CH171356A - Process for obtaining alumina from lime aluminate. - Google Patents

Process for obtaining alumina from lime aluminate.

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CH171356A
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  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)

Description

  

  Procédé pour l'obtention de     l'alumine    à partir de l'aluminate de chaux.    L'invention a pour objet un procédé pour  l'obtention de l'alumine à partir de l'alumi  nate de chaux, ce procédé étant     earactérisé     par le fait que l'on épuise par l'eau l'alu  minate brut, que l'on traite la solution ob  tenue par un réactif propre à précipiter si  multanément l'alumine et un sel de chaux, et  qu'enfin on traite le précipité pour séparer  l'alumine.  



  Le procédé peut être mis en     aeuvre,    par  exemple,     eomme    suit:  On utilise, comme matière première, de       l'aluminate    de chaux obtenu à l'état anhydre  ou hydraté par l'un des procédés courants,  par exemple par les procédés basés .sur le trai  tement du minerai alumineux par la chaux  par voie humide à l'autoclave et plus spécia  lement     décrits    .dans les brevets français       nos        634430    et 649027. Puis on épuise l'alumi  nate brut ainsi obtenu par l'eau, pour obte  nir une solution que l'on     traite    par un réac  tif     permettant    de précipiter à la fois l'alu  mine et un sel de chaux.

      -Ce réactif peut -être, par exemple, de  l'acide carbonique, qui permet de     précipiter    à  la fois l'alumine et du carbonate de chaux,  ces deux corps étant     ensuite    séparés l'un de  l'autre par tous moyens appropriés. Ce der  nier procédé paraît être     particulièrement    éco  nomique.  



  Pour ce qui est .des moyens à prévoir  pour permettre, suivant ce dernier     procédé     (ou tout autre donnant lieu à la précipitation  simultanée de l'alumine et d'un sel de chaux),  de séparer l'alumine de la chaux, on peut les  réaliser, par exemple, soit en ayant recours  à l'action d'un acide propre à enlever     CaO     sans agir sur     Alz03    (par exemple .de l'acide  chlorhydrique dilué), éventuellement après  calcination légère du précipité, soit en calci  nant le précipité pour déshydrater l'alumine  et transformer le carbonate de calcium en  chaux, qui est éliminée par lavage, soit, de  préférence, en ayant recours à une disposi  tion, particulièrement simple et avantageuse,

    qui consiste -à     utiliser    la propriété que pos-           séde    l'eau chargée d'acide carbonique, de -dis  soudre la chaux, qui passe probablement à  l'état -de bicarbonate de chaux.  



  D'une façon générale, et plus spéciale  ment si on a recours, pour la séparation du  sel de chaux et de l'alumine, à la disposition  qui vient d'être     envisagée,    on aura intérêt à  réaliser le traitement total des aluminates de  chaux en circuit fermé, la même eau resser  vant continuellement après     purification    et  épuration.  



  Bien entendu,     l'installation    nécessaire  pour la mise en     #uvre    d'un tel procédé pourra.  comprendre tous appareils de type     egnnu,     pour la production de<B>CO'</B> et son     barbotage.     



  Le procédé suivant l'invention impliquera       l'emploi    de masses ,d'eau qui n'ont rien  d'excessif. Avec les solubilités     indiquées    plus  haut, on trouve que 1000 mètres cubes d'eau  circulant à raison de 70 mètres cubes par mi  nute permettraient de dissoudre de 800 à  9200 kg d'alumine -à l'heure, soit de 19.200  à 220.000 kg par jour,     c'est-à-dire    que, dans       ce    dernier cas, -on -dissoudrait 22 tonnes par  jour avec 100 mètres cubes d'eau circulant à  raison de 7000 litres par     minute    ou 120 litres  par seconde.  



  Dans chaque cas, le précipité d'alumine  obtenu peut     jêtre    soumis à une épuration com  plémentaire, s'il y a lieu, par exemple à l'ac  tion d'acide     -chlorhydrique,        -qui    absorberait  les     traces    de     CaO.     



