated quicklime, prepared from quicklime to which a thickening additive was added by spraying a solution containing a thickening additive over quicklime.
[024] Preferivelmente, a dita suspensão de partículas de hidróxido de cálcio com tamanho calibrado é obtida a partir de um processo de apagamento da cal viva na presença de 2% em peso ou menos, preferivelmente, 0,1 a 1,5% em peso, preferivelmente, 0,15 a 0,8% em peso e mais preferivelmente de 0,2 a 0,65% em peso de um aditivo de engrossamento em relação ao peso da cal viva, em que o dito aditivo de engrossamento é selecionado dentre sulfatos alcalinos ou sulfatos alcalino terrosos.[024] Preferably, said suspension of calcium hydroxide particles with calibrated size is obtained from a process of erasing the quicklime in the presence of 2% by weight or less, preferably 0.1 to 1.5% in weight, preferably 0.15 to 0.8% by weight and more preferably from 0.2 to 0.65% by weight of a thickening additive in relation to the weight of quicklime, wherein said thickening additive is selected among alkaline sulphates or alkaline earth sulphates.
[025] Em uma modalidade particular da invenção, o dito aditivo de engrossamento é sulfato de sódio.[025] In a particular embodiment of the invention, said thickening additive is sodium sulfate.
[026] Em uma modalidade da invenção, a dita suspensão de partículas de hidróxido de cálcio com tamanho calibrado é obtida a partir de um processo em que:[026] In an embodiment of the invention, said suspension of calcium hydroxide particles with calibrated size is obtained from a process in which:
[027] - uma solução aquosa concentrada de aditivo de engrossamento, em particular sulfato de sódio, é provida pela dissolução de uma quantidade de um aditivo de engrossamento de pelo menos 10% em peso, preferivelmente pelo menos 30% em peso em água em uma temperatura de dissolução adaptada para dissolver tal quantidade de aditivo de engrossamento;[027] - a concentrated aqueous solution of thickening additive, in particular sodium sulphate, is provided by dissolving a quantity of a thickening additive of at least 10% by weight, preferably at least 30% by weight in water in one dissolution temperature adapted to dissolve such a quantity of thickening additive;
[028] – a dita solução aquosa concentrada de aditivo de engrossamento na dita temperatura de dissolução é pulverizada sobre cal viva com uma quantidade compreendida dentre 5 dm³ e 30 dm³, preferivelmente entre 10 dm³ e 20 dm³ por ton métrica seca da dita cal viva para obter uma cal viva formulada;[028] - said concentrated aqueous solution of thickening additive at said dissolution temperature is sprayed on quicklime with an amount between 5 dm³ and 30 dm³, preferably between 10 dm³ and 20 dm³ per dry metric ton of said quicklime for obtain a formulated quicklime;
[029] – apagamento da dita cal viva formulada com água para prover a dita suspensão de partículas de hidróxido de cálcio com tamanho calibrado.[029] - erasure of said quicklime formulated with water to provide said suspension of calcium hydroxide particles with calibrated size.
[030] Preferivelmente, a dita suspensão de partículas de hidróxido de cálcio com tamanho calibrado é obtida a partir de um processo de apagamento da cal viva com uma quantidade de água tal que o teor de sólido no teor de sólidos de leite de cal compreende entre 10 e 45% em peso do peso total do leite de cal preferivelmente com um teor de sólido no leite de cal até 40%, preferivelmente até 35%, mais preferivelmente até 30%, mais preferivelmente até 25% em peso do peso total do leite de cal.[030] Preferably, said suspension of calcium hydroxide particles with calibrated size is obtained from a process of erasing the quicklime with an amount of water such that the solid content in the solids content of lime milk comprises between 10 and 45% by weight of the total weight of the lime milk preferably with a solids content in the milk of lime up to 40%, preferably up to 35%, more preferably up to 30%, more preferably up to 25% by weight of the total weight of the milk of lime.
[031] Em uma modalidade da invenção, a dita suspensão de partículas de hidróxido de cálcio com tamanho calibrado é obtida a partir de um processo de apagamento parcial de partículas de cal viva pré-hidratadas tendo uma camada superficial, pelo menos parcialmente superficial, de cal hidratada e um núcleo de cal viva.[031] In one embodiment of the invention, said suspension of calcium hydroxide particles with calibrated size is obtained from a process of partial erasure of pre-hydrated quicklime particles having a surface layer, at least partially superficial, of hydrated lime and a core of quicklime.
[032] Em uma modalidade da invenção, a dita suspensão de partículas de hidróxido de cálcio com tamanho calibrado é obtida a partir de um processo de apagamento da cal viva em um reator resfriado em uma temperatura menor do que ou igual a 60 °C. As partículas de cal hidratada obtidas em tais condições são geralmente mais grossas do que as partículas de cal hidratada obtidas em condições de temperaturas compreendidas entre 60 °C e 95 °C.[032] In one embodiment of the invention, said suspension of calcium hydroxide particles with calibrated size is obtained from a process of erasing the quicklime in a reactor cooled to a temperature less than or equal to 60 ° C. The hydrated lime particles obtained under such conditions are generally thicker than the hydrated lime particles obtained under conditions of temperatures between 60 ° C and 95 ° C.
[033] Em uma modalidade da invenção, a dita suspensão de partículas de hidróxido de cálcio com tamanho calibrado é obtida a partir de um processo de apagamento da cal viva em um reator em uma temperatura maior ou igual a 95 °C. As partículas de cal hidratada obtidas em tais condições são geralmente mais grossas do que as partículas de cal hidratada obtidas em condições de temperaturas compreendidas entre 60 °C e 95 °C.[033] In one embodiment of the invention, said suspension of calcium hydroxide particles with calibrated size is obtained from a process of erasing the quicklime in a reactor at a temperature greater than or equal to 95 ° C. The hydrated lime particles obtained under such conditions are generally thicker than the hydrated lime particles obtained under conditions of temperatures between 60 ° C and 95 ° C.
