BRPI0808611A2 - "método de preparo de óxido de alumínio proveniente de uma solução do processo bayer" - Google Patents

Description

“MÉTODO DE PREPARO DE ÓXIDO DE ALUMÍNIO PROVENIENTE DE UMA

SOLUÇÃO DO PROCESSO BAYER”

Campo da Invenção

Trata-se a presente invenção de um método de preparo de óxido de alumínio por meio da calcinação de gibbsita e boemita.

Fundamentos da Invenção

O processo Bayer é amplamente utilizado para a produção de alumina a partir de minérios contendo alumina, como, por exemplo, bauxita. O processo envolve a colocação dos minérios contendo alumina em 10 contato com soluções recicladas de aluminato cáustico sob temperaturas elevadas, em um processo comumente denominado digestão. Os sólidos são removidos da lama resultante e a solução é resfriada para induzir um estado de supersaturação. A solução resultante é geralmente denominada licor verde.

A alumina é adicionada ao licor verde como semente, 15 para induzir a precipitação do hidróxido de alumínio. A alumina precipitada é separada da solução de aluminato cáustico (conhecida como licor residual), com uma porção de alumina sendo reciclada, para ser utilizada como semente e o restante recuperado como produto. A solução de aluminato cáustico restante (geralmente denominada licor verde) é reciclada para posterior digestão de 20 minérios contendo alumina.

A alumina, na maioria dos minérios contendo alumínio, está na forma de um hidrato de alumina. Na bauxita, a alumina está geralmente presente como um trihidrato, ou seja, AI2O3.3H2O ou AI(OH)3, ou como um monohidrato, ou seja, AI2O3-H2O ou AIO(OH). O trihidrato, denominado gibbsita, 25 digere ou dissolve mais facilmente na solução aquosa alcalina do que 0 monohidratado, denominado boemita. Conseqüentemente, os minérios de bauxita contendo maiores proporções de gibbsita digerem sob temperaturas e pressões mais baixas do que os minérios de bauxita contendo maiores proporções de boemita. Independentemente da forma que a alumina está presente na digestão, 30 sob as práticas atuais, a maior parte da alumina precipitada é gibbsita.

A reação da precipitação geralmente pode ser representada pela seguinte equação química: AI(OH)4' (aq) + Na+ (aq) -► AI(OH)3 (s) + OH' (aq) + Na+ (aq)

À medida que a reação da precipitação acontece, a proporção de concentração de alumina/concentração cáustica total do licor (A/TC) cai de aproximadamente 0,7 (típica de um licor verde) para aproximadamente 0,4 5 (a concentração de alumina é expressa como gL"1 de AI2O3 e a concentração cáustica total é expressa como gL'1 de carbonato de sódio). No valor mais baixo de concentração de alumina/concentração cáustica total, a taxa de precipitação reduz consideravelmente devido a uma diminuição do nível de supersaturação e a um aumento no nível de "soda cáustica livre" no licor, à medida que o sistema 10 atinge o equilíbrio.

Sabe-se que a concentração cáustica total e a concentração alcalina total (TA - concentração alcalina total expressa como gL'1 de carbonato de sódio) de soluções do processo Bayer afetam de várias maneiras a solubilidade da boemita e da gibbsita nessas soluções.

A concentração cáustica total - TC e a concentração

alcalina total - TA em licores do processo Bayer são determinadas pelas condições, em várias etapas de processamento, incluindo digestão, caustificação e precipitação.

A precipitação de gibbsita proveniente de licores do 20 processo Bayer é induzida e impulsionada pela primeira semeadura do licor com gibbsita e progressivamente pelo resfriamento da suspensão. A concentração cáustica total - TC e a concentração alcalina total - TA são ambas alteradas durante a precipitação, devido às alterações no licor decorrentes da remoção da alumina da solução, para a formação do precipitado sólido de hidróxido de 25 alumínio. A carbonatação de licores do processo Bayer também tem sido utilizada para induzir a precipitação de alumina. Esta etapa reduz a concentração cáustica total, mas não afeta a concentração alcalina total do licor. Além disso, a carbonatação resulta em perda de hidróxido de sódio, que deve ser recuperado, e as etapas associadas à carbonatação são caras e demoradas.

Apesar de toda a produção comercial de alumina envolver

a precipitação do tri-hidróxido de alumínio, ou seja, gibbsita, a calcinação de boemita requer menos energia do que a calcinação de gibbsita, e, por conseguinte, é desejável precipitar alumina digerida como boemita.

Os três principais tipos de métodos utilizados anteriormente para a produção de boemita podem ser resumidos da seguinte maneira:

a. Hidrotermal - tratamento de trihidróxido de alumínio sob alta temperatura e pressão de vapor para a produção de boemita;

b. Neutralização - soluções aquosas de sais de alumínio, como, por exemplo, cloreto de alumínio, sulfato de alumínio e nitrato de alumínio,

são neutralizadas com álcali, como NaOH, KOH e NH4OH, ou aluminatos, como, por exemplo, aluminato de sódio, são neutralizados com um ácido (por exemplo, HCI ou H2SO4) ou CO2 para a produção de boemita gelatinosa, e;

c. Hidrólise - compostos orgânicos de alumínio, como, por exemplo, alquilatos de alumínio, são hidrolisados com água para a produção de

boemita gelatinosa.

O custo de energia para a calcinação da boemita em alumina de grau metalúrgico (SGA) é estimado entre 1,45 GJ/t de alumina e 1,8 GJ/t de alumina, dependendo do projeto e operação do calcinador. Trata-se de uma possível economia entre 1,2 GJ/t e 1,8 GJ/t ao longo de um calcinador típico

de aquecimento a gás, por meio do uso de alimentação de gibbsita consumindo de 3,0 a 3,3 GJ/t. As economias de energia são resultantes de:

1. A entalpia da reação de calcinação a 25 C para boemita é de aproximadamente 0,38 GJ/t, isto é, aproximadamente metade para gibbsita (0,73 GJ/t);

2. Menos duas moléculas de água são descartadas,

resultando em um componente de calor latente substancialmente mais baixo, e;

3. Menos calor sensível é perdido à medida que a quantidade de vapor produzido é menor.

Outras possíveis economias, mais difíceis de serem

quantificadas, podem surgir a partir do uso de menores capacidades de produção de alimentação do calcinador por tonelada de alumina produzida, perfis de temperatura mais eficientes ao longo do calcinador, menos gases de combustão do produto e menos ar.

A Patente Norte-Americana No. 4.595.581 descreve um processo de precipitação de boemita substancialmente pura, por meio do 5 aquecimento de uma suspensão de aluminato de sódio semeada a uma temperatura de aproximadamente 115 C a aproximadamente 145C e da separação do precipitado de boemita da suspensão. Estas temperaturas e pressões de precipitação são substancialmente mais elevadas do que para a precipitação convencional de gibbsita do processo Bayer (normalmente entre 10 aproximadamente 60°C e aproximadamente 80°C) e exigiria equipamento especial que não é atualmente utilizado na precipitação do processo Bayer.

A Patente Internacional W01998/58876 descreve um processo de precipitação de boemita proveniente de soluções supersaturadas de aluminato de sódio a uma temperatura inferior a 100°C, com ou sem semente. O 15 relatório apresenta dados experimentais de precipitação semeada em batelada de boemita proveniente de licores de aluminato de sódio sintético puro preparado em laboratório. O relatório descreve, por uma série de condições, que o rendimento aumenta com o tempo, à medida que a suspensão em batelada gradualmente deixa de ser supersaturada. Os rendimentos relatados após 24 horas de 20 precipitação variaram de 35 gL"1 como AI2O3 e 14,5 gL'1 como AI2O3; após 96 horas, os rendimentos relatados variaram de 48 gL'1 como AI2O3 e 24,6 gL'1 como AI2O3.

A pesquisa da Escola Técnica Nacional de Atenas também mostra que rendimentos mais altos podem ser obtidos sob temperaturas 25 e cargas de sólidos mais elevadas [Panias e outros, Travaux, 29(33), 94, 2002; Panias D. e outros, Travaux, 26 (30), 147, 1999; Panias e Paspaliaris, Erzmetall, 56(2), 75, 2003], O rendimento mais elevado após 24 horas de precipitação relatado na literatura [Panias e outros, Light Metals, 97 (2001), e novamente em Panias e Paspaliaris, Erzmetall, 56(2), 75, (2003) e Panias e outros, Travaux, 30 29(33), 94, (2002)] é de 60 gL'1 como AI2O3. Este rendimento foi obtido em cargas muito elevadas de sólidos de 1200 gL'1 como boemita. Outros dados de suas pesquisas [Panias D. e outros, Travaux, 29(33), 94, (2002), Panias D. e outros, Travaux, 26(30), 147, (1999)] apresentam um rendimento de 35 gL'1 como AI2O3 após 24 horas de precipitação a 90°C em um licor de aluminato de sódio sintético (A/TC= 0,64, TC=205 gL'1) semeado com 230 gL'1 de boemita.

Todos os estudos acima sobre precipitação de boemita 5 enfocaram a precipitação de soluções de aluminato de sódio sintético e puro sob altos valores de proporção de concentração de alumina/concentração cáustica total (A/TC) e concentração cáustica total (TC) típica de um licor verde do processo Bayer. Os referidos estudos foram conduzidos em batelada e não no modo contínuo de operação usual em plantas comerciais de processo Bayer. Os 10 rendimentos são relatados como rendimentos em batelada após um determinado tempo de retenção no precipitador.

Loh e outros [Light Metals, 203 (2005)] concluíram em sua pesquisa que a precipitação da boemita seria improvável de concorrer ou substituir a precipitação da gibbsita, devido ao baixo rendimento, à lenta cinética (até 200 vezes mais lenta) e aos resultados da má qualidade do produto, como, por exemplo, gibbsita no produto.

Portanto, embora a boemita seja uma fase termodinamicamente mais estável do que a gibbsita, com uma baixa solubilidade e, conseqüentemente, um maior potencial teórico de rendimento, e sua precipitação, no lugar da gibbsita, proporciona economia de energia, ela não é considerada uma alternativa viável comercialmente.

Outra questão que impede o desenvolvimento de precipitação comercial de boemita é que para as operações de processamento de um minério gibbsítico, a água no licor relacionada à gibbsita ainda precisa ser removida, portanto, trata-se de uma etapa com grande consumo de energia.

Vernon e outros [6th AQW, 33, (2002)] investigaram a cinética da precipitação da gibbsita em licores de aluminato de sódio sintético e puro e observaram um fenômeno denominado intervalo de solubilidade. Parece ser um estado metaestável atingido por uma dessupersaturação do licor de 30 aluminato na presença de sólido de gibbsita, com concentrações permanecendo acima do equilíbrio teórico de solubilidade da gibbsita, em licores de aluminato de sódio, durante longos períodos de tempo. Vemon e outros [ibidem] também observaram que o intervalo de solubilidade diminui à medida que a concentração cáustica total é diminuída.

Skoufadis e outros [Hydrometallurgy, 68, 57-68, (2003)] estudaram a cinética da precipitação de boemita em licores de aluminato de sódio sintético e puro preparado em laboratório e relataram uma fase de equilíbrio aparente, na qual a concentração de alumina é muito maior que a solubilidade da boemita sob as mesmas condições.

Este estado metaestável para boemita também foi relatado por Loh e outros [ibidem], Eles relatam uma solubilidade aparente após 216 horas de precipitação, que é 2,3 vezes a solubilidade da boemita.

Skoufadis e outros [ibidem] observaram que o intervalo de solubilidade da boemita em licores de aluminato de sódio sintético e puro diminui com a redução da concentração cáustica total. Loh e outros [ibidem] relatam que as taxas de precipitação para boemita e gibbsita aumentam com a redução da concentração cáustica total em licores de aluminato de sódio sintético e puro.

Panias e outros [Light Metals, Minerais, Metals & Materials Society, 97-103, (2001)] relataram experimentos nos quais a boemita foi precipitada sob condições de hidróxido de sódio livre e constante. Este objetivo foi atingido (denominado carbonatação) quando o dióxido de carbono foi utilizado 20 para neutralizar o hidróxido de sódio liberado pela decomposição da precipitação do aluminato. Eles observaram rendimentos mais elevados, no entanto, observaram que esta abordagem não pode ser aplicada comercialmente devido ao grande consumo de hidróxido de sódio por este processo.

Como mencionado acima, a carbonatação foi utilizada 25 antes para a precipitação da gibbsita, mas foi substituída por modernos processos de precipitação Bayer semeada por resfriamento, devido aos custos do consumo de hidróxido de sódio. Além disso, a carbonatação diminui a concentração cáustica total, mas não a concentração alcalina total, o que continua a afetar a solubilidade e a cinética da precipitação.

Portanto, embora a literatura demonstre que a baixa

concentração cáustica total no licor de alimentação para a precipitação da boemita seja benéfica, nenhum método prático foi relatado para a obtenção da mesma. Por exemplo, a redução da concentração cáustica total no licor verde diretamente a partir da digestão é desinteressante porque a concentração cáustica total elevada é necessária para obter a extração eficaz de valores de alumina do minério de bauxita. Além disso, a diluição de um licor verde para a 5 redução da concentração cáustica total tem a desvantagem de uma etapa de evaporação com grande consumo de energia. A carbonatação resulta em perda de hidróxido, uma matéria-prima cara em operações do processo Bayer, e não muda a concentração alcalina total.