[034] Em uma modalidade da invenção, a dita suspensão de partículas de hidróxido de cálcio com tamanho calibrado é obtida a partir de um processo de apagamento da cal viva para obter uma primeira suspensão de hidróxido de cálcio seguido por uma etapa de seleção do tamanho de partícula da dita primeira suspensão para remover partículas de hidróxido de cálcio que têm um tamanho de partícula sob um tamanho de partícula predeterminado e para reter as partículas de hidróxido de cálcio maior do que um tamanho de partícula predeterminado para a obtenção, possivelmente após a diluição, da dita suspensão de partículas de hidróxido de cálcio com tamanho calibrado.[034] In an embodiment of the invention, said suspension of calcium hydroxide particles with calibrated size is obtained from a process of erasing the quicklime to obtain a first suspension of calcium hydroxide followed by a size selection step particle size of said first suspension to remove calcium hydroxide particles that have a particle size under a predetermined particle size and to retain the calcium hydroxide particles greater than a predetermined particle size for obtaining, possibly after dilution , of said suspension of calcium hydroxide particles with calibrated size.
[035] Em uma modalidade da invenção, a dita suspensão de partículas de hidróxido de cálcio com tamanho calibrado é obtida a partir de um processo de apagamento da cal viva para obter uma primeira suspensão de hidróxido de cálcio seguido por:[035] In an embodiment of the invention, said suspension of calcium hydroxide particles with calibrated size is obtained from a process of erasing the quicklime to obtain a first suspension of calcium hydroxide followed by:
[036] - uma primeira etapa de seleção do tamanho de partícula da dita primeira suspensão para remover partículas de hidróxido de cálcio tendo um tamanho de partícula menor do que um primeiro tamanho de partícula predeterminado e para reter partículas de hidróxido de cálcio maiores do que um primeiro tamanho de partícula predeterminado para a obtenção de, possivelmente após a diluição, uma segunda suspensão de partículas de hidróxido de cálcio;[036] - a first step of selecting the particle size of said first suspension to remove particles of calcium hydroxide having a particle size smaller than a predetermined first particle size and to retain particles of calcium hydroxide larger than one first predetermined particle size for obtaining, possibly after dilution, a second suspension of calcium hydroxide particles;
[037] - uma segunda etapa de seleção do tamanho de partícula da dita segunda suspensão de partículas de hidróxido de cálcio para remover partículas de hidróxido de cálcio tendo um tamanho de partícula maior do que um segundo tamanho de partícula predeterminado maior do que o dito primeiro tamanho de partícula predeterminado e para reter as partículas restantes de hidróxido de cálcio tendo um tamanho de partícula compreendido entre o dito primeiro tamanho de partícula predeterminado e o dito segundo tamanho de partícula predeterminado para a obtenção, possivelmente após a diluição, da dita suspensão de partículas de hidróxido de cálcio com tamanho calibrado.[037] - a second step of selecting the particle size of said second suspension of calcium hydroxide particles to remove calcium hydroxide particles having a particle size greater than a second predetermined particle size greater than said first predetermined particle size and to retain the remaining calcium hydroxide particles having a particle size comprised between said predetermined particle size and said predetermined second particle size for obtaining, possibly after dilution, said particle suspension of calcium hydroxide with calibrated size.
[038] Em uma modalidade da invenção, a dita suspensão de partículas de hidróxido de cálcio com tamanho calibrado é obtida a partir de um processo de fluidização da cal hidratada onde a cal hidratada foi preparada por hidratação a seco e seu tamanho de partícula foi controlado por trituração e peneiração para obter o tamanho alvo.[038] In one embodiment of the invention, said suspension of calcium hydroxide particles with calibrated size is obtained from a fluidization process of the hydrated lime where the hydrated lime was prepared by dry hydration and its particle size was controlled by grinding and sifting to obtain the target size.
[039] Preferivelmente, as ditas partículas de hidróxido de cálcio com tamanho calibrado têm uma distribuição do tamanho de partícula predeterminada para a obtenção de partículas de TCA com uma distribuição desejada do tamanho de partícula com base em uma curva de calibração obtida pela realização das ditas etapas a) a c) com pelo menos três suspensões de hidróxido de cálcio de distribuição do tamanho de partícula predeterminada diferente.[039] Preferably, said calibrated size calcium hydroxide particles have a predetermined particle size distribution for obtaining TCA particles with a desired particle size distribution based on a calibration curve obtained by carrying out said steps a) to c) with at least three calcium hydroxide suspensions of different predetermined particle size distribution.
[040] Todas as modalidades descritas aqui podem ser usadas sozinhas ou em uma combinação das mesmas.[040] All the modalities described here can be used alone or in a combination of them.
[041] Em um segundo aspecto, a presente invenção é relacionada ao uso de partículas grossas de aluminato tricálcico obtidas pelo processo como descrito aqui acima em um processo de refino de alumina a partir de um minério compreendendo minerais de alumínio.[041] In a second aspect, the present invention relates to the use of coarse tricalcium aluminate particles obtained by the process as described here above in a process for refining alumina from an ore comprising aluminum minerals.
[042] Em outro aspecto, a presente invenção é relacionada ao uso de partículas grossas de aluminato tricálcico obtidas pelo processo como descrito acima em um processo de fabricação de auxiliar de filtro de TCA.[042] In another aspect, the present invention relates to the use of coarse tricalcium aluminate particles obtained by the process as described above in a TCA filter aid manufacturing process.
[043] A figura 1 apresenta uma imagem obtida por microscopia eletrônica de varredura das partículas de TCA obtidas de acordo com o processo da invenção.[043] Figure 1 presents an image obtained by scanning electron microscopy of the TCA particles obtained according to the process of the invention.