A discussão acima, em “Fundamentos da Invenção”, 10 pretende facilitar a compreensão da presente invenção. No entanto, deve ficar claro que a dita discussão não é uma advertência ou um reconhecimento de que qualquer um dos materiais referidos fazia parte do conhecimento geral comum na Austrália, ou em qualquer outro lugar, na data de prioridade do presente pedido de patente.

Em todo o relatório, a menos que o contexto exija de outra

forma, deve ficar claro que o termo "compreender" ou suas variações, como, por exemplo, "compreende" ou "compreendendo", implica na inclusão de um número inteiro declarado ou de um grupo de números inteiros, mas não a exclusão de qualquer outro número inteiro ou grupo de números inteiros.

Sumário da Invenção

Os especialistas versados na técnica observarão que a presente invenção pode sofrer variações e modificações diferentes daquelas aqui descritas especificamente. Deve ficar claro que a presente invenção inclui todas essas variações e modificações. A presente invenção também inclui todas as 25 etapas, características, composições e compostos referidos ou indicados no relatório descritivo, sejam estes individual ou coletivamente, bem como todas e quaisquer combinações ou quaisquer duas ou mais das etapas ou características.

O âmbito da presente invenção não deve ficar limitado pelas modalidades específicas aqui descritas, que são aqui incluídas apenas a título de exemplificação. As composições, os métodos e os produtos funcionalmente equivalentes estão claramente dentro do âmbito da presente invenção, conforme descrição abaixo. As descrições completas de todas as publicações (incluindo patentes, pedidos de patentes, artigos de revista, manuais de laboratório, livros ou outros documentos) citadas neste documento são incorporadas a título de referência.

De acordo com a presente invenção, é apresentado um

método para a precipitação da alumita proveniente de uma solução do processo Bayer, sendo que o dito método compreende as seguintes etapas:

- precipitar um primeiro produto de alumina e obter um

primeiro licor residual;

- separar pelo menos uma porção do primeiro produto de

alumina e do primeiro licor residual;

- tratar pelo menos uma porção do primeiro licor residual, para a diminuição da concentração cáustica total e da alcalinidade total do primeiro licor residual tratado e o aumento da proporção das concentrações de

alumina e cáustica total;

- precipitar um segundo produto de alumina a partir do licor residual tratado e obter um segundo licor residual;

- separar pelo menos uma porção do segundo produto de alumina e do segundo licor residual;

- calcinar pelo menos uma porção do primeiro produto de

alumina em um calcinador, e;

- calcinar pelo menos uma porção do segundo produto de alumina em um calcinador,

sendo que o primeiro produto de alumina é gibbsita ou boemita, ou uma

combinação destes, e o segundo produto de alumina é gibbsita ou boemita, ou uma combinação destes.

De preferência, o primeiro produto de alumina compreende, substancialmente, gibbsita, e o segundo produto de alumina compreende, substancialmente, boemita.

Sem pretender ater-se à teoria, acredita-se que quando o

primeiro produto de alumina é gibbsita e o segundo produto de alumina é boemita, a economia com energia e a redução de custos podem ser obtidas, além das economias de energia, a partir da calcinação da boemita, por meio de calcinação da boemita em existentes calcinadores de gibbsita. Quando a boemita é adicionada a um calcinador de gibbsita, a boemita pode entrar no calcinador em um ponto diferente do calcinador, resultando não só em economia de energia, 5 devido à menor energia necessária para calcinar a boemita, mas também na economia de energia devido à possibilidade de utilizar, de forma mais eficiente, os fluxos de calor e os perfis de temperatura no calcinador, para a decomposição térmica, e devido a uma distribuição mais favorável de sólidos no calcinador.

Acredita-se também que se trate de uma oportunidade para melhorar os projetos dos calcinadores. De forma vantajosa, o método da presente invenção permite maior produtividade de boemita a partir de um licor verde proveniente de digestão do que os métodos da técnica anterior, permitindo também a recuperação de valores de alumina do primeiro licor residual.

De forma vantajosa, a presente invenção reduz as concentrações de hidróxido no primeiro licor residual tratado.

De forma vantajosa, a presente invenção aumenta a concentração de alumina e a concentração cáustica total do primeiro licor residual, aumentando, portanto, a eficiência da precipitação da boemita. Em uma modalidade da presente invenção, o licor residual tratado terá a 20 concentração cáustica total e a concentração de alumina próximas à concentração cáustica total e à concentração de alumina do licor verde.

Sabe-se que a solubilidade da boemita e da gibbsita diminui com a concentração cáustica total e a concentração alcalina total e, de forma vantajosa, a presente invenção pode oferecer condições mais favoráveis para a precipitação.

Sem pretender ater-se à teoria, acredita-se que a diminuição da concentração cáustica total acabe com a lacuna entre a solubilidade metaestável "aparente" e a solubilidade termodinâmica para boemita em licores de processos industriais Bayer e que, por conseqüência, a real força 30 motriz para a precipitação da boemita será aumentada. De forma vantajosa, isso irá melhorar a eficiência da precipitação da boemita. A presente invenção apresenta um método para a criação de licores de alimentação de baixa concentração cáustica total para a fase de precipitação da boemita, sem comprometer as exigências do estágio de digestão anterior, no qual uma concentração cáustica total mais alta é desejada para 5 maximizar a recuperação dos valores de alumina do minério de bauxita, e evitar a diluição com água que, posteriormente, requer uma etapa de evaporação com grande consumo de energia, antes do retorno para a fase de digestão.

De forma vantajosa, a presente invenção permite a utilização de circuitos comerciais existentes de precipitação de gibbsita e calcinadores de alumina do processo Bayer.

De preferência, a etapa de tratamento de pelo menos uma porção do primeiro licor residual, para a diminuição da concentração cáustica total e da alcalinidade total do licor, compreende a diminuição da concentração de íons de sódio no primeiro licor residual tratado.

De preferência, a etapa de tratamento de pelo menos uma

porção do primeiro licor residual, para a diminuição da concentração cáustica total e da alcalinidade total do licor, compreende a remoção de íons de sódio do primeiro licor residual.

Sem pretender ater-se à teoria, acredita-se que a precipitação da boemita proveniente de licores do processo Bayer seja inibida não só pela concentração de hidróxido livre, mas também pela presença de íons de sódio.

De forma vantajosa, a remoção dos íons de sódio do primeiro licor residual tratado deverá ter um efeito positivo na precipitação da boemita.

De preferência, o método compreende a etapa adicional de recuperação dos íons de sódio.

De preferência, a etapa de tratamento de pelo menos uma porção do primeiro licor residual, para a diminuição da concentração cáustica total e da alcalinidade total do licor, compreende a neutralização ou a remoção de íons de hidróxido do primeiro licor residual. De preferência, o método inclui a etapa adicional de recuperação dos íons de hidróxido.

De forma vantajosa, os valores de hidróxido e sódio recuperados podem ser retornados ao circuito do licor. Em contraste, a carbonatação do licor consome esses valores cáusticos e exige a cara etapa de adição de cal para a regeneração cáustica.

De forma vantajosa, o meio utilizado para a redução da concentração cáustica total e da alcalinidade total do licor residual é regenerado para uso posterior.

Em uma modalidade da presente invenção, o método

compreende a etapa adicional de combinar pelo menos uma porção do primeiro licor residual tratado com pelo menos uma porção do licor verde e precipitar um primeiro produto de alumina.

Em uma modalidade da presente invenção, o método compreende a etapa adicional de combinar pelo menos uma porção do licor verde com pelo menos uma porção do licor residual tratado e precipitar um segundo produto de alumina.

Deve-se observar que a proporção entre o primeiro licor residual tratado e o licor verde pode variar e dependerá de muitos fatores, 20 incluindo temperatura, operação do circuito de digestão, considerações econômicas, infra-estrutura das instalações disponíveis, propriedades do primeiro licor residual tratado e do licor verde, como, por exemplo, concentração cáustica total, concentração alcalina total, nível de impurezas, concentração de alumina e a proporção desejada do produto de alumina e gibbsita.

Deve-se observar que as diferentes quantidades de licor

verde ou de licor residual tratado podem ser diferentes para diferentes fases do circuito de precipitação.

Sem pretender ater-se à teoria, acredita-se que, ao ajustar a quantidade de licor verde ou a quantidade de licor residual tratado a ser distribuída às diferentes fases de precipitação, a concentração cáustica total, a concentração alcalina total e os perfis de supersaturação ao longo de toda a fase de precipitação podem ser controlados de forma a melhorar a qualidade do produto e o rendimento total.

Deve-se observar que a quantidade apropriada e a distribuição do desvio de licor verde ou do desvio de licor residual tratado dependerão da configuração do circuito, das condições operacionais e das propriedades do licor e da semente, bem como da quantidade desejada dos produtos de gibbsita e boemita.

A capacidade de controlar a concentração cáustica total e a concentração alcalina total do licor residual e, conseqüentemente, da combinação do licor residual tratado com o licor verde, pode proporcionar maiores rendimentos de boemita e maior produtividade de licor.

De preferência, o método compreende a etapa adicional de digestão da bauxita para a obtenção do licor verde.

A bauxita pode ser fornecida sob a forma de bauxita gibsítica, bauxita boemítica, bauxita diaspórica ou qualquer combinação destas.

Deve-se observar que a etapa de tratamento de pelo menos uma porção do primeiro licor residual, para a redução da concentração cáustica total e da alcalinidade total do licor, pode ser executada em todo o primeiro licor residual ou em um fluxo lateral do processo Bayer.

O método da presente invenção pode fornecer maiores

rendimentos de boemita precipitada do que os métodos da técnica anterior para um determinado circuito de digestão do processo Bayer, aumentando a quantidade de alumina precipitada proveniente do licor verde.

Deve-se observar que podem ser repetidas as seguintes 25 etapas: tratamento de pelo menos uma porção do primeiro licor residual, para a diminuição da concentração cáustica total e da alcalinidade total do licor; precipitação de um segundo produto de alumina proveniente do primeiro licor residual tratado e fornecer um segundo licor residual, e; separação de pelo menos uma porção do segundo produto de alumina e do segundo licor residual.

Deve-se observar que podem ser repetidas as seguintes

etapas: tratamento de pelo menos uma porção do primeiro licor residual, para a diminuição da concentração cáustica total e da alcalinidade total do licor; combinação de pelo menos uma porção do primeiro licor residual tratado com pelo menos uma porção de um licor verde; precipitação da boemita da combinação do licor verde e o primeiro licor residual tratado, e; produção de um segundo licor residual.

Deve-se observar que podem ser repetidas as seguintes

etapas: tratamento de pelo menos uma porção do primeiro licor residual, para a diminuição da concentração cáustica total e da alcalinidade total do licor; combinação do primeiro licor residual tratado com o licor verde; precipitação de gibbsita da combinação do licor verde e o primeiro licor residual tratado, e; produção de um primeiro licor residual.

Em uma modalidade muito específica da presente invenção, o método pode incluir uma pluralidade de etapas de tratamento para a diminuição da concentração cáustica total e da alcalinidade total do licor do primeiro licor residual.

Em uma modalidade da presente invenção, o método

inclui a etapa adicional de semeadura do primeiro licor residual tratado com o segundo produto de alumina.

Deve-se observar que a melhor taxa de semeadura dependerá de muitos fatores, incluindo as propriedades do licor e das sementes, bem como do projeto do circuito de precipitação, e pode variar entre 50-1300 gL'1.

Deve-se observar que a semente deve ser da mesma forma do produto desejado de alumina. Quando a semente for boemita, a semente de boemita será, de preferência, reciclada a partir do circuito de precipitação de boemita.

De preferência, a etapa de precipitação de um segundo

produto de alumina a partir do primeiro licor residual tratado e fornecimento de um segundo licor residual é conduzida a uma temperatura inferior a aproximadamente 105°C.

Em uma modalidade preferida da presente invenção, a etapa de precipitação de um segundo produto de alumina sob a forma de boemita a partir do primeiro licor residual tratado e fornecimento de um segundo licor residual é conduzida a uma temperatura inicial entre aproximadamente 95°C e aproximadamente 105°C.

Em uma modalidade da presente invenção, o primeiro licor residual tratado pode ser resfriado depois que entra no circuito de precipitação.

De forma vantajosa, uma vez que a precipitação da boemita é realizada sob temperaturas mais altas do que a precipitação da gibbsita, menos energia será perdida no processo, devido ao resfriamento das temperaturas de digestão e o reaquecimento às temperaturas de evaporação.

Deve-se observar que o tempo de espera da precipitação

e as taxas de fluxo podem ser ajustados para melhorar o rendimento da boemita e a qualidade do produto. O especialista na técnica saberá que decisões que afetam o tempo de espera e os fluxos poderão ser tomadas com base econômica racional.

Em uma modalidade da presente invenção, a etapa de

precipitação do segundo produto de alumina a partir do primeiro licor residual tratado e fornecimento de um segundo licor residual é precedida pela etapa de sonicação do primeiro licor.

Em uma modalidade da presente invenção, o método compreende a etapa adicional de adicionar um inibidor de precipitação da gibbsita ao primeiro licor residual tratado.

De forma vantajosa, a co-precipitação da gibbsita com boemita é reduzida ou eliminada por meio da adição do inibidor de precipitação da gibbsita ao licor da pré-precipitação do processo Bayer.

O inibidor de precipitação da gibbsita pode ser fornecido

sob a forma de certos compostos orgânicos que inibem a precipitação da gibbsita, reduzindo ou bloqueando o número de locais ativos na superfície das sementes.

Sem pretender ater-se à teoria, acredita-se que, como a estrutura cristalizada da boemita é diferente da estrutura cristalizada da gibbsita, a precipitação da boemita será menos afetada por certos compostos orgânicos do que a precipitação da gibbsita. Dada a reciclagem do licor no circuito do processo Bayer, deve-se observar que o inibidor de precipitação da gibbsita no segundo circuito de precipitação pode afetar a precipitação da gibbsita no primeiro circuito de precipitação.

Em uma modalidade preferida da presente invenção, o inibidor de precipitação gibbsita é fornecido sob a forma de cal.

No contexto da presente invenção, o termo cal abrange

qualquer composto de cálcio que seja compatível com a espécie iônica encontrada no licor do processo Bayer e produza íons solúveis de cálcio, como, por exemplo, óxido de cálcio e suas formas hidratadas, incluindo hidróxido de cálcio, cal em pasta, carbonato de cálcio, aluminato tricálcico e hidrocalumita. 10 Sabe-se que a cal aumenta o tempo de indução da precipitação da gibbsita e inibe a precipitação da gibbsita do licor do processo Bayer.

De forma vantajosa, o licor da pré-precipitação pode conter cal, que é conhecida por afetar o tempo de indução da precipitação da gibbsita.

Sem pretender ater-se à teoria, acredita-se que a cal não

afete a precipitação da boemita como afeta a precipitação da gibbsita.

Embora os licores verdes possam conter cal, os licores residuais geralmente contêm pouco ou nenhuma cal.

Quando a etapa de tratamento de pelo menos uma 20 porção do primeiro licor residual, para a diminuição da concentração cáustica total e da alcalinidade total do primeiro licor residual tratado, a etapa de precipitação de um segundo produto de alumina a partir do primeiro licor residual tratado e fornecimento de um segundo licor residual e a etapa de separação de pelo menos uma porção do segundo produto de alumina e do segundo licor residual são 25 repetidas, o método pode incluir a etapa de adição de cal ao primeiro licor residual tratado.

Deve-se observar que, quando a etapa de tratamento de pelo menos uma porção do primeiro licor residual, para a diminuição da concentração cáustica total e da alcalinidade total do primeiro licor residual 30 tratado, a etapa de precipitação de um segundo produto de alumina a partir do primeiro licor residual tratado e fornecimento de um segundo licor residual e a etapa de separação de pelo menos uma porção do segundo produto de alumina e do segundo licor residual são repetidas, pode ser que não seja necessário acrescentar mais inibidor de precipitação de gibbsita ao primeiro licor residual tratado após a etapa de precipitação de boemita proveniente da combinação de licor verde e primeiro licor residual tratado.

Deve-se observar que a semente inicial para o início do

circuito de precipitação da boemita pode ser fabricada por meio de um método hidrotermal para converter a gibbsita em boemita, conforme descrição na Patente Norte-Americana No. 4.534.957 ou por meio de qualquer outro método descrito na literatura para a produção de boemita.

Em uma modalidade da presente invenção, o processo

hidrotermal para a conversão de gibbsita em boemita é utilizado para gerenciar os percursos do produto de qualidade, sendo que a gibbsita significativa é precipitada em vez da boemita, bem como voltar a reciclagem da semente para uma forma predominantemente de boemita.

De preferência, a etapa de calcinação de pelo menos uma

porção do primeiro produto de alumina em um calcinador compreende a etapa de adicionar o primeiro produto de alumina à extremidade final de um calcinador.

Em uma modalidade da presente invenção, a etapa de calcinação de pelo menos uma porção do segundo produto de alumina em um calcinador compreende a etapa de adição do segundo produto de alumina ao mesmo local dentro do calcinador, como o primeiro produto de alumina.

Em uma segunda modalidade da presente invenção, a etapa de calcinação de pelo menos uma porção do produto de alumina em um segundo calcinador compreende a etapa de adição do segundo produto de alumina em uma posição diferente dentro do calcinador, como o primeiro produto de alumina.

Nas modalidades altamente específicas da presente invenção, o segundo produto de alumina é adicionado a uma em uma etapa posterior, em uma seção de secagem e pré-aquecimento, uma seção de 30 recipiente de espera e forno, uma etapa anterior de uma seção de resfriamento ou um sistema de desvio de hidrato de um calcinador estático, ou a combinação destes. De forma vantajosa, a presente invenção produz dois fluxos separados do produto de alumina a partir do circuito de precipitação de dois estágios. As diferentes temperaturas de reação da decomposição térmica para gibbsita e boemita possibilitam a distribuição dos fluxos de produtos separados 5 dentro de um sistema de calcinador estático, de forma a otimizar o uso de energia do calcinador.

Deve-se observar que a decomposição térmica da gibbsita ocorre a uma temperatura entre aproximadamente 200°C e aproximadamente 350°C, enquanto que a decomposição térmica da boemita 10 ocorre a uma temperatura de aproximadamente 500°C. Os especialistas na técnica saberão que os locais ideais para a entrada de alimentação do segundo produto de alumina dependerão de determinados fatores, como, por exemplo, a quantidade relativa de alimentação do segundo produto de alumina em comparação com a alimentação do primeiro produto de alumina, o teor de 15 gibbsita, o perfil de temperatura do calcinador, os fluxos de ar, o tempo de permanência da boemita, o balanço energético do calcinador e as especificações de qualidade do produto de alumina. Os fluxos separados de produtos de gibbsita e boemita podem exigir lavagem e filtragem antes de entrarem no calcinador.

Em uma modalidade da presente invenção, a etapa de 20 tratamento de pelo menos uma porção de um primeiro licor residual para a diminuição da concentração cáustica total e da alcalinidade total do licor compreende a etapa de colocar pelo menos uma porção do primeiro licor residual em contato com uma solução substancialmente imiscível em água contendo um extrator, e a etapa de extrair pelo menos uma porção dos cátions metálicos 25 presentes no primeiro licor residual para a solução substancialmente imiscível em água.

A presente invenção proporciona, de forma vantajosa, a capacidade de controlar a concentração cáustica total e a concentração alcalina total do licor residual tratado e, conseqüentemente, a capacidade de também 30 precipitar óxidos de alumínio a partir do licor residual tratado. O dito controle pode ser afetado por vários fatores, incluindo o número de repetições das etapas de contato e extração, bem como a natureza, o volume e a concentração do extrator e do solvente, temperatura, agitação, as propriedades do licor e a presença de outras espécies no licor.

Deve-se observar que a extração de cátions metálicos do primeiro licor residual para a solução substancialmente imiscível em água será acompanhada por uma transferência de carga de um cátion da solução substancialmente imiscível em água para o primeiro licor residual. De preferência, o cátion metálico é um íon de sódio.

De forma vantajosa, a água pode ser co-extraída com cátions metálicos do primeiro licor residual para a solução substancialmente imiscível em água, diminuindo, portanto, a água em qualquer licor residual, deixando o circuito de precipitação e retomando ao circuito de digestão, conseqüentemente, reduzindo as exigências de evaporação do licor residual.

De preferência, o extrator é fornecido sob a forma de um ácido fraco. Quando o extrator for fornecido sob a forma de um ácido fraco, a extração de um íon metálico para a solução substancialmente imiscível em água será acompanhada pela transferência de um próton da solução substancialmente imiscível em água para o primeiro licor residual.

De preferência, o extrator ácido fraco compreende pelo menos um grupo polar com um próton ionizável com um pKa entre aproximadamente 9 e aproximadamente 13.

O extrator é, de preferência, um hidrocarboneto cíclico, de cadeia linear ou de cadeia ramificada, um hidrocarboneto halogenado, um álcool ou éter alifático ou aromático, com mais de 6 átomos de carbono. De preferência, o extrator compreende um grupo funcional fenol ou álcool. Os extratores 25 apropriados incluem 1H,1H-perfluorononanol,1H,1H,9H-hexadecafluorononanol, 1,1,1 -trifluoro-3-(4-terc-octilfenoxi)-2-propanol, 1,1,1 -trifluoro-2-(p-tolil)isopropanol, 1-(p-tolil)-2,2,2-trifluoroetanol, hexafluoro-2-(p-tolil)isopropanol, ácido 2-(metil)-2- (dodecil)tetradecanóico, 3-(perfluorohexil)propenol e 1-(1,1,2,2-tetrafluoroetoxi)-3- (4-terc-octilfenoxi)-2-propanol, ferc-octilfenil, para-nonilfenol, para-terc-butilfenol, 30 para-terc- amilfenol, para-heptilfenol, para-octilfenol, para-(a lfa,alfadimetilbenzil)fenol (4-cumilfenol), 2,3,6-trimetilfenol, 2,4-di-terc-butilfenol, 3,5-diferc-butilfenol, 2,6-di-terc-butilfenol, 2,4-di-terc-pentilfenol(2,4-di-terc-amilfenol), 4- sec-butil-2,6-di-terc-butilfenol,2,4,6-tri-ferc-butilfenol, 2,4-bis(alfa,alfa

dimetilbenzil)fenol (2,4-dicumilfenol) e outros fenóis alquilados ou suas misturas.

Deve-se observar que a solução substancialmente imiscível em água pode formar o extrator.

De preferência, a forma ácida do extrator é

substancialmente insolúvel em água.

De preferência, a forma desprotonada do extrator é substancialmente insolúvel em água.

Deve-se observar que a divisão do extrator no primeiro licor residual deverá ser mínima.

Deve-se também observar que a concentração do extrator dependerá de uma série de fatores, incluindo a quantidade pretendida de supersaturação induzida que, por sua vez, será influenciada pela temperatura à qual a precipitação será iniciada.

Deve-se observar que o grau de desprotonação na etapa

de extração vai depender da acidez do próton ionizável (assim como o pH e o teor de sal do primeiro licor residual).

As reações entre as substâncias distribuídas em diferentes fases podem ser lentas porque, em uma reação de primeira ordem, em 20 relação a cada um dos dois componentes, a taxa é maximizada quando as concentrações das espécies em uma determinada fase são maximizadas. O uso de catalisadores de transferência de fase pode aumentar as taxas de extrações. Os catalisadores de transferência de fase apropriados podem ser selecionados entre sais lipofílicos de fosfônio ou amônio quaternário ou macrociclos orgânicos, 25 como, por exemplo, éteres de coroa, calixarenos, éteres de coroa de calixareno, esferandos e criptandos.

Os Iigantes complexantes específicos podem ser adicionados à mistura orgânica, seja para aprimorar sinergicamente a extração de Na4 e/ou para também extrair impurezas do primeiro licor residual e melhorar a precipitação de uma forma secundária. De preferência, a solução substancialmente imiscível em água é um líquido orgânico, uma combinação de líquidos orgânicos ou um líquido iônico.

De preferência, o líquido orgânico é substancialmente

não-polar.

De preferência, o líquido orgânico é um líquido orgânico de alta ebulição com baixa pressão de vapor e um ponto de fulgor relativamente alto sob temperaturas do processo Bayer.

De preferência, o líquido orgânico é alcalino estável.

De preferência, o líquido orgânico é um hidrocarboneto

cíclico, de cadeia linear ou de cadeia ramificada, um hidrocarboneto halogenado, um álcool ou éter alifático ou aromático com mais de 4 átomos de carbono. Os solventes apropriados incluem benzeno, tolueno, xileno, estilbeno, 1-octanol, 2- octanol, 1-decanol, álcool /'so-octílico (disponível comercialmente como Exxal 8 15 junto à ExxonMobiI), álcool /so-nonílico (disponível comercialmente como Exxal 9, Exxal 10, Exxal 11, Exxal 12 e Exxal 13 junto à ExxonMobiI), iso-decanol, isotridecanol, 2-etil-1-hexanol, querosene e outros hidrocarbonetos comercialmente disponíveis sob os nomes comerciais Escaid 100, Escaid 110, Escaid 240, Escaid 300, Isopar L, Isopar M, Solvesso 150 e Exxsol D110, junto à ExxonMobiI, bem 20 como suas misturas.

De preferência, a divisão do solvente orgânico no primeiro

licor residual é mínima.

De preferência, a divisão do primeiro licor residual no solvente orgânico é mínima.

De preferência, o solvente orgânico cria uma solução do

extrator em suas formas de ácido e sal de sódio.

Deve-se observar que o volume da solução substancialmente imiscível em água em relação ao volume do primeiro licor residual pode variar de acordo com a maneira pela qual o primeiro licor residual e a solução substancialmente imiscível em água entram em contato e a carga do extrator na solução substancialmente imiscível em água. De preferência, a etapa de colocar o primeiro licor residual em contato com uma solução substancialmente imiscível em água contendo um extrator compreende a agitação do primeiro licor residual e a solução substancialmente imiscível em água, por meio de qualquer meio conhecido na técnica, incluindo sacudidela, agitação, rotação e dispersão.