[044] De acordo com um primeiro aspecto, a presente invenção é relacionada a um processo para a obtenção de partículas de aluminato tricálcico (TCA) com tamanho calibrado compreendendo as etapas de:[044] According to a first aspect, the present invention is related to a process for obtaining tricalcium aluminate (TCA) particles with calibrated size comprising the steps of:
[045] a) provisão de um licor de processo contendo aluminato de sódio;[045] a) provision of a process liquor containing sodium aluminate;
[046] b) provisão de uma suspensão de partículas de hidróxido de cálcio com tamanho calibrado;[046] b) provision of a calibrated size suspension of calcium hydroxide particles;
[047] c) mistura da dita suspensão selecionada de partículas de hidróxido de cálcio com tamanho calibrado com o dito licor de processo para deixá-las reagir para obter as ditas partículas de aluminato tricálcico com tamanho calibrado.[047] c) mixing said selected suspension of calcium hydroxide particles with calibrated size with said process liquor to let them react to obtain said calibrated size tricalcium aluminate particles.
[048] Preferivelmente, a dita suspensão de hidróxido de cálcio com tamanho calibrado é obtida a partir de apagamento da cal viva, a dita cal viva tendo um teor de cal disponível maior do que 82%, preferivelmente maior do que 85%, preferivelmente maior do que 90%, mais preferivelmente maior do que 92%, mais preferivelmente maior do que 95%, medido de acordo com o padrão EN459-2:2010. Cals vivas tendo um teor de cal disponível maior do que 90% é geralmente também referido como “cal viva de alta qualidade”.[048] Preferably, said calibrated size calcium hydroxide suspension is obtained from erasing the quicklime, said quicklime having an available lime content greater than 82%, preferably greater than 85%, preferably greater than 90%, more preferably greater than 92%, more preferably greater than 95%, measured according to the standard EN459-2: 2010. Live lime having an available lime content greater than 90% is generally also referred to as "high quality living lime".
[049] Um processo de refinaria de alumina típico é descrito no documento “The chemistry of CaO and Ca(OH)2”, B.I. Whittington, Hydrometallurgy 43 (1996)[049] A typical alumina refinery process is described in the document “The chemistry of CaO and Ca (OH) 2”, B.I. Whittington, Hydrometallurgy 43 (1996)
13-35. Um minério contendo altas quantidades de alumínio tais como bauxita é triturado e moído. O produto resultante é transferido para dentro de um primeiro tanque para uma etapa de pré-dessilicação em que o minério triturado é colocado em contato com leite de cal sob agitação em temperaturas de cerca de 100 °C antes de ser transferido para um tanque de digestão em que solução altamente concentrada de NaOH e leite de cal são injetados. Esta etapa de digestão ocorre sob alta pressão e alta temperatura. A lama resultante obtida após a digestão é resfriada e enviada para um tanque de sedimentação para assentar a fração sólida da fração líquida, aqui chamado de licor de processo. A fração sólida é lavada com água, em uma série de lavadores de decantação contracorrente. Um dos eluentes de extravasamento da lavadora é enviado para um tanque for a caustificação em que leite de cal é adicionado para aumentar a alcalinidade pela conversão de carbonato de cálcio em hidróxido de sódio. Em uma etapa de processo separada, uma pequena parte do licor de processo é usada para ser reagida com leite de cal, também referida como uma suspensão de partículas de hidróxido de cálcio, para obter partículas de aluminato tricálcico que são usadas como um auxiliar de filtro para filtrar o licor de processo restante. O licor de processo filtrado é a seguir resfriado e assentado para precipitar tri-hidróxido de alumínio em um tanque de precipitação. Finalmente, o precipitado é calcinado após a lavagem para obter um produto de alumina Al2O3 purificado.13-35. An ore containing high amounts of aluminum such as bauxite is crushed and ground. The resulting product is transferred into a first tank to a pre-desilication step in which the crushed ore is placed in contact with lime milk under stirring at temperatures of about 100 ° C before being transferred to a digestion tank. where highly concentrated NaOH solution and lime milk are injected. This digestion stage occurs under high pressure and high temperature. The resulting sludge obtained after digestion is cooled and sent to a sedimentation tank to settle the solid fraction of the liquid fraction, here called process liquor. The solid fraction is washed with water in a series of countercurrent decanting washers. One of the washer's overflow eluents is sent to a tank for causticization in which lime milk is added to increase alkalinity by converting calcium carbonate into sodium hydroxide. In a separate process step, a small part of the process liquor is used to be reacted with lime milk, also referred to as a calcium hydroxide particle suspension, to obtain tricalcium aluminate particles that are used as a filter aid. to filter the remaining process liquor. The filtered process liquor is then cooled and settled to precipitate aluminum trihydroxide in a precipitation tank. Finally, the precipitate is calcined after washing to obtain a purified Al2O3 alumina product.
[050] Uma vez que o processo de refino de alumina compreende diferentes etapas envolvendo o uso de leite de cal, o uso de um leite de cal derivado de cal viva de alta qualidade é vantajoso para o uso em outros componentes do processo de refino de alumina, outra geração de auxiliar de filtro de TCA, pela redução do consumo de reagente de cal.[050] Since the alumina refining process comprises different steps involving the use of lime milk, the use of a high quality lime milk derived from lime is advantageous for use in other components of the refining process. alumina, another generation of TCA filter aid, by reducing the consumption of lime reagent.
[051] Verificou-se que é possível controlar a distribuição do tamanho de partícula das partículas de aluminato tricálcico pelo controle da distribuição do tamanho de partícula das partículas de hidróxido de cálcio. De acordo com a invenção, existem várias maneiras de controlar a distribuição do tamanho de partícula das partículas de hidróxido de cálcio a serem usadas para a geração de partículas de aluminato tricálcico com tamanho calibrado.[051] It has been found that it is possible to control the particle size distribution of the tricalcium aluminate particles by controlling the particle size distribution of the calcium hydroxide particles. According to the invention, there are several ways to control the particle size distribution of the calcium hydroxide particles to be used for the generation of calibrated sized tricalcium aluminate particles.
[052] Em uma modalidade da invenção, cal viva pode ser apagada na presença de um aditivo de engrossamento causando um efeito de engrossamento sobre a distribuição do tamanho de partícula das partículas de hidróxido de cálcio obtidas pelo dito processo de apagamento.[052] In one embodiment of the invention, quicklime can be erased in the presence of a thickening additive causing a thickening effect on the particle size distribution of the calcium hydroxide particles obtained by said erasing process.
[053] Preferivelmente, o dito aditivo de engrossamento é selecionado dentre sulfato alcalino tal como sulfato de sódio como um exemplo não limitativo ou sulfatos alcalino terrosos tais como sulfato de cálcio como um exemplo não limitativo.[053] Preferably, said thickening additive is selected from alkaline sulphate such as sodium sulphate as a non-limiting example or alkaline earth sulphates such as calcium sulphate as a non-limiting example.
[054] O aditivo de engrossamento pode ser adicionado à cal viva antes da etapa de apagamento, por exemplo, por pulverização do dito aditivo de engrossamento sobre cal viva e a seguir a etapa de apagamento é realizada com suficiente quantidade de água para obter uma suspensão de partículas de hidróxido de cálcio. Alternativamente ou em combinação com a etapa de pulverização, o aditivo de engrossamento pode ser adicionado durante a etapa de apagamento, por exemplo, na água de apagamento.[054] The thickening additive can be added to quicklime before the erasing step, for example, by spraying said thickening additive on quicklime and then the erasing step is carried out with sufficient amount of water to obtain a suspension of calcium hydroxide particles. Alternatively or in combination with the spraying step, the thickening additive can be added during the erasing step, for example, in the erasing water.
[055] Preferivelmente, a etapa de apagamento da cal viva é realizada na presença de menos do que 2% em peso, preferivelmente 0,1 a 1,5% em peso, preferivelmente, 0,15 a 0,8% em peso e mais preferivelmente de 0,2 a 0,65% em peso de um aditivo de engrossamento em relação ao peso da cal viva. Uma quantidade mínima de aditivo de engrossamento é exigida para prover o efeito de engrossamento sobre as partículas de hidróxido de cálcio e uma quantidade máxima de aditivo de engrossamento é ajustada para manter a suspensão de partículas de hidróxido de cálcio acima de um certo grau de pureza e para impedir a formação de partículas muito grossas de hidróxido de cálcio.[055] Preferably, the step of erasing the quicklime is carried out in the presence of less than 2% by weight, preferably 0.1 to 1.5% by weight, preferably 0.15 to 0.8% by weight and more preferably from 0.2 to 0.65% by weight of a thickening additive in relation to the weight of quicklime. A minimum amount of thickening additive is required to provide the thickening effect on the calcium hydroxide particles and a maximum amount of thickening additive is adjusted to keep the suspension of calcium hydroxide particles above a certain degree of purity and to prevent the formation of very coarse particles of calcium hydroxide.
[056] Em uma modalidade da invenção, uma suspensão de partículas de hidróxido de cálcio com tamanho calibrado é obtida a partir de um processo em que:[056] In one embodiment of the invention, a calibrated size suspension of calcium hydroxide particles is obtained from a process in which:
[057] - uma solução aquosa concentrada de sulfato de sódio é provida pela dissolução de uma quantidade de sulfato de sódio de pelo menos 10% em peso, preferivelmente pelo menos 35% em peso em água em uma temperatura de dissolução adaptada para dissolver tal quantidade;[057] - a concentrated aqueous solution of sodium sulphate is provided by dissolving an amount of sodium sulphate of at least 10% by weight, preferably at least 35% by weight in water at a dissolution temperature adapted to dissolve such amount ;
[058] – a dita solução concentrada de sulfato de sódio na dita temperatura de dissolução é pulverizada sobre cal viva com uma quantidade compreendida entre 5 dm³ e 30 dm³, preferivelmente entre 10 dm³ e 20 dm³ da dita solução concentrada por ton da dita cal viva para obter uma cal viva formulada;[058] - said concentrated sodium sulfate solution at said dissolution temperature is sprayed on quicklime with an amount between 5 dm³ and 30 dm³, preferably between 10 dm³ and 20 dm³ of said concentrated solution per ton of said quicklime to obtain a formulated quicklime;
[059] – a dita cal viva formulada é apagada com água para prover a dita suspensão de partículas de hidróxido de cálcio com tamanho calibrado.[059] - said formulated quicklime is erased with water to provide said suspension of calcium hydroxide particles with calibrated size.
[060] Preferivelmente, na etapa de apagamento da cal viva, a quantidade de água é adaptada para prover uma suspensão de hidróxido de cálcio (ou leite de cal) em que o teor de sólido no leite de cal é compreendido entre 10 e 45 % em peso do peso total do leite de cal, preferivelmente com um teor de sólido no leite de cal de até 40%, preferivelmente até 35%, mais preferivelmente até 30%, mais preferivelmente até 25% em peso do peso total do leite de cal. Uma quantidade mínima de teor de sólido é exigida para prover quantidade suficiente de hidróxido de cálcio em um volume mínimo de suspensão e uma quantidade máxima de teor de sólido é preferivelmente ajustada para minimizar o volume da suspensão enquanto mantém uma boa escoabilidade e capacidade de bombear da suspensão.[060] Preferably, in the stage of erasing the quicklime, the amount of water is adapted to provide a suspension of calcium hydroxide (or lime milk) in which the solid content in the lime milk is comprised between 10 and 45% by weight of the total weight of the lime milk, preferably with a content of solid in the lime milk of up to 40%, preferably up to 35%, more preferably up to 30%, more preferably up to 25% by weight of the total weight of the lime milk . A minimum amount of solid content is required to provide sufficient amount of calcium hydroxide in a minimum volume of suspension and a maximum amount of solid content is preferably adjusted to minimize the volume of the suspension while maintaining good flowability and pumping capacity of the suspension.
[061] Em uma modalidade da invenção, a dita suspensão de partículas de hidróxido de cálcio com tamanho calibrado é obtida a partir de um processo de apagamento parcial de partículas de cal viva pré-hidratadas tendo uma camada superficial, pelo menos parcialmente superficial, de cal hidratada e um núcleo de cal viva.[061] In one embodiment of the invention, said suspension of calcium hydroxide particles with calibrated size is obtained from a process of partial erasure of pre-hydrated quicklime particles having a surface layer, at least partially superficial, of hydrated lime and a core of quicklime.