Deve-se observar que o tempo de contato entre o primeiro licor residual e a fase orgânica deve ser suficiente para que ocorra a reação entre o extrator e os cátions metálicos, para a formação de uma fase aquosa com depleção de cátions metálicos, e de uma fase orgânica com depleção de prótons. 10 O dito tempo de contato será influenciado por vários fatores, incluindo o pKa do próton ionizável no extrator, o pH da fase aquosa, os volumes das fases aquosa e orgânica, a temperatura, a concentração de íons de sódio e extrator, a alcalinidade total, a concentração cáustica total, a duração da agitação e a presença de outras espécies no licor.

Deve-se observar que os volumes da solução do

processo Bayer e da solução substancialmente imiscível em água não necessitam ser os mesmos.

Deve-se observar que, se o método for executado como um fluxo contracorrente ou como um processamento contínuo, os volumes das fases são menos importante do que para os métodos em batelada.

Deve-se observar que as seguintes etapas podem ser repetidas: colocar o primeiro licor residual em contato com uma solução substancialmente imiscível em água contendo um extrator e extrair pelo menos uma porção dos cátions metálicos presentes no primeiro licor residual para a solução substancialmente imiscível em água.

Quando as etapas de colocar o primeiro licor residual em contato com uma solução substancialmente imiscível em água contendo um extrator e extrair pelo menos uma porção dos cátions metálicos presentes no primeiro licor residual para a solução substancialmente imiscível em água são 30 repetidas, a dita etapa de colocar o primeiro licor residual em contato com uma solução substancialmente imiscível em água contendo um extrator pode ser realizada com diferentes soluções substancialmente imiscíveis em água. De preferência, o método compreende a etapa adicional de separar o primeiro licor residual e a solução substancialmente imiscível em água.

Deve-se observar que a etapa de separar o primeiro licor residual e a solução substancialmente imiscível em água pode ser realizada por meio de qualquer método conhecido na técnica, incluindo centrifugação.

De preferência, o método também compreende a etapa de colocar a solução substancialmente imiscível em água em contato com uma solução de re-extração para a obtenção de uma solução aquosa de hidróxido de

sódio.

A solução de re-extração pode ser fornecida sob a forma de água ou de um fluxo do processo Bayer1 incluindo água de lago ou condensada. De preferência, a solução de re-extração tem um pH de pelo menos 5.

De preferência, o método compreende a etapa adicional

de separar a solução de re-extração e a solução substancialmente imiscível em água.

De forma vantajosa, a etapa de colocar a solução substancialmente imiscível em água em contato com uma solução de re-extração,

para a obtenção de uma solução aquosa de hidróxido de sódio, adiciona prótons ao extrator ácido fraco.

De forma vantajosa, a solução substancialmente imiscível em água, após o contato com a solução de re-extração, pode ser reutilizada nas etapas subseqüentes de extração.

A solução aquosa de hidróxido de sódio pode ser

reutilizada em outras etapas do circuito do processo Bayer, como, por exemplo, para a digestão da bauxita. Dependendo da concentração do hidróxido de sódio, pode ser necessário um pré-tratamento da solução aquosa antes de seu uso posterior.

De forma vantajosa, as etapas de re-extração dos íons de

sódio e posterior regeneração de hidróxido não requerem produtos químicos adicionais para recaustificação. Em uma modalidade da presente invenção, a etapa de tratar pelo menos uma porção do primeiro licor residual para a diminuição da concentração cáustica total e da alcalinidade total do licor compreende a etapa de colocar pelo menos uma porção do primeiro licor residual em contato com um 5 suporte sólido tendo um íon trocável, sendo que o dito suporte sólido é substancialmente insolúvel em água, e a etapa de troca de cátions de sódio presentes no primeiro licor residual com um íon no suporte sólido.

De preferência, o sólido suporte contendo um extrator é uma resina de troca iônica.

As resinas de troca iônica são materiais poliméricos de

alto peso molecular contendo vários grupos funcionais iônicos por molécula. As resinas de troca iônica podem ser do tipo ácido forte contendo grupos de ácido sulfônico (RSO3H+) ou do tipo ácido fraco, como, por exemplo, contendo grupos de ácido carboxílico (RCOOH) ou grupos fenólicos (ROH).

As resinas de troca aniônica contêm grupos amina

funcionais básicos ligados à molécula de polímero. Os trocadores de base forte são aminas quaternárias (RN(CH3)3+OH ) e os trocadores de base fraca contêm aminas secundárias ou terciárias.

De preferência, a resina de troca iônica é uma resina de troca catiônica e em modalidades preferidas da presente invenção, a resina de troca catiônica é uma resina de troca catiônica do tipo ácido fraco.

De preferência, o íon trocável no suporte sólido é um

próton.

Deve-se observar que a troca de íons de sódio presente no fluxo do processo Bayer por um próton no extrator abrangerá a troca de mais de um íon de sódio e mais de um próton.

De preferência, o suporte sólido tem um pKa de

aproximadamente 9-13.

Exemplos de resinas que podem ser utilizadas na presente invenção incluem Amberlite IRC86 - na forma de hidrogênio, Amberlite IRC50 - na forma de hidrogênio e Lewatit CNP105 - na forma de hidrogênio.

De forma vantajosa, a troca de íons de sódio presente no fluxo do processo Bayer por um próton no extrator será acompanhada por uma neutralização concomitante de íons de hidróxido no fluxo do processo Bayer.

De preferência, a etapa de colocar o licor residual em contato com um suporte sólido contendo um íon trocável, sendo que o dito suporte sólido é substancialmente insolúvel em água, compreende a agitação do primeiro licor residual e do suporte sólido, por meio do uso de qualquer meio conhecido na técnica, incluindo sacudidela, agitação, rotação e dispersão.

Deve-se observar que o tempo de contato entre o primeiro licor residual com o suporte sólido deve ser suficiente para ocorrer a troca iônica. 10 O dito tempo de contato será influenciado por vários fatores, incluindo o pKa do próton ionizável no suporte sólido, o pH do primeiro licor residual, os volumes das fases aquosa e sólida, a temperatura, a concentração dos íons de sódio, a alcalinidade total, a concentração cáustica total, a duração da agitação e a presença de outras espécies no fluxo do processo.

Quando a etapa de colocar o licor residual em contato

com um suporte sólido contendo um íon trocável, sendo que o dito suporte sólido é substancialmente insolúvel em água, e a etapa de troca de cátions de sódio presentes no primeiro licor residual com um íon no suporte sólido são repetidas, a etapa de etapa de colocar o licor residual em contato com um suporte sólido 20 contendo um íon trocável, sendo que o dito suporte sólido é substancialmente insolúvel em água pode ser realizada com diferentes suportes sólidos.

De preferência, o método compreende a etapa adicional de separar o primeiro licor residual tratado e o suporte sólido.

Deve-se observar que a etapa de separação do primeiro licor residual tratado e o suporte sólido pode ser realizada por qualquer método conhecido na técnica, incluindo filtragem e centrifugação.

De preferência, o método compreende as etapas adicionais de colocar o suporte sólido com uma solução de re-extração para adicionar prótons ao suporte sólido após a etapa de troca de cátions de sódio presentes no primeiro licor residual com um íon no suporte sólido.

A solução de re-extração pode ser feita na forma de água ou um fluxo do processo Bayer1 incluindo água de lago ou condensada. De forma vantajosa, a solução de re-extração, após o contato com a solução substancialmente imiscível em água pode ser re-utilizada em etapas subseqüentes do processo Bayer ou em etapas subseqüentes de reextração. Dependendo da concentração de hidróxido de sódio, a solução aquosa pode precisar de um pré-tratamento antes de seu uso posterior.

De forma vantajosa, o suporte sólido, após o contato com a solução de re-extração, pode ser utilizado para troca iônica com o licor residual.

Em uma modalidade da presente invenção, a etapa de tratamento de pelo menos uma porção de um primeiro licor residual, para a 10 diminuição da concentração cáustica total e da alcalinidade total do licor, compreende a etapa de aplicação de um potencial entre uma primeira região contendo pelo menos uma porção do primeiro licor residual e uma segunda região contendo um católito, sendo que o primeiro licor residual é um anólito e uma membrana permeável de troca iônica é fornecida entre a primeira região e a 15 segunda região; e a etapa de transferência de íons de sódio através da membrana permeável de troca iônica de uma região para outra região.

Deve-se observar que pode ser fornecida mais de duas regiões e mais de uma membrana permeável de troca iônica.

Quando mais de uma membrana permeável de troca iônica é fornecida, de preferência, a dita membrana permeável de troca iônica será substancialmente co-planar, de tal forma que as membranas permeáveis de troca iônica adjacentes permitam, de preferência, a transferência de íons de cargas opostas.

Em uma modalidade da presente invenção, é fornecida uma membrana permeável de troca iônica e uma membrana permeável de troca catiônica.

Em uma modalidade específica da presente invenção, é fornecida uma pluralidade de membranas permeáveis de troca iônica, sendo que a dita pluralidade de membranas permeáveis de troca iônica constitui uma unidade de eletrodiálise.

Em uma modalidade da presente invenção, também pode ser fornecida uma membrana bipolar. Quando uma membrana permeável de troca iônica for fornecida, de preferência, a dita membrana permeável de troca iônica será uma membrana permeável de troca catiônica e o íon é um cátion. De preferência, o cátion é um cátion de sódio.

Deve-se observar que a transferência do íon de sódio de

uma região para outra região englobará a transferência de mais de um íon de sódio da primeira região para a segunda região.

De preferência, uma região é provida de um ânodo e outra região é provida de um cátodo.

Deve-se observar que a transferência do íon de sódio de

uma região para outra região será acompanhada por uma neutralização concomitante de íons de hidróxido no ânodo e por uma geração de íon de hidróxido na segunda região.

Deve-se observar que a membrana permeável de troca iônica deverá ser substancialmente resistente à corrosão ou à degradação, sob as condições eletrolíticas.

Deve-se observar que a escolha da membrana permeável de troca iônica dependerá de muitos fatores, incluindo a seletividade do transporte iônico, incluindo a seletividade do transporte iônico de sódio. Outros fatores 20 incluem a condutividade e a taxa de transporte iônico, a estabilidade mecânica, química e dimensional, resistência à incrustação de sujeira e a envenenamento, bem como da vida útil da membrana permeável de troca iônica.

Em modalidades específicas da presente invenção, as membranas permeáveis de troca catiônica podem conter polímeros perfluorados, 25 como, por exemplo, um copolímero sulfonado de tetrafluoretileno, polímero de carboxilato, polímero a base de poliestireno, polímero de divinilbenzeno, ou cerâmica condutora de sódio, como, por exemplo, beta-alumina, ou combinações dos mesmos.

Membranas perfluoradas são conhecidas por terem alta resistência ao ataque químico sob condições de pH elevado. Acredita-se que a estabilidade e as propriedades físicas favoráveis sejam decorrentes da cadeia principal substancialmente forte e inerte do polímero contendo cadeias laterais regulares terminando com grupos iônicos. A escolha dos grupos iônicos é importante, pois eles afetam nas interações com a migração iônica, no pKa do polímero de troca iônica, na solvatação do polímero e na natureza e na extensão das interações entre os grupos iônicos fixos.

Nas modalidades altamente específicas da presente

invenção, a membrana catiônica permeável é uma membrana Nafion 324 ou Nafion 440.

Deve-se observar que o material de eletrodo deve apresentar alta condutividade e baixa resistência elétrica, bem como deve ser bastante resistente à corrosão sob condições eletrolíticas. O licor residual é muito cáustico, mas o H+ é produzido no ânodo.

Deve-se observar que a escolha do material de eletrodo deverá ser feita por um especialista na técnica. Uma vez que o licor residual contém ânions, como, por exemplo, flúor, sulfato, etc., a produção de ácido 15 fluorídrico, ácido sulfúrico, etc. ocorre na interface entre o ânodo e a solução (mesmo que a solução seja muito cáustica). Os materiais de ânodo apropriados incluem nióbio revestido de platina, titânio revestido de platina ou Monel.

Deve-se observar que essa base só é produzida no cátodo, portanto, a escolha do material do cátodo pode ser maior do que o material do ânodo. Os materiais de cátodo apropriados incluem aço inoxidável ou um eletrodo de difusão de gás (cátodo despolarizado de oxigênio).

Deve-se observar que a densidade da corrente deve ser controlada, pois à medida que a densidade da corrente aumenta, aumenta a taxa de formação do produto, mas também aumenta o consumo de energia. Para 25 densidades de corrente mais altas, menos área de membrana pode ser necessária para uma determinada quantidade de soda cáustica extraída. Para um sistema que emprega uma membrana de troca catiônica, a densidade da corrente preferida pode ser superior a 150 mA/cm2.

Nas modalidades preferidas da presente invenção, o católito é uma solução cáustica. Apesar de ser vantajoso ter a mais alta concentração cáustica de católito possível, se ela for demasiadamente elevada, a eficiência da corrente pode ser comprometida devido à difusão iônica reversa do católito para o anólito.

De preferência, a concentração cáustica de católito não é superior a aproximadamente 8M de NaOH ou 25% NaOH.

O método da presente invenção pode ser executado como um processo em batelada, sendo que a primeira região é fornecida sob a forma de um primeiro compartimento, a segunda região é fornecida sob a forma de um segundo compartimento e a membrana permeável de troca iônica é fornecida entre o primeiro compartimento e o segundo compartimento. O anólito do primeiro licor residual é introduzido no primeiro compartimento, o católito é introduzido no segundo compartimento e um potencial é aplicado entre o primeiro compartimento e o segundo compartimento, durante um determinado período de tempo, e, depois disso, o primeiro licor residual tratado, empobrecido em íons de sódio e íons de hidróxido, é removido do primeiro compartimento e o católito com um aumento de concentração de hidróxido de sódio é removido do segundo compartimento.

Alternativamente, o método da presente invenção pode ser executado como um processo contínuo no qual a primeira região é fornecida sob a forma de um primeiro compartimento, a segunda região é fornecida sob a forma de um segundo compartimento e a membrana permeável de troca iônica é 20 fornecida entre o primeiro compartimento e o segundo compartimento. O anólito do primeiro licor residual é introduzido continuamente no primeiro compartimento e o católito é continuamente introduzido no segundo compartimento com um potencial aplicado de forma contínua eritre o primeiro compartimento e o segundo compartimento. O primeiro licor residual tratado, empobrecido em íons de sódio e 25 íons de hidróxido, é continuamente removido do primeiro compartimento e o católito com aumento de concentração de hidróxido de sódio é continuamente removido do segundo compartimento.

Alternativamente, o método da presente invenção também pode ser executado como um processo contínuo, com muitos compartimentos em uma célula com compartimentos adjacentes sendo alternadamente separados por membranas catiônicas permeáveis e membranas aniônicas permeáveis. Cada segunda região contém uma solução de alimentação de anólito do primeiro licor residual e em vez de o hidróxido ser neutralizado pela produção de prótons no ânodo, ele é removido da solução de alimentação através de uma membrana aniônica para formar soda cáustica pura (íons de sódio provenientes do lado oposto, através de uma membrana catiônica). Acredita-se que este método 5 consuma menos energia do que a eletrólise, com uma única membrana iônica permeável, pois a quantidade de água que é eletrolisada para formar prótons e hidróxido, com formação concomitante de hidrogênio e oxigênio, é minimizada. Opcionalmente, a disposição poderia incluir membranas bipolares que dividiriam a água diretamente, para a produção de prótons e íons de hidróxido, sem a 10 formação de hidrogênio ou oxigênio.

Em modalidades altamente específicas da presente invenção, a membrana aniônica permeável é uma membrana Neosepta AHA.

O católito contendo hidróxido de sódio pode ser reutilizado em outras etapas do circuito do processo Bayer, como, por exemplo, para a digestão da bauxita. Dependendo da concentração de hidróxido de sódio e do teor de impurezas, o católito pode precisar ser pré-tratado antes de seu uso subseqüente.

Breve Descrição dos Desenhos

A presente invenção será agora descrita, apenas a título de exemplo, com referência a duas modalidades e aos desenhos em anexo, sendo que:

- A Figura 1 é um diagrama esquemático de uma parte de um método, de acordo com uma primeira modalidade da presente invenção utilizada em um circuito de Processo Bayer;

-A Figura 2 é um diagrama esquemático de uma parte de

um método, de acordo com a presente invenção, integrado com uma alimentação dividida para um estágio de calcinação;

- A Figura 3 mostra a diminuição experimentalmente medida na concentração cáustica total do licor residual depois do contato (1:1)

durante 10 minutos a 60°C, com diferentes concentrações do extrator TOP no solvente iso-octanol, e;

- A Figura 4 é um diagrama esquemático de uma parte de um método, de acordo com uma segunda modalidade da presente invenção utilizada em um circuito do processo Bayer.

Melhor(es) Modo(s) de Execução da Invenção

Trata-se a presente invenção enfoca em uma maior 5 recuperação dos valores de alumina a partir de um licor verde proveniente do processo Bayer, reduzindo o consumo de energia na produção de alumina, e pode ser adaptada aos meios existentes de precipitação no processo Bayer. A presente invenção produz fluxos separados de produtos de gibbsita e boemita, que são produzidos em um regime de precipitação em dois estágios e

introduzidos em diferentes partes do circuito de calcinação, para minimizar o uso de energia na calcinação. A boemita é precipitada no segundo estágio de precipitação a partir de uma porção do licor residual proveniente do primeiro estágio de precipitação, onde a gibbsita é produzida, que foi tratada de modo a reduzir a concentração cáustica total e a alcalinidade total.

A Figura 1 é um diagrama esquemático de uma parte de

um método, de acordo com uma primeira modalidade da presente invenção, que compreende as seguintes etapas:

- executar a digestão da bauxita em uma solução cáustica

(10);

- separar a mistura (12) em resíduo (14) e licor verde (16);

- precipitar a gibbsita em um circuito de precipitação do processo Bayer (18) e formar uma primeira suspensão;

- separar a primeira suspensão em um circuito de classificação (20) em produto de gibbsita (22), reciclagem de semente de gibbsita

(24) e licor residual (26);

- separar o licor residual (26) em uma primeira porção (28) e uma segunda porção (30);

- tratar a segunda porção do licor residual (30) em uma unidade de redução de soda (32), por meio do contato da segunda porção do licor

residual (30) com um meio regenerado contendo um extrator (33) e formar um primeiro licor residual tratado (34);

- precipitar a boemita do primeiro licor residual tratado (34) em um circuito de precipitação de boemita (36) e formar uma segunda suspensão;

- separar a segunda suspensão em um circuito de classificação (38) em produto de boemita (40), reciclagem de semente de boemita

(42) e segundo licor residual (44);

- calcinar pelo menos uma porção do produto de gibbsita (22) em um calcinador (41), e;

- calcinar pelo menos uma porção do produto de boemita (22) em um calcinador (41).

Os fluxos de licor residual (28 e 44) são tratados de

maneira normal. A porção do licor residual (30) é colocada em contato com o extrator (33), no meio de extração de soda (46), no aparelho (32), a uma temperatura inferior ao ponto de ebulição do licor. O meio de extração de soda (46) utilizado é colocado em contato com uma solução aquosa em uma unidade 15 de recuperação e regeneração (48), para re-extrair os íons de sódio para a solução aquosa. A solução aquosa é então processada, conforme necessidade para a produção de um fluxo contendo os valores recuperados de soda (50), em uma forma apropriada para retornar ao processo; por exemplo, pode ser retornada para o circuito de licor residual convencional (28), para a digestão da 20 bauxita, ou pode ser utilizada para lavagem de semente ou oxalato, ou para a lavagem de bauxita. A re-extração do meio de extração de soda (46) utilizado resulta na regeneração da forma protonada do extrator no meio. O meio de extração de soda regenerado pode então ser reutilizado em outras etapas de extração e retornado (33) para a unidade de extração de soda (33).

O licor residual tratado (34) é aquecido pelo trocador de

calor (52) e passado para o segundo precipitador (36), para a precipitação da boemita a uma temperatura entre aproximadamente 95°C e 105°C. O licor residual tratado (34) pode ser resfriado no precipitador (36). O licor residual tratado (34) terá uma concentração alcalina/concentração cáustica total (A/TC) 30 variando entre 0,77-0,55. O licor residual tratado (34) é semeado com boemita (42) para facilitar a precipitação da boemita. A carga de sementes varia entre 50 g/l e 1200 g/l. O licor residual tratado (34) pode ser sonicado para facilitar a precipitação da boemita, com ou sem a presença de semente de boemita. A cal pode ser adicionada ao licor residual tratado (34) para reduzir a proporção de gibbsita no produto de boemita (40).

A Figura 2 é um diagrama esquemático que ilustra uma

parte de um método, de acordo com uma modalidade da presente invenção, que compreende as seguintes etapas:

- alimentação do produto de gibbsita (22) proveniente do primeiro estágio de precipitação para a seção de secagem e pré-aquecimento do

hidrato (53) de um calcinador (41);

- alimentação do produto de boemita (40) proveniente do estágio de precipitação da boemita, para um ou mais estágios posteriores (53, 54, 56, 58 ou 60) no calcinador (41).

O produto de alumina resfriado (62) será manipulado 15 como de costume, em uma operação do processo Bayer. Os fluxos de ar (64) serão ajustados para atender a combustão do calcinador, o transporte, a refrigeração, a recuperação de calor, a geração de partículas finas e os requisitos do perfil de temperatura. O fluxo dos gases de exaustão (66) será enviado para coleta de pó e chaminés.

O produto (40) proveniente do precipitador de boemita

(36) pode ser enviado ou para estágios posteriores da seção de secagem e préaquecimento do hidrato (53), para a seção de recipiente de espera e forno (56) ou para o estágio inicial da seção de resfriamento (60), ou pode ser distribuído através de uma combinação destas seções. Deve-se observar que as seções de 25 calcinadores estáticos ficam sob temperaturas inferiores a 330°C e a boemita não se decompõe sob estas temperaturas. A boemita terá tempo de espera suficiente sob temperaturas superiores a 540°C. O melhor local de entrada para a alimentação de boemita dependerá de determinados fatores, como, por exemplo, o tamanho do fluxo (40), o teor de gibbsita do fluxo (40), o perfil de temperatura 30 do calcinador, o tempo de permanência da boemita e o balanço energético do calcinador. Os fluxos (22 e 40) podem exigir lavagem e filtragem antes de entrarem no calcinador (41). Os seguintes Exemplos servem para descrever de forma mais completa a maneira de utilizar a presente invenção, conforme descrição acima.. Deve-se observar que, de forma alguma, estes Exemplos pretendem limitar o real âmbito da presente invenção, mas apenas são apresentados a título de ilustração.

Exemplo 1: Extração de soda por resinas de troca

iônica

Extração de soda por meio do uso de resinas

Os testes iniciais testaram três tipos diferentes de resinas, todas provenientes da Sigma-Aldrich:

(1) Amberlite IRC86 - forma de hidrogênio CAS#211811-37-9 (resina do tipo ácido fraco, malha 20-50);

(2) Amberlite IRC50 - forma de hidrogênio - CAS#9002- 29-3 (resina do tipo ácido fraco, com funcionalidade de ácido carboxílico) e;

(3) Lewatit CNP105 - forma de hidrogênio (resina do tipo

ácido fraco).

Os resultados mostraram que as resinas Amberlite IRC86 e Amberlite IRC50 obtiveram melhor extração, além de apresentarem maiores reduções de concentração cáustica total.

Todas as resinas foram condicionadas em água antes do

uso, por meio da imersão das resinas em água deionizada, a uma proporção de 45:100 peso/volume à temperatura ambiente por 24 horas. As resinas semilíquidas foram então coletadas em um funil Büchner, drenadas, sem água, e colocadas para secar ao ar brevemente (5-10 minutos).

O licor residual do processo Bayer proveniente das

refinarias da Alcoa do oeste da Austrália foi utilizado em todos os testes de extração e precipitação. O licor residual filtrado (uma sub-amostra foi analisada por titulação) foi aquecida até a temperatura selecionada (60°C ou 80°C) e colocado em contato com a resina condicionada em água fresca a concentrações 30 variando entre 165 gL'1 e 220 gL"1 à temperatura selecionada. Em alguns testes, o licor residual foi submetido a duas etapas consecutivas de contato com a resina condicionada em água fresca; a lama constituída de licor-resina do primeiro estágio de contato foi filtrada antes do segundo estágio de contato.

Tabela 1. Mudanças de concentração alcalina/concentração cáustica total (A/TC) a 60°C, com um contato a 215 gL'1

TC como gL-1 TA como gL'1 Alumina como gL'1 A/TC Na2CO3 Na2CO3 AI2O3 Licor Residual Inicial 208,43 250,88 89,44 0,4291 Amberlite IRC50 137,25 179,15 87,00 0,6339 Amberlite IRC86 140,61 182,80 88,72 0,6310 Lewat CNP 105 165,00 203,16 82,71 0,5013 Tabela 2. Mudanças de concentração alcalina/concentração cáustica total

(A/TC) a 80°C, com dois contatos com Amberlite IRC86 e cargas variando entre 165-200 gL'1.

Amostra TC como TA como Alumina como AJTC gL’1 gL'1 gL’1 Na2CO3 Na2CO3 AI2O3 Licor residual de refinaria 1 226,83 274,13 98,14 0,4327 Licor Residual Tratado da Refinaria 129,92 174,54 91,62 0,7052 1 (165gL'1) Licor residual de refinaria 2 221,26 267,94 93,75 0,4237 Licor Residual Tratado da Refinaria 126,42 171,83 89,15 0,7052 2 (165gL'1) Licor residual de refinaria 3 224,51 272,21 96,62 0,4304 Licor Residual Tratado da Refinaria 116,69 165,53 91,05 0,7671 3 (200gL’1) Os resultados mostram que as resinas podem extrair íons

de sódio do licor Bayer de refinaria com transferência concomitante de prótons para o licor, levando à neutralização do hidróxido.