[062] Em uma modalidade da invenção, a dita suspensão de partículas de hidróxido de cálcio com tamanho calibrado é obtida a partir de um processo de apagamento da cal viva em um reator resfriado em uma temperatura menor do que ou igual a 60 °C. As partículas de cal hidratada obtidas em tais condições são geralmente mais grossas do que as partículas de cal hidratada obtidas em condições de temperaturas compreendidas entre 60 °C e 95 °C.[062] In one embodiment of the invention, said suspension of calcium hydroxide particles with calibrated size is obtained from a process of erasing the quicklime in a reactor cooled to a temperature less than or equal to 60 ° C. The hydrated lime particles obtained under such conditions are generally thicker than the hydrated lime particles obtained under conditions of temperatures between 60 ° C and 95 ° C.
[063] Em uma modalidade da invenção, a dita suspensão de partículas de hidróxido de cálcio com tamanho calibrado é obtida a partir de um processo de apagamento da cal viva em um reator em uma temperatura maior ou igual a 95 °C. As partículas de cal hidratada obtidas em tais condições são geralmente mais grossas do que as partículas de cal hidratada obtidas em condições de temperaturas compreendidas entre 60 °C e 95 °C.[063] In one embodiment of the invention, said suspension of calcium hydroxide particles with calibrated size is obtained from a process of erasing the quicklime in a reactor at a temperature greater than or equal to 95 ° C. The hydrated lime particles obtained under such conditions are generally thicker than the hydrated lime particles obtained under conditions of temperatures between 60 ° C and 95 ° C.
[064] Em uma modalidade da invenção, a dita suspensão de partículas de hidróxido de cálcio com tamanho calibrado é obtida a partir de um processo de apagamento da cal viva para obter uma primeira suspensão de hidróxido de cálcio seguido por uma etapa de seleção do tamanho de partícula da dita primeira suspensão para remover partículas de hidróxido de cálcio que têm um tamanho de partícula sob um tamanho de partícula predeterminado e para reter as partículas de hidróxido de cálcio maiores do que um tamanho de partícula predeterminado para a obtenção, possivelmente após a diluição, da dita suspensão de partículas de hidróxido de cálcio com tamanho calibrado. Esta etapa de seleção do tamanho de partícula pode ser feita, por exemplo, pelo corte da dita primeira suspensão com uma peneira selecionada das peneiras comercialmente disponíveis tendo aberturas na peneira inferiores a 125 µm (120 mesh), preferivelmente inferiores a 105 µm (140 mesh), mais preferivelmente inferiores a 88 µm (170 mesh), mais preferivelmente inferiores a 74 µm (200 mesh), mais preferivelmente inferiores a 63 µm (230 mesh).[064] In one embodiment of the invention, said suspension of calcium hydroxide particles with calibrated size is obtained from a process of erasing the quicklime to obtain a first suspension of calcium hydroxide followed by a size selection step particle size of said first suspension to remove calcium hydroxide particles that have a particle size under a predetermined particle size and to retain calcium hydroxide particles larger than a predetermined particle size for obtaining, possibly after dilution , of said suspension of calcium hydroxide particles with calibrated size. This particle size selection step can be done, for example, by cutting said first suspension with a sieve selected from commercially available sieves having sieve openings of less than 125 µm (120 mesh), preferably less than 105 µm (140 mesh) ), more preferably less than 88 µm (170 mesh), more preferably less than 74 µm (200 mesh), more preferably less than 63 µm (230 mesh).
[065] Em uma modalidade da invenção, a dita suspensão de partículas de hidróxido de cálcio com tamanho calibrado é obtida a partir de um processo de apagamento da cal viva para obter uma primeira suspensão de hidróxido de cálcio seguido por:[065] In one embodiment of the invention, said calibrated size of calcium hydroxide particles is obtained from a process of erasing the quicklime to obtain a first calcium hydroxide suspension followed by:
[066] - uma primeira etapa de seleção do tamanho de partícula da dita primeira suspensão para remover partículas de hidróxido de cálcio tendo um tamanho de partícula menor do que um primeiro tamanho de partícula predeterminado e para reter partículas de hidróxido de cálcio maiores do que um primeiro tamanho de partícula predeterminado para a obtenção de, possivelmente após a diluição, uma segunda suspensão de partículas de hidróxido de cálcio[066] - a first step of selecting the particle size of said first suspension to remove particles of calcium hydroxide having a particle size smaller than a predetermined first particle size and to retain particles of calcium hydroxide larger than one first predetermined particle size to obtain, possibly after dilution, a second suspension of calcium hydroxide particles
[067] - uma segunda etapa de seleção do tamanho de partícula da dita segunda suspensão de partículas de hidróxido de cálcio para remover partículas de hidróxido de cálcio tendo um tamanho de partícula maior do que um segundo tamanho de partícula predeterminado maior do que o dito primeiro tamanho de partícula predeterminado e para reter as partículas restantes de hidróxido de cálcio tendo um tamanho de partícula compreendido entre o dito primeiro tamanho de partícula predeterminado e o dito segundo tamanho de partícula predeterminado para a obtenção, possivelmente após a diluição, da dita suspensão de partículas de hidróxido de cálcio com tamanho calibrado.[067] - a second step of selecting the particle size of said second calcium hydroxide particle suspension to remove calcium hydroxide particles having a particle size greater than a second predetermined particle size greater than said first predetermined particle size and to retain the remaining calcium hydroxide particles having a particle size comprised between said predetermined particle size and said predetermined second particle size for obtaining, possibly after dilution, said particle suspension of calcium hydroxide with calibrated size.