Os resultados mostram que a extração de soda com resinas pode aumentar a concentração alcalina/concentração cáustica total (A/TC) de um licor residual de 0,43 para 0,77, e reduzir a concentração cáustica total (TC) de 224,5 para 118,7 gL'1 Na2C03. Esperava-se que as fases adicionais 15 de contato e cargas de resina aumentadas reduzissem ainda mais a concentração cáustica total.

Precipitação em Batelada de Boemita em Laboratório

Os experimentos de precipitação foram realizados por meio do uso de licor residual tratado com resina semeado com partículas de boemita preparadas por um método hidrotermal e mantido a 95°C em frascos de polipropileno, em um banho rotativo. A semente foi adicionada após a temperatura de o licor residual tratado ficar equilibrada a 95°C. Foram utilizadas cargas de sementes de 180 gL'1 a 950 gL'1. Após o tempo de espera estabelecido para precipitação, os frascos foram retirados do banho, a reação de precipitação foi temperada por meio do uso de gluconato de sódio, o conteúdo filtrado e as sub-amostras do licor foram analisados por titulação a 25°C. Os sólidos filtrados 5 foram lavados com água quente deionizada e secos em estufa entre 60°C e 100°C. Os sólidos foram analisados por difração de raios-X (DRX).

A semente foi preparada por meio de uma conversão hidrotermal de uma gibbsita comercial em boemita, realizada em um reator vedado e pressurizado a 200°C, por meio do uso de água deionizada. O material 10 produzido foi analisado por difração de raios-X (DRX), termogravimetria (TGA), calorimetria exploratória diferencial. (DSC) e considerado boemita quase pura, com aproximadamente 0,2% de gibbsita. Esta semente de boemita foi utilizada em todos os experimentos relatados abaixo.

Como controle, os licores residuais não tratados também foram semeados com boemita e mantidos em banho rotativo a 95°C. O teor de sólidos e a composição Iicorosa não apresentaram qualquer mudança significativa após 6 horas e rendimento insignificante de boemita (~1 gL"1) após 48 horas.

Tabela 3. Precipitação de boemita proveniente de licor residual tratado de refinaria a 95°C e 500 gL’1 de carga de sementes.

Descrição TC como TA como AI2O3 A/TC Rendimento Gibbsita no gL-1 gL'1 como de AI2O3 Precipitado (%) Na2CO3 NajCO3 gL'1 (gL'1) AI2O3 Licor 126,4 171,8 89,1 0,705 Residual Tratado 3 Horas ppt 125,2 169,1 77,7 0,620 10,7 14% Horas ppt 124,8 168,4 73,6 0,590 14,6 0% 24 Horas ppt 125,6 168,6 60,7 0,483 28,1 6% 51 Horas ppt 125,5 168,6 52,8 0,421 36,0 0% Tabela 4. Precipitação de boemita proveniente de licor residual tratado de refinaria a 95°C e 500 gL'1 de carga de sementes e ~30 ppm gl'1 de cal.

Descrição TC como TA como AI2O3 A/TC Rendimento Gibbsita no gL'1 gL'1 como de AI2O3 Precipitado (%) Na2CO3 Na2CO3 gL'1 (gL'1) Al2O3 Licor 126,2 170,9 88,8 0,704 “ “ Residual Tratado 3 Horas ppt 126,9 171,7 78,4 0,618 10,9 24% Horas ppt 126,6 171,6 74,7 0,590 14,4 2% 24 Horas ppt 127,4 170,9 60,9 0,478 28,5 6% 51 Horas ppt 127,5 171,5 53,7 0,421 35,7 1% Tabela 5. Precipitação de boemita proveniente de licor residual tratado de

refinaria a 95°C e 750 gL'1 de carga de sementes.

Descrição TC TA AI2O3 A/TC Rendimento Rendimento Gibbsita no como como como de AI2O3 Médio de Precipitado gL'1 gL·1 gL-1 (gn AI2O3 (%) Na2CO3 Na2CO3 AI2O3 (gL1) LXP Inicial 226,8 274,1 98,1 0,433 - - LXP-Na 129,9 174,5 91,6 0,705 Fase 2 Extn Sementes 132,7 179,1 76,2 0,575 17,0 17,0 2% 750,5 Horas, R1 Sementes 132,4 179,0 76,0 0,574 17,0 750,5 Horas, R2 Sementes 132,9 179,3 54,3 0,409 38,5 38,6 3% 750,48 Horas, R1 Sementes 131,4 177,5 53,6 0,408 38,6 750,48 Horas, R2 Tabela 6. Precipitação de boemita proveniente de licor residual tratado de

refinaria a 95°C e 750 gL'1 de carga de sementes.

Descrição TC TA AI2O3 A/TC Rendimento Rendimento Gibbsita no como como como de AI2O3 Médio de Precipitado gL-1 gL‘1 gL-1 (gn AI2O3 (%) Na2CO3 Na2CO3 AI2O3 (gL-1) LXP Inicial 226,8 274,1 98,1 0,433 - LXP-Na 129,9 174,5 91,6 0,705 Fase 2 Extn Sementes 131,9 178,9 74,0 0,561 18,8 19,2 0% 950,5 Horas, R1 Sementes 129,6 175,4 71,8 0,554 19,6 950,5 Horas, R2 Sementes 120,8 163,1 47,1 0,390 40,9 40,9 0% 950, 48 Horas, R3 Os licores de refinaria contêm significativas impurezas

orgânicas e inorgânicas, que podem afetar o comportamento da precipitação. Uma série de experimentos foi realizada utilizando uma solução de aluminato de sódio preparada em laboratório, em vez de licores de refinaria.

Tabela 7. Precipitação de boemita proveniente de licor de aluminato de sódio preparada em laboratório de baixa concentração cáustica total a 95°C

e 500 gL'1 de carga de sementes.

Descrição TC como TA como AI2O3 A/TC Rendimento Médio Gibbsita no gL-1 gL-1 como gL'1 de AI2O3 Produto Na2CO3 Na2CO3 AI2O3 (gl/1) 0 130,4 169,3 87,8 0,673 0 Não Detectada 3 133,1 172,9 72,8 0,547 16,43 Vestígios 6 133,6 172,7 66,1 0,494 23,34 Vestígios 18 135,1 177,1 56,8 0,421 32,86 Vestígios 24 136,1 175,4 56,3 0,414 33,77 Vestígios 96 136,2 176,0 44,8 0,329 44,86 Não Detectada Tabela 8. Precipitação de boemita proveniente de licor de aluminato de sódio preparada em laboratório de baixa concentração cáustica total a 95°C

e 500 gL’1 de carga de sementes com um excesso de cal (1 gL1).

Descrição TC como TA como AI2O3 A/TC Rendimento Médio Gibbsita no gL·1 gL-1 como gL'1 de AI2O3 Produto Na2CO3 Na2CO3 AI2O3 (gL ) 0 129,5 168,2 87,9 0,679 0,00 Não Detectada 3 132,3 172,9 70,7 0,534 18,78 Vestígios 6 131,3 171,6 64,2 0,489 24,61 Vestígios 18 135,5 173,9 60,6 0,447 30,04 Vestígios 24 133,3 173,0 54,8 0,411 34,71 Vestígios 96 139,4 179,2 40,2 0,288 50,63 Não Detectada Os resultados ob1 idos d a precipitação de boemita em batelada, a partir de licores residuais tratados em refinaria, mostram que os rendimentos entre 30 gL'1 e 40 gL'1 como Al2O3 podem ser facilmente alcançados.

Foram observados valores finais de concentração de alumina/concentração cáustica total (A/TC) na faixa de 0,42-0,39. Acredita-se que a otimização das condições da precipitação poderia aumentar ainda mais os rendimentos.

A precipitação da boemita proveniente de licores de aluminato de sódio de alta pureza pode produzir rendimentos mais altos do que a precipitação equivalente proveniente de licores do processo Bayer de refinaria, como é conhecido para a precipitação da gibbsita. Foram observados 20 rendimentos tão elevados como 50,6 gL'1 como Al2O3. Foram observados valores finais de concentração de alumina/concentração cáustica total (A/TC) tão baixos quanto 0,288. O produto predominante foi a boemita, embora gibbsita estivesse presente em algumas amostras. É evidente que as condições de precipitação podem ser ajustadas para minimizar qualquer co-precipitação da gibbsita.

Boa reprodutibilidade foi observada nos dados da

precipitação.

Produtividade esperada com extração de soda por resinas

de troca iônica.

Os modelos dos casos investigados da presente invenção foram formulados, 10 avaliados e refinados, por meio do uso de uma combinação de modelos internos construídos com base em princípios básicos de engenharia química e adaptados às operações de unidades de processo Bayer existentes, uma extensa base de dados de propriedades do processo Bayer e dados termodinâmicos, a experiência operacional de processo Bayer e os modelos de fluxograma construídos por 15 ASPEN Plus™, Aspen Technology Inc., um programa computacional de simulação de processos com pacotes de propriedades físicas atuais, incluindo propriedades do processo Bayer e operações de unidades construídas internamente, como, por exemplo, um calcinador estático Alcoa.

Quatro casos foram analisados com base em um fluxo de licor verde 1000 kl/h proveniente da digestão, com a seguinte composição:

Concentração de alumina (A): 146 gL'1 como Al2O3 Concentração de alumina (TC): 205 gL’1 como Na2CO3 Concentração alcalina (TA): 251 gL'1 como Na2CO3 Carbono orgânico total: 22 gL'1 como C Cloreto: 11 gL'1 como NaCI

Sulfato: 22 gL'1 como Na2SO4

O Caso #1 considera a precipitação da gibbsita a partir do licor verde. Não houve segunda fase de precipitação da boemita do licor residual tratado. A análise pressupõe um rendimento de 63 gL'1 como AI2O3, típico de uma moderna fábrica de processo Bayer de baixa temperatura de processamento de bauxita do oeste da Austrália.

O Caso #2 é uma extensão do Caso #1, com a inclusão de uma segunda etapa de precipitação de boemita proveniente de um fluxo de licor residual tratado compreendendo 30% do fluxo do licor verde. O rendimento do circuito de precipitação da gibbsita ainda é de 63 gL'1 como AI2O3. O rendimento da precipitação de boemita é de 33 gL'1 como AI2O3.

O Caso #3 é comparável ao Caso #2, mas com um maior

fluxo de licor residual tratado, ou seja, 70% do fluxo de licor verde. O rendimento da precipitação de boemita foi de 30,5 gL"1 como AI2O3.

O Caso #4 considera 0 tratamento de todo 0 licor residual do primeiro estágio de precipitação. O rendimento da precipitação de boemita de 30 gL'1 como AI2O3 é presumido.

Nota: as análises foram forçadas a garantir que as composições do licor permanecessem dentro do intervalo observado no programa experimental e estudos de otimização adicionais são mais propensos a identificar condições que oferecem rendimentos mais elevados.

A Tabela 9 fornece os rendimentos estimados de licor

verde quando a presente invenção utiliza extração de soda por resinas de troca iônica e economia de energia. A produção é baseada em um fluxo de licor verde proveniente da digestão de 1000 kL/h, conforme descrição acima.

Deve-se observar que as seguintes estimativas são baseadas nos modelos e nos dados disponíveis neste sistema.

Tabela 9. Rendimentos de licor verde proveniente do circuito do processo Bayer.

Caso Rendimento de Licor Verde Produção (como t/h) baseada Economia de (grama precipitado como Ai2O3 em 1000 kL/h de licor verde Energia (GJ/t por litro de licor verde) proveniente da digestão AI2O3) Caso 63 106 t/h como gibbsita “ #1 Caso 72,9 106 t/h como gibbsita 0 #2 12,8 t/h como boemita j*. 1 O "01 Caso 84,0 106 t/h como gibbsita 0,9-1,05 #3 27,6 t/h como boemita Caso 89,2 106 t/h como gibbsita 1,09-1,25 #4 34 t/h como boemita Os Casos 1 e 4 são exemplos do potencial da presente invenção, para aumentar 0 rendimento do processo e fazer economias significativas de energia. Os resultados sugerem que quanto maior for a porção de do licor residual tratado, maiores serão os benefícios. No entanto, a melhor porção real para o tratamento dependerá de vários fatores. Estes incluem:

- otimização do desempenho do calcinador, como, por exemplo, melhor separação entre os fluxos de produtos de gibbsita e boemita;

- as propriedades do licor verde e do primeiro licor residual, como, por exemplo, com relação às impurezas;

- condições operacionais das instalações do processo Bayer, como, por exemplo, valores da concentração de alumina e da concentração alcalina da digestão;

- serviços de utilidade e infra-estrutura disponíveis da precipitação de gibbsita e utilitários, bem como considerações econômicas.

A Tabela 10 mostra um exemplo do desempenho do calcinador previsto para dois casos:

Caso #1: os fluxos de produtos de gibbsita e boemita alimentam, no mesmo local, na parte da frente do calcinador, e;

Caso #2: dois pontos de alimentação separados, sendo

que o produto de gibbsita é alimentado na parte da frente do calcinador e o produto de boemita é adicionado a uma linha que conduz ao forno.

As previsões de modelo foram feitas por meio do uso de um modelo ASPEN Plus™ de um calcinador estático Alcoa. O modelo é calibrado com os dados da refinaria para a calcinação de alumina e obtenção da gibbsita. A proporção da alimentação do produto de gibbsita e produto de boemita foi de 4:1, em uma base de massa.

Tabela 10. Desempenho previsto do calcinador

Caso Diferença de uso de Temperatura da Temperatura do energia GJ/t de alumina Chaminé Refrigerador da Alumina Caso #1 178°C 394°C Alimentação CoIocalizada Caso #2 0,04 196°C 327°C Alimentação Divida Os resultados mostram que se pode obter ma economia de energia por meio de um arranjo de alimentação dividida. A alta temperatura da chaminé para o Caso #2 sugere uma melhor recuperação de calor. Deve-se observar que a otimização das condições operacionais do calcinador e os perfis de temperatura podem aumentar esta vantagem adicional da energia. Foram observadas temperaturas aceitáveis. Espera-se que a otimização das combinações da alimentação dividida e das proporções da alimentação dividida resulte em benefícios adicionais de energia. Além disso, o grau extra de liberdade 5 disponível para ajustar a distribuição dos fluxos de massa no calcinador também pode ser utilizado para otimizar o circuito do calcinador e aumentar a produção.

Exemplo 2: Extração de soda por meio de extração

com solvente

O licor residual proveniente de operações da Alcoa do oeste da Austrália foi tratado por meio de extração com solvente, com o solvente orgânico iso-octanol (Exxon-Mobil, Exxal 8) e o extrator 4-ferc-octilfenol (97%, Sigma-Aldrich, TOP).

O limite de carga superior prático do extrator TOP no solvente /so-octanol, com sistema de licor residual de refinaria utilizado no 15 trabalho de teste, foi determinado entre 1M e 0,75M. O limite de carga superior prático não é necessariamente o limite da solubilidade do extrator no solvente, mas também é determinado pelo comportamento da fase orgânica resultante, após entrar em contato com a fase aquosa, como, por exemplo, características de separação, turvação/espessamento ou cristalização.

A Figura 3 mostra as reduções da concentração cáustica

total observadas quando um licor residual com 0,5 de concentração de alumina/concentração cáustica total (A/TC) entrou em contato 10 minutos a 60°C na proporção de 1:1 com o solvente contendo várias quantidades do extrator TOP.

Uma amostra do licor residual filtrado de refinaria foi

colocada em contato com um volume igual de 0,75M 4-ferc-octilfenol em /'sooctanol, previamente saturado com água, por 10 minutos a 60°C. As fases foram estabelecidas e o licor tratado foi separado. O processo foi repetido com soluções frescas de 0,75M 4-ferc-octilfenol em iso-octanol mais duas vezes.

A cinética da extração de 4-ferc-octilfenol em iso-octanol

indicou que a extração foi concluída depois de menos de um minuto.

As mudanças resultantes na concentração alcalina total e na concentração cáustica total com cada contato são mostradas na Tabela 11 para três amostras de licor residual. O aumento da concentração de alumina é coerente com a remoção de água relatada (Patente Norte-Americana No. 6.322.702) durante a extração.

Tabela 11. Mudanças na concentração alcalina e na concentração cáustica total a 60°C, com três contatos.

Amostra Contato Concentração Concentração Concentração Concentração cáustica total alcalina total alcalina gL'1 alcalina/ gL'1 gL-1 Concentração cáustica total 1 0 224,72 271,63 94,39 0,420 11 196,32 244,86 98,20 0,500 21 172,28 223,75 103,04 0,598 31 149,79 202,87 107,06 0,715 2 0 232,19 281,08 102,19 0,440 1- 209,39 260,08 108,39 0,517 21 184,66 238,70 113,95 0,617 3L 162,21 218,94 115,72 0,713 3 0 234,61 285,12 103,55 0,441 1- 209,19 259,77 107,48 0,514 21 185,20 239,04 113,74 0,614 3- 162,42 219,16 115,80 0,713 As análises mostram também que entre 3% e 10% da

água no licor residual também é transferido para a fase orgânica, dependendo do número de contatos.

Prevê-se que o aumento do número de estágios de

contato irá diminuir a concentração cáustica total - TC do licor residual para valores ainda mais baixos do que o indicado na Tabela acima. De preferência, em vez de múltiplos estágios de contato 1:1, o uso de proporções maiores de solvente e licor deve reduzir o número de etapas necessárias para obter a remoção de hidróxido desejada e pode reduzir os custos com equipamentos.

Deve-se observar que outras combinações de solvente e extrator podem oferecer resultados diferentes e melhorados.

Como no Exemplo 1, uma série de casos foi examinada por meio do uso de uma combinação de modelos internos construídos para as operações existentes de unidade do processo Bayer1 uma extensa base de dados de propriedades do processo Bayer e dados termodinâmicos, experiência operacional Bayer e os modelos de fluxograma construídos por ASPEN Plus™.

Todos os modelos foram baseados em um fluxo de licor verde de 1100 kL/h provenientes da digestão, com a seguinte composição:

Concentração de alumina (A): 146 gL'1 como Al2O3 Concentração cáustica total (TC): 205 gL'1como Na2CO3 Concentração alcalina total (TA): 251 gL'1 como Na2CO3 Carbono orgânico total: 22 gL'1 como C

Cloreto: 11 gL'1 como NaCI Sulfato: 22 gL'1 como Na2SC>4

Os rendimentos de licor verde variando de 70-90 gL'1 (precipitado em grama como AI2O3 por litro de licor verde) são viáveis, com economia de energia de 0,4-1,25 GJ/t de alumina. Rendimentos mais elevados são esperados para 0 licor do processo Bayer, com menos impurezas (3, 4 e 8 comparáveis).

Exemplo 3: Extração de soda por eletrólise

A Tabela 12 apresenta os dados obtidos em experimentos 20 de extração de soda em uma célula eletrolítica de dois compartimentos Nafion 324 contendo membrana permeável de troca catiônica. O licor é alimentado para o compartimento anólito. A eletrólise foi realizada a 90°C, com uma densidade de corrente de 350 mA/cm2 e 6,5V de voltagem. O compartimento católito produziu NaOH (TC 400 gL'1 como Na2CO3).

Tabela 12. Tabela 17. Mudanças de concentração de alumina/concentração cáustica total a 90°C.

Descrição TC como gL'1 como Na2CO3 A como gL'1 como AI2O3 A/TC Licor Residual Inicial 244 116 0,475 Licor Residual Tratado 174 113 0,650 Deve-se observar que estes resultados também podem ser melhorados em relação à remoção de sódio, em princípio, até o limite metaestável para nucleação heterogênea. As opções incluem alterar a configuração celular, a densidade de corrente, tipo de ânodo e fatores que afetam a eficiência da corrente. A eletrodiálise também é uma opção, que exige menos potência, mas menores densidades de corrente.

Exemplo 4 - Supressão da precipitação de gibbsita por meio da adição de cal A precipitação do licor residual tendo TC = 219,2, TA =

266,6, A= 94,4 e concentração A/TC = 0,43 foi colocada em contato em duas etapas, cada uma com 165 g/L de resina Amberlite IRC86, para a obtenção de uma composição do licor final com concentração cáustica total (TC) = 122,0, concentração alcalina total (TA) = 165,9, concentração de alumina (A) = 85,9 e 10 concentração de alumina/concentração cáustica total (A/TC) = 0,70. Sementes de boemita contendo entre 0,1 e 0,2% em peso/peso de gibbsita em uma carga de 180 g/L foram adicionadas ao licor tratado e a precipitação foi conduzida por um tempo determinado a 95°C. Todos os experimentos foram realizados em triplicata e a média dos resultados é apresentada na Tabela 13 abaixo.

Tabela 13. Supressão da precipitação de gibbsita por meio da adição de cal.

Tempo de Adição de cal Rendimento (g/L % de gibbsita Precipitação como CaCO3 (1 AI2O3) precipitada da g/L) solução horas Não 5,60 30 horas Sim 5,80 2 24 horas Não 20,5 20 24 horas Sim 15,9 0 52 horas Não 25,7 31 52 horas Sim 22,4 1 Após 5 horas, ambos os licores precipitaram quantidades similares de alumina. No entanto, o precipitado de licor não contendo cal consistia de 30% de gibbsita e 70% de boemita, em comparação a 2% de boemita e 98% de gibbsita para o licor contendo cal. Resultados semelhantes foram obtidos por 20 precipitação em 24 horas e 52 horas, sendo que os licores não contendo cal precipitaram 20% e 31% de gibbsita, respectivamente, e os licores contendo cal precipitaram 0% e 1 % de gibbsita, respectivamente. Notavelmente, depois de 24 horas e 52 horas de precipitação, os licores não contendo cal tinham precipitado um pouco menos que totalmente, o que evidencia que a precipitação da gibbsita é 25 suprimida. Evidentemente, a presença de excesso de cal nos licores inibe a precipitação da gibbsita em relação à boemita.

A Figura 4 é um diagrama esquemático que mostra um método, de acordo com uma segunda modalidade da presente invenção. Os métodos mostrados nas Figuras 1 e 4 são substancialmente similares e numerais semelhantes denotam partes semelhantes. Quanto à modalidade descrita acima, o método da presente invenção também compreende as seguintes etapas principais:

- executar a digestão da bauxita em uma solução cáustica

(10);

- separar a mistura (12) em resíduo (14) e Iicorverde (16);

- separar o licor verde (16) em um licor verde (70) e em

um desvio de fluxo de licor verde (72);

- precipitar a gibbsita do licor (71) em um circuito de precipitação de gibbsita (18) e formar uma primeira suspensão;

- separar a primeira suspensão em um circuito de classificação (20) em produto de gibbsita (22), reciclagem de sementes de

gibbsita (24) e licor residual (26);

- separar o licor residual (26) em uma primeira porção (28) e uma segunda porção (30);

- tratar a segunda porção do licor residual (30) em uma unidade de redução de soda (32), por meio do contato da segunda porção do licor

residual (30) com um meio regenerado contendo um extrator (33) e formar um primeiro licor residual tratado (34);

- separar o primeiro licor residual tratado (34) em um primeiro licor residual tratado (74) e em um desvio de fluxo do primeiro licor residual tratado (76);

- adicionar pelo menos uma porção do desvio de fluxo do

primeiro licor residual tratado (76) ao licor verde (70) para a obtenção de um licor (71);

- adicionar pelo menos uma porção do desvio de fluxo de licor verde (72) ao primeiro licor residual tratado (74) para a obtenção de um licor

(75);

- precipitar a boemita do licor (75) em um circuito de precipitação de boemita (36) e formar uma segunda suspensão; - separar a segunda suspensão em um circuito de classificação (38) em produto de boemita (40), reciclagem de sementes de boemita (42) e segundo licor residual (44);

- calcinar pelo menos uma porção do produto de gibbsita (22) em um calcinador (41), e;

- calcinar pelo menos uma porção do produto de boemita

(40) no calcinador 41.

O desvio de fluxo de licor verde (72) pode ser combinado com o primeiro licor residual tratado (74) e o licor (75) alimentado para o início do circuito de precipitação de boemita (36), ou adicionado em fases posteriores (78) do circuito de precipitação de boemita (36), ou ambos.

O desvio de fluxo do primeiro licor residual tratado (76) pode ser combinado com o licor verde (70) e o licor (71) alimentado para o início do circuito de precipitação de gibbsita (18), ou adicionado em fases posteriores (80) do circuito de precipitação de gibbsita (18), ou ambos.

Deve-se observar que os fluxos (34, 72 e/ou 74) talvez precisem ser aquecidos até atingir a temperatura desejada, para a precipitação da boemita (de 95°C a 105°C).

Esta disposição permite uma maior flexibilidade para 20 otimizar o rendimento global, a qualidade do produto e o uso de energia. A quantidade ideal e a distribuição do desvio de fluxo de licor verde (72) e do desvio de fluxo do primeiro licor residual tratado (76) dependerão das configurações do calcinador e do circuito de precipitação, das condições operacionais, do desempenho da fábrica de extração de soda, das propriedades das sementes e 25 do licor, da proporção desejada do produto de gibbsita e boemita e dos requisitos de qualidade do produto.

Exemplo 5: Precipitação de boemita a partir da combinação de Iicorverde de refinaria e licor residual tratado de refinaria

Os experimentos de precipitação de boemita em batelada foram realizados a partir da combinação de licor verde de refinaria e licor residual tratado de refinaria (proporção de 60:40). Os licores foram obtidos em refinarias da Alcoa no oeste da Austrália. O licor residual foi tratado com Amberlite IRC86 condicionada em água a 80°C em duas fases de contato, conforme descrição acima.

Os licores combinado foram semeados com boemita (500 gL'1) e mantidos a 95°C em frascos de polipropileno, sob rotação em uma 5 banheira. A semente foi adicionada após a temperatura de o tratado licor residual ficar equilibrada a 95°C. Após o tempo designado de espera de precipitação, os frascos foram retirados do banho, os conteúdos filtrados e as sub-amostras do licor foram analisadas por titulação a 25°C e a reação da precipitação foi temperada por meio do uso de gluconato de sódio. Os sólidos filtrados foram 10 lavados com água quente deionizada e secos em estufa entre 60°C e 100°C. Os sólidos foram analisados por difração de raios-X (DRX).