[068] A primeira etapa de seleção do tamanho de partícula pode ser feita, por exemplo, pelo corte da dita primeira suspensão com uma peneira selecionada das peneiras comercialmente disponíveis tendo aberturas na peneira inferiores a 125 µm (120 mesh), preferivelmente inferiores a 105 µm (140 mesh), mais preferivelmente inferiores a 88 µm (170 mesh), mais preferivelmente inferiores a 74 µm (200 mesh), mais preferivelmente inferiores a 63 µm (230 mesh). A seguir, a segunda etapa da seleção de partículas pode ser feita pelo corte da dita segunda suspensão com uma peneira selecionada das peneiras comercialmente disponíveis tendo aberturas na peneira maiores do que aquelas da peneira utilizada na primeira etapa de seleção de partículas, tais como peneiras tendo aberturas maiores do que 105 µm (140 mesh), preferivelmente maiores do que 125 µm (120 mesh), mais preferivelmente maiores do que 149 µm (100 mesh), mais preferivelmente maiores do que 177 µm (80 mesh).[068] The first step of selecting the particle size can be done, for example, by cutting said first suspension with a sieve selected from commercially available sieves having sieve openings of less than 125 µm (120 mesh), preferably less than 105 µm (140 mesh), more preferably less than 88 µm (170 mesh), more preferably less than 74 µm (200 mesh), more preferably less than 63 µm (230 mesh). Next, the second stage of particle selection can be done by cutting said second suspension with a screen selected from the commercially available screens having openings in the screen larger than those of the screen used in the first stage of particle selection, such as screens having openings larger than 105 µm (140 mesh), preferably larger than 125 µm (120 mesh), more preferably larger than 149 µm (100 mesh), more preferably larger than 177 µm (80 mesh).
[069] Preferivelmente, no processo para a obtenção de aluminato tricálcico com tamanho calibrado, as ditas partículas de hidróxido de cálcio com tamanho calibrado têm uma distribuição do tamanho de partícula predeterminada para a obtenção de partículas de TCA com uma distribuição desejada do tamanho de partícula com base em uma curva de calibração obtida pela realização das ditas etapas a) a c) com pelo menos três suspensões de hidróxido de cálcio de distribuição do tamanho de partícula predeterminada diferente.[069] Preferably, in the process for obtaining calibrated size tricalcium aluminate, said calibrated size calcium hydroxide particles have a predetermined particle size distribution for obtaining TCA particles with a desired particle size distribution. based on a calibration curve obtained by carrying out said steps a) to c) with at least three suspensions of calcium hydroxide of different predetermined particle size distribution.
[070] Em uma modalidade da invenção, a calcinação do calcário em cal viva também pode ser realizada pelo uso de combustíveis (tais como carvão com alto teor de enxofre ou coque de petróleo, também chamado de petcoke) que transmitiriam um alto teor de enxofre (tipicamente, na forma de um sulfato ou outra forma oxidada de enxofre) para o produto de cal viva. Pode ser vantajoso medir o teor de enxofre na cal viva e adaptar a quantidade de aditivo de engrossamento a ser adicionada para a etapa de apagamento em função da quantidade de enxofre na cal viva, tal como evitar a formação de partículas muito grossas de hidróxido de cálcio. É possível estabelecer, de acordo com a invenção, uma relação entre a concentração de aditivo, o tamanho de partícula de Ca(OH)2 e o tamanho de partícula de TCA e que esta relação é normalmente diferente para uma cal viva com um baixo teor de enxofre e uma cal viva com um maior teor de enxofre.[070] In an embodiment of the invention, calcination of limestone in quicklime can also be carried out by using fuels (such as coal with a high sulfur content or petroleum coke, also called petcoke) that would transmit a high sulfur content (typically, in the form of a sulfate or other oxidized form of sulfur) for the quicklime product. It may be advantageous to measure the sulfur content in quicklime and adapt the amount of thickening additive to be added for the erasing step depending on the amount of sulfur in quicklime, such as avoiding the formation of very coarse particles of calcium hydroxide . It is possible to establish, according to the invention, a relationship between the concentration of additive, the particle size of Ca (OH) 2 and the particle size of TCA and that this relationship is usually different for a quicklime with a low content sulfur and quicklime with a higher sulfur content.
[071] Vantajosamente, em um processo de refino de alumina, partículas de hidróxido de cálcio com tamanho calibrado, preferivelmente obtidas de cal viva tendo um teor de cal disponível maior do que 82%, ou mesmo maior, podem ser usadas em estágios diferentes do processo incluindo a etapa de formação de aluminato tricálcico. Portanto, o método de fabricação de partículas de TCA provê não apenas um método de controle para a distribuição do tamanho de partícula de partículas de TCA, mas também provê a possibilidade de uso de uma cal viva de alta qualidade, com um teor de CaO disponível igual ou maior do que 82%, para gerar leite de cal de alta qualidade, dessa forma, aumentando a eficiência de utilização deste reagente em todas as unidades do processo do processo de refino de alumina onde ele é usado.[071] Advantageously, in an alumina refining process, calibrated sized calcium hydroxide particles, preferably obtained from quicklime having an available lime content greater than 82%, or even greater, can be used in different stages than process including the step of forming tricalcium aluminate. Therefore, the TCA particle manufacturing method provides not only a control method for the particle size distribution of TCA particles, but also provides the possibility of using a high quality quicklime with an available CaO content. equal to or greater than 82%, to generate high-quality lime milk, thereby increasing the efficiency of use of this reagent in all units of the alumina refining process where it is used.
[072] O efeito de diferentes tipos de leite de cal sobre a formação de aluminato tricálcico foi avaliado pela reação daqueles leites de cal com um licor sintético de processo Bayer.[072] The effect of different types of lime milk on the formation of tricalcium aluminate was evaluated by the reaction of those lime milks with a synthetic liquor from the Bayer process.
[073] O licor sintético Bayer pode ser preparado em uma autoclave por aquecimento a 180 °C sob agitação de uma mistura aquosa contendo 6 mol/dm³ de NaOH, 2,2 mol/dm³ de Al(OH)3 e 0,4 mol/dm³ de Na2CO3.[073] Bayer synthetic liquor can be prepared in an autoclave by heating to 180 ° C under stirring an aqueous mixture containing 6 mol / dm³ of NaOH, 2.2 mol / dm³ of Al (OH) 3 and 0.4 mol / dm³ of Na2CO3.