A semente foi preparada por meio de uma conversão hidrotermal de uma gibbsita comercial em boemita, realizada em um reator vedado e pressurizado a 200°C, por meio do uso de água deionizada. O material 15 produzido foi analisado por difração de raios-X (DRX), termogravimetria (TGA), calorimetria exploratória diferencial. (DSC) e considerado boemita quase pura, com aproximadamente 0,2% de gibbsita. Esta semente de boemita foi utilizada em todos os experimentos relatados acima.

Tabela 14. Precipitação de boemita da combinação de licor verde e licor residual tratado de refinaria (60:40) a 95°C e 500 gL'1 de carga de sementes

Descrição TC TA AI2O3 A/TC Rendimento Gibbsita no como como como de AI2O3 Precipitado gL·1 gL·1 gL·1 (gL ) (%) NajCO3 Na2CO3 AI2O3 LicorVerde Inicial 205,0 251,0 145,5 0,710 - LTP Licor Residual 220,3 266,5 94,7 0,430 - Inicial LXP Mistura de Licor 175,0 220,0 122,0 0,697 Verde e Licor Residual 60:40 24 Horas R1 177,3 222,0 93,6 0,528 29,8 1% 92 Horas R1 178,6 222,9 77,7 0,435 45,8 0% Tabela 15. Precipitação de boemita da combinação de licor residual tratado e licor verde de refinaria (60:40) a 95°C e 500 gL*1 de carga de sementes com um excesso de cal (~1 gL'1).

Descrição TC TA AI2O3 A/TC Rendim Rendim Gibbsit como como como ento de ento a no gL'1 gL-1 gL1 AI2O3 Médio Precipit Na2CO3 Na2CO3 AI2O3 (gL1) de AI2O3 ado (%) (gL1) Licor Verde 205,0 251,0 145,5 0,710 - - Inicial Licor 220,3 266,5 94,7 0,430 Residual Inicial Licor 130,5 174,7 89,0 0,682 Residual Tratado Mistura de 175,0 220,0 122,0 0,697 Licor Verde e Licor Residual Tratado 60:40 24 Horas R1 177,9 222,5 93,3 0,524 30,2 29,4 0% 24 Horas R2 178,0 222,6 94,9 0,533 28,7 92 Horas R1 176,9 221,7 76,6 0,433 46,3 45,5 1% 92 Horas R2 178,6 223,3 78,8 0,441 44,7 Os resultados mostram que os rendimentos tão elevados

como 45 gL'1 são viáveis.

Claims (28)

1. MÉTODO DE PREPARO DE ÓXIDO DE ALUMÍNIO PROVENIENTE DE UMA SOLUÇÃO DO PROCESSO BAYER caracterizado pelo fato de compreender as seguintes etapas: - precipitar um primeiro produto de alumina e obter um primeiro licor residual; - separar pelo menos uma porção do primeiro produto de alumina e do primeiro licor residual; - tratar pelo menos uma porção do primeiro licor residual, para a diminuição da concentração cáustica total e da alcalinidade total do primeiro licor residual tratado e o aumento da proporção das concentrações de alumina e cáustica total; - precipitar um segundo produto de alumina a partir do licor residual tratado e obter um segundo licor residual; - separar pelo menos uma porção do segundo produto de alumina e do segundo licor residual; - calcinar pelo menos uma porção do primeiro produto de alumina em um calcinador, e; - calcinar pelo menos uma porção do segundo produto de alumina em um calcinador, sendo que o primeiro produto de alumina é gibbsita ou boemita, ou uma combinação destas, e o segundo produto de alumina é gibbsita ou boemita, ou uma combinação destas.

2. MÉTODO DE PREPARO DE ÓXIDO DE ALUMÍNIO PROVENIENTE DE UMA SOLUÇÃO DO PROCESSO BAYER, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o primeiro produto de alumina compreender, substancialmente, gibbsita, e o segundo produto de alumina compreender, substancialmente, boemita.

3. MÉTODO DE PREPARO DE ÓXIDO DE ALUMÍNIO PROVENIENTE DE UMA SOLUÇÃO DO PROCESSO BAYER, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de a etapa de tratamento de pelo menos uma porção do primeiro licor residual, para a diminuição da concentração cáustica total e da alcalinidade total do licor, compreender a diminuição da concentração de íons de sódio no primeiro licor residual tratado.

4. MÉTODO DE PREPARO DE ÓXIDO DE ALUMÍNIO PROVENIENTE DE UMA SOLUÇÃO DO PROCESSO BAYER, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de a etapa de tratamento de pelo menos uma porção do primeiro licor residual, para a diminuição da concentração cáustica total e da alcalinidade total do licor, compreender a remoção de íons de sódio do primeiro licor residual.

5. MÉTODO DE PREPARO DE ÓXIDO DE ALUMÍNIO PROVENIENTE DE UMA SOLUÇÃO DO PROCESSO BAYER, de acordo com a reivindicação 3 ou reivindicação 4, caracterizado oelo fato de compreender a etapa adicional de recuperação dos íons de sódio.

6. MÉTODO DE PREPARO DE ÓXIDO DE ALUMÍNIO PROVENIENTE DE UMA SOLUÇÃO DO PROCESSO BAYER, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de a etapa de tratar pelo menos uma porção do primeiro licor residual, para a diminuição da concentração cáustica total e da alcalinidade total do licor, compreender a neutralização ou a remoção de íons de hidróxido do primeiro licor residual.

7. MÉTODO DE PREPARO DE ÓXIDO DE ALUMÍNIO PROVENIENTE DE UMA SOLUÇÃO DO PROCESSO BAYER, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de compreender a etapa adicional de recuperação dos íons de hidróxido.

8. MÉTODO DE PREPARO DE ÓXIDO DE ALUMÍNIO PROVENIENTE DE UMA SOLUÇÃO DO PROCESSO BAYER, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de compreender a etapa adicional de combinar pelo menos uma porção do primeiro licor residual tratado com pelo menos uma porção do licor verde e a etapa de precipitar um primeiro produto de alumina.

9. MÉTODO DE PREPARO DE ÓXIDO DE ALUMÍNIO PROVENIENTE DE UMA SOLUÇÃO DO PROCESSO BAYER, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de compreender a etapa adicional de combinar pelo menos uma porção de um licor verde com pelo menos uma porção do primeiro licor residual tratado, e a etapa de precipitar um segundo produto de alumina.

10. MÉTODO DE PREPARO DE ÓXIDO DE ALUMÍNIO PROVENIENTE DE UMA SOLUÇÃO DO PROCESSO BAYER, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de compreender a etapa adicional de semear o primeiro licor residual tratado com o segundo produto de alumina.

11. MÉTODO DE PREPARO DE ÓXIDO DE ALUMÍNIO PROVENIENTE DE UMA SOLUÇÃO DO PROCESSO BAYER, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de a etapa de precipitar o segundo produto de alumina do primeiro licor residual tratado e produzir um segundo licor residual ser conduzida a uma temperatura inferior a 105°C.

12. MÉTODO DE PREPARO DE ÓXIDO DE ALUMÍNIO PROVENIENTE DE UMA SOLUÇÃO DO PROCESSO BAYER, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de a etapa de precipitar o segundo produto de alumina na forma de boemita a partir do primeiro licor residual tratado e produzir um segundo licor residual ser conduzida a uma temperatura entre aproximadamente 95°C e 105°C.

13. MÉTODO DE PREPARO DE ÓXIDO DE ALUMÍNIO PROVENIENTE DE UMA SOLUÇÃO DO PROCESSO BAYER, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de compreender a etapa adicional de adição de um inibidor de precipitação de gibbsita ao primeiro licor residual tratado.

14. MÉTODO DE PREPARO DE ÓXIDO DE ALUMÍNIO PROVENIENTE DE UMA SOLUÇÃO DO PROCESSO BAYER, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de o inibidor de precipitação de gibbsita ser cal.

15. MÉTODO DE PREPARO DE ÓXIDO DE ALUMÍNIO PROVENIENTE DE UMA SOLUÇÃO DO PROCESSO BAYER, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado oelo fato de a etapa de calcinar pelo menos uma porção do segundo produto de alumina em um calcinador compreender a etapa de adicionar o segundo produto de alumina ao mesmo local dentro do calcinador, como o primeiro produto de alumina.

16. MÉTODO DE PREPARO DE ÓXIDO DE ALUMÍNIO PROVENIENTE DE UMA SOLUÇÃO DO PROCESSO BAYER, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 15, caracterizado pelo fato de a etapa de calcinar pelo menos uma porção do segundo produto de alumina em um calcinador compreender a etapa de adicionar o segundo produto de alumina a um local diferente dentro do calcinador, como o primeiro produto de alumina

17. MÉTODO DE PREPARO DE ÓXIDO DE ALUMÍNIO PROVENIENTE DE UMA SOLUÇÃO DO PROCESSO BAYER, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de o segundo produto de alumina ser adicionado em uma etapa posterior, em uma seção de secagem e préaquecimento, uma seção de recipiente de espera e forno, uma etapa anterior de uma seção de resfriamento ou um sistema de desvio de hidrato de um calcinador estático, ou a combinação destes.

18. MÉTODO DE PREPARO DE ÓXIDO DE ALUMÍNIO PROVENIENTE DE UMA SOLUÇÃO DO PROCESSO BAYER, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de a etapa de tratar pelo menos uma porção do primeiro licor residual, para a diminuição da concentração cáustica total e da alcalinidade total do licor, compreender a etapa de colocar o primeiro licor residual em contato com uma solução substancialmente imiscível em água contendo um extrator, e; a etapa de extrair pelo menos uma porção dos cátions metálicos presentes no primeiro licor residual para a solução substancialmente imiscível em água.

19. MÉTODO DE PREPARO DE ÓXIDO DE ALUMÍNIO PROVENIENTE DE UMA SOLUÇÃO DO PROCESSO BAYER, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado oelo fato de compreender a etapa de separar o primeiro licor residual e a solução substancialmente imiscível em água.

20. MÉTODO DE PREPARO DE ÓXIDO DE ALUMÍNIO PROVENIENTE DE UMA SOLUÇÃO DO PROCESSO BAYER, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de compreender a etapa adicional de colocar a solução substancialmente imiscível em água em contato com uma solução de re-extração para a obtenção de uma solução aquosa de hidróxido de sódio.

21. MÉTODO DE PREPARO DE ÓXIDO DE ALUMÍNIO PROVENIENTE DE UMA SOLUÇÃO DO PROCESSO BAYER, de acordo com de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 17, caracterizado pelo fato a etapa de tratar pelo menos uma porção do primeiro licor residual, para a diminuição da concentração cáustica total e da alcalinidade total do licor, compreender a etapa de colocar pelo menos uma porção do primeiro licor residual em contato com um suporte sólido tendo um íon trocável, sendo que o dito suporte sólido é substancialmente insolúvel em água, e a etapa de troca de cátions de sódio presentes no primeiro licor residual com um íon no suporte sólido.

22. MÉTODO DE PREPARO DE ÓXIDO DE ALUMÍNIO PROVENIENTE DE UMA SOLUÇÃO DO PROCESSO BAYER, de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de o sólido suporte contendo um extrator ser uma resina de troca iônica.

23. MÉTODO DE PREPARO DE ÓXIDO DE ALUMÍNIO PROVENIENTE DE UMA SOLUÇÃO DO PROCESSO BAYER, de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de compreender a etapa adicional de separar o primeiro licor residual tratado e o suporte sólido.

24. MÉTODO DE PREPARO DE ÓXIDO DE ALUMÍNIO PROVENIENTE DE UMA SOLUÇÃO DO PROCESSO BAYER, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 17, caracterizado oelo fato de a etapa de tratar pelo menos uma porção de um primeiro licor residual, para a diminuição da concentração cáustica total e da alcalinidade total do licor, compreender a etapa de aplicação de um potencial entre uma primeira região que compreende o primeiro licor residual e uma segunda região que compreende um católito, sendo que o primeiro licor residual é um anólito e uma membrana permeável de troca iônica é fornecida entre a primeira região e a segunda região, e; a etapa de transferência de íons de sódio através da membrana permeável de troca iônica de uma região para outra região.

25. MÉTODO DE PREPARO DE ÓXIDO DE ALUMÍNIO PROVENIENTE DE UMA SOLUÇÃO DO PROCESSO BAYER, de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de a transferência do íon de sódio de uma região para outra região ser acompanhada por uma neutralização concomitante de íons de hidróxido no ânodo e por uma geração de íon de hidróxido na segunda região.

26. ÓXIDO DE ALUMÍNIO, caracterizado pelo fato de ser preparado de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 25.

27. MÉTODO DE PREPARO DE ÓXIDO DE ALUMÍNIO PROVENIENTE DE UMA SOLUÇÃO DO PROCESSO BAYER caracterizado pelo fato de estar de acordo com a descrição no presente relatório descritivo, com referência aos Exemplos apresentados.

28. MÉTODO DE PREPARO DE ÓXIDO DE ALUMÍNIO PROVENIENTE DE UMA SOLUÇÃO DO PROCESSO BAYER caracterizado pelo fato de estar de acordo com a descrição no presente relatório descritivo, com referência às figuras em anexo.