[074] Três amostras de cal viva formulada são preparadas pela mistura de cal viva tendo as propriedades listadas na tabela 1 com, respectivamente, 0,3% em peso, 0,5% em peso e 0,7% em peso de Na2SO4 em peso da dita cal viva. TABELA 1 CaO Total >94% em peso MgO < 2% em peso SiO2 < 0,5% em peso S < 0,04% em peso CO2 < 1,9% em peso C < 0,5% em peso P < 0,03% em peso Tamanho da cal viva 10-60mm Tempo de reatividade T60 < 2 min[074] Three samples of formulated quicklime are prepared by mixing quicklime having the properties listed in table 1 with, respectively, 0.3% by weight, 0.5% by weight and 0.7% by weight of Na2SO4 in weight of said quicklime. TABLE 1 Total CaO> 94% by weight MgO <2% by weight SiO2 <0.5% by weight S <0.04% by weight CO2 <1.9% by weight C <0.5% by weight P <0 , 03% by weight Lime size 10-60mm Reactivity time T60 <2 min
[075] As ditas três amostras de cal viva formulada foram trituradas até < 5 mm e a seguir apagadas em água à temperatura ambiente em um apagador por 20 minutos com uma quantidade de água para obter cerca de 16% em peso de teor de sólido no leite de cal.[075] Said three samples of formulated quicklime were crushed to <5 mm and then erased in water at room temperature in an eraser for 20 minutes with an amount of water to obtain about 16% by weight of solid content in the lime milk.
[076] A distribuição do tamanho de partícula d50 para aqueles três leites de cal obtidos é medida por granulometria por difração a laser e metanol após a sonicação. A d50 das partículas de hidróxido de cálcio dos três leites de cal obtidos aumenta substancialmente e linearmente com a quantidade de Na2SO4 na cal viva formulada. A d50 medida das partículas de hidróxido de cálcio é provida na tabela 2.[076] The particle size distribution d50 for those three milks of lime obtained is measured by particle size by laser diffraction and methanol after sonication. The d50 of the calcium hydroxide particles from the three lime milks obtained substantially and linearly increases with the amount of Na2SO4 in the formulated quicklime. The measured d50 of the calcium hydroxide particles is provided in table 2.
[077] Três amostras de aluminato tricálcico são preparadas de 200 ml do licor sintético de processo Bayer como preparado acima e de uma quantidade apropriada de um das três amostras de leite de cal como preparado acima tal que a razão molar de cálcio para alumínio expressa em equivalente de CaO para Al2O3 é de 1 para 9. Para cada amostra, 200 cm³ de licor sintético de processo Bayer são aquecidos até 80 °C em um vaso preferivelmente feito de um material de níquel e cromo resistente à corrosão, de alta resistência, também conhecido comercialmente como INCONEL®. A seguir, a quantidade apropriada do respectivo leite de cal é adicionada no vaso sob agitação om um agitador a 250 RPM. Quando a pasta fluida alcançar 95 °C, a pasta fluida é deixada reagir por 90 minutos na mesma taxa de agitação. A pasta fluida é a seguir resfriada até 70 °C para filtragem.[077] Three samples of tricalcium aluminate are prepared from 200 ml of the synthetic Bayer process liquor as prepared above and an appropriate amount of one of the three samples of lime milk as prepared above such that the molar ratio of calcium to aluminum expressed in CaO equivalent for Al2O3 is 1 to 9. For each sample, 200 cm³ of synthetic Bayer process liquor is heated up to 80 ° C in a vessel preferably made of a corrosion resistant nickel and chrome material, of high resistance, also known commercially as INCONEL®. Then, the appropriate amount of the respective lime milk is added to the vessel under agitation with a 250 RPM shaker. When the slurry reaches 95 ° C, the slurry is allowed to react for 90 minutes at the same rate of stirring. The slurry is then cooled to 70 ° C for filtration.
[078] A figura 1 apresenta uma imagem obtida por Microscopia Eletrônica de Varredura das partículas de TCA obtidas de acordo com o processo da invenção. Pode-se ver que as partículas de TCA são formadas de cristais agregados de dimensões abaixo de 5 µm, e que aquelas partículas de TCA são maiores do que 15 µm, como frequentemente exigido para a operação eficaz de filtros de folha verticais estáticos de pressão.[078] Figure 1 presents an image obtained by Scanning Electron Microscopy of the TCA particles obtained according to the process of the invention. It can be seen that the TCA particles are formed from aggregate crystals of dimensions below 5 µm, and that those TCA particles are larger than 15 µm, as is often required for the effective operation of static pressure sheet filters.
[079] A d50 de cada uma das amostras de aluminato tricálcico é medida por granulometria por difração a laser em metanol sem sonicação. A d50 das partículas de aluminato tricálcico aumenta substancialmente e linearmente com a d50 das partículas de hidróxido de cálcio do leite de cal utilizado. Os valores de d50 para as partículas de aluminato tricálcico e os respectivos valores de d50 das partículas de hidróxido de cálcio utilizadas para a preparação daquelas partículas de TCA são apresentados na tabela 2. A quantidade de leite de cal utilizada no processo de preparação das partículas de TCA é ainda incluída na tabela 2. TABELA 2 Concentração do aditivo Quantidade de leite de cal d50 das partículas d50 do de Na2SO4 (% p/p) em (16% em peso de teor de de Ca(OH)2 do TCA relação à massa seca de sólido) utilizado para a leite de cal (µm) (µm) cal viva preparação de TCA (g) 0,3 92 15,7 19 0,5 110 16,6 24 0,7 144 16,7 28[079] The d50 of each of the samples of tricalcium aluminate is measured by particle size by laser diffraction in methanol without sonication. The d50 of the tricalcium aluminate particles increases substantially and linearly with the d50 of the calcium hydroxide particles of the used lime milk. The d50 values for the tricalcium aluminate particles and the respective d50 values for the calcium hydroxide particles used for the preparation of those TCA particles are shown in table 2. The amount of lime milk used in the process of preparing the particles of calcium TCA is also included in table 2. TABLE 2 Additive concentration Amount of lime milk d50 of the d50 particles of Na2SO4 (% w / w) in (16% by weight of Ca (OH) 2 content of the TCA in relation to dry solid mass) used for lime milk (µm) (µm) quicklime TCA preparation (g) 0.3 92 15.7 19 0.5 110 16.6 24 0.7 144 16.7 28
[080] Este exemplo mostra que, pelo processo de acordo com a presente invenção, é possível controlar a distribuição do tamanho de partícula das partículas de aluminato tricálcico pela adição de um agente de engrossamento e a seguir uso de partículas de hidróxido de cálcio de distribuição do tamanho de partícula calibrado para obter TCA com tamanho calibrado.[080] This example shows that, by the process according to the present invention, it is possible to control the particle size distribution of the tricalcium aluminate particles by adding a thickening agent and then using calcium hydroxide particles for distribution of the calibrated particle size to obtain calibrated size TCA.
[081] Na cal viva utilizada para os exemplos mencionados aqui acima, o teor de enxofre foi relativamente baixo (menor do que 0,04 % em peso da cal viva).[081] In the quicklime used for the examples mentioned here above, the sulfur content was relatively low (less than 0.04% by weight of the quicklime).
Claims (15)
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP18182967.2 | 2018-07-11 | ||
| EP18182967 | 2018-07-11 | ||
| PCT/EP2019/068757 WO2020011952A1 (en) | 2018-07-11 | 2019-07-11 | Process for obtaining size-calibrated tri-calcium aluminate particles and use of such particles in a process of alumina refining |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| BR112020026329A2 true BR112020026329A2 (en) | 2021-03-30 |
Family
ID=62916565
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| BR112020026329-0A BR112020026329A2 (en) | 2018-07-11 | 2019-07-11 | PROCESS FOR OBTAINING TRICALLIC ALUMINATE PARTICLES WITH CALIBRATED SIZE AND USE OF SUCH PARTICLES IN AN ALUMIN REFINING PROCESS |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP3820820A1 (en) |
| AU (1) | AU2019300344A1 (en) |
| BR (1) | BR112020026329A2 (en) |
| WO (1) | WO2020011952A1 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111871360A (en) * | 2020-07-15 | 2020-11-03 | 杭州科创有色金属研究有限公司 | Method and device for preparing filter aid in alumina production |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AUPQ889100A0 (en) * | 2000-07-20 | 2000-08-10 | Worsley Alumina Pty Ltd | Improved process for filter aid production in alumina refineries |
| US7326400B2 (en) * | 2005-08-11 | 2008-02-05 | Chemical Lime Company | Treatment of high sulfate containing quicklime |
| BE1021522B1 (en) * | 2012-09-12 | 2015-12-07 | S.A. Lhoist Recherche Et Developpement | HIGH FINENSE LIME MILK COMPOSITION |
| WO2017152960A1 (en) * | 2016-03-08 | 2017-09-14 | S.A. Lhoist Recherche Et Developpement | Process for manufacturing a milk of slaked lime of great fineness and milk of lime of great fineness thereby obtained with process water |
-
2019
- 2019-07-11 EP EP19736758.4A patent/EP3820820A1/en active Pending
- 2019-07-11 WO PCT/EP2019/068757 patent/WO2020011952A1/en unknown
- 2019-07-11 AU AU2019300344A patent/AU2019300344A1/en active Pending
- 2019-07-11 BR BR112020026329-0A patent/BR112020026329A2/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP3820820A1 (en) | 2021-05-19 |
| WO2020011952A1 (en) | 2020-01-16 |
| AU2019300344A1 (en) | 2021-01-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2602140C2 (en) | Obtaining highly pure precipitated calcium carbonate | |
| JP2939659B2 (en) | Precipitated calcium carbonate | |
| US6156286A (en) | Seeding of aragonite calcium carbonate and the product thereof | |
| CN102225778A (en) | Method for production of alumina, joint product of cement and joint product of 4A zeolite molecular sieve with high aluminum fly ash | |
| US8658119B2 (en) | Production and/or recovery of products from waste sludge | |
| CN101913613B (en) | Process for synthesizing aciform wollastonite powder by desiliconizing alkaline liquor | |
| BR112020026329A2 (en) | PROCESS FOR OBTAINING TRICALLIC ALUMINATE PARTICLES WITH CALIBRATED SIZE AND USE OF SUCH PARTICLES IN AN ALUMIN REFINING PROCESS | |
| CN105271290B (en) | Method for preparing analcite through high-alumina fly ash | |
| JP4194288B2 (en) | Method for producing calcium carbonate | |
| NO167648B (en) | PROCEDURE FOR MAGNESIUM CHLORIDE PREPARATION. | |
| JP4340019B2 (en) | Method for producing calcium carbonate | |
| JP2004026639A (en) | Method for manufacturing calcium carbonate | |
| US2692816A (en) | Process for preparing magnesium hydroxide | |
| CN112551564B (en) | Deep purification method of sodium aluminate solution | |
| JP2001270713A (en) | Method for producing calcium carbonate having aragonite crystal system | |
| JP5117749B2 (en) | Method for producing calcium carbonate | |
| RU2701939C1 (en) | Method of producing iron oxide pigments | |
| JP5314295B2 (en) | Method for producing calcium carbonate | |
| CN103038174B (en) | Process for recovery of alumina using tricalcium aluminate | |
| CN1133263A (en) | Method of sorting the concentrate ore of bauxite from the ore of bauxite containing silicon mineral | |
| RU2700071C1 (en) | Method of producing iron-containing pigments | |
| Andermann Jr et al. | The manufacture of tricalcium aluminate | |
| US2215966A (en) | Preparation of magnesium compounds | |
| Salimi et al. | Filtration efficiency of tricalcium aluminate filter aid synthesized with batch and continuous stirred reactors | |
| CN108455638A (en) | A method of producing aluminum and coproducing 4A zeolite molecular sieves |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| B06W | Patent application suspended after preliminary examination (for patents with searches from other patent authorities) chapter 6.23 patent gazette] |