  Enfin, bien entendu, les diverses opéra  tions qui précèdent peuvent comporter, s'il y  a lieu,     l'utilisation    -de la chaleur ou de la pres  sion, ou de ces deux facteurs combinés.  



  On va donner     ci-dessous,    à titre d'exem  ple, un mode -de réalisation complet du pro  cédé selon     l'invention.     



  On part de l'aluminate de chaux anhydre,  aluminate du genre -des ciments alumineux ou       elinkers    comprenant, par exemple, l'aluminate  à l'état d'aluminate     monocalcique        A1203,        CaO     ou d'aluminate plus calcique     (3A1203,        5Ca0).     



  Le     clinker    préalablement broyé est atta  qué par .de l'eau à la température ordinaire, et  de préférence entre 25     -et    35   C.    Il se dissout -de l'aluminate de chaux e     ii     proportion qui varie avec la durée de contact.

    et la finesse de pulvérisation, mais il est fa  eile d'obtenir des solutions contenant 0,5 gr  jusqu'à 3 gr d'alumine au litre en un     temps     de contact relativement court, variant géné  ralement depuis quelques minutes jusqu'à une  demi-heure, sans que ces chiffres soient des  limites, car il est possible d'organiser l'épui  sement systématique par les procédés connus  et le temps de contact dépend naturellement  du rapport des masses d'eau et de matière  broyée que l'on     maintient    en     présence,    et  aussi de l'efficacité de l'agitation et .de la  température.  



       Il    a été trouvé que -de bons résultats sont  obtenus sans complication par le traitement  pendant un quart d'heure de     1;66-5    kg de       clinker    frais par mètre cube d'eau provenant  du traitement préalable et systématique du  résidu du lavage par circulation à     contre-          courant    de l'eau et des résidus pour leur épui  sement systématique.  



  L'eau provenant .du traitement du     clinker     contenant dans     ce    cas 670 gr -d'alumine au  mètre cube pour un     clinker    d'une teneur de  47% -de     A1203,    on obtient un rendement en  poids de:  
EMI0002.0042     
    On remarque d'ailleurs que le rendement  varie nécessairement avec la teneur du       clinker    en silice, car celle-ci peut insolubili  ser une partie de l'alumine, notamment à       1'.état,de        géhlénite        SiO2    .     A120'    .     2Ca0.     



  L'eau ainsi     chargée    d'alumine contient  une proportion de chaux à peu près équiva  lente à 1 molécule de chaux pour 1 molécule  d'     A1202.     



  Après filtration, on admet que l'acide car  bonique, la chaux et l'alumine se précipitent       ensemble,    mais la chaux se     redissout    rapide  ment en présence de     ,CO'    en excès.  



  Si la quantité de chaux n'excède pas la       quantité    qui est soluble dans l'eau mère, on  a comme résidu -de l'alumine très pure ne con-      tenant que des traces -de fer, de silice et de  chaux.  



  Si au contraire, la. chaux existe en excès,  le précipité retient encore de la chaux qui  peut être éliminée par un lavage ultérieur,  soit à l'eau chargée de CO\ si l'excès est en  core important, soit avec de l'eau convenable  ment dosée en     HCl    si la quantité résiduelle  est faible.  



  Lorsque la précipitation a eu lieu, l'eau  chargée de bicarbonate peut être régénérée  par les procédés connus, soit que, par exem  ple, on extraie CO= par la chaleur ou le vide  pour précipiter le carbonate de chaux, soit  qu'on l'élimine par la chaux, :soit encore que  l'on combine les deux traitements.  



  Naturellement, l'acide     carbonique    extrait  peut rentrer en fabrication.  



  Pour le carbonate -de chaux précipité, il  peut, soit rentrer lui-même en fabrication par  calcination avec récupération de la chaux, soit  constituer un sous-produit destiné à la vente  ou à d'autres utilisations.  



  Au point -de vue industriel, on peut d'a  bord faire remarquer que le procédé :de l'in  vention permet .de     réaliser,des    prix de revient  particulièrement intéressants, étant donné le  bon marché des produits utilisés.  



  Avec des     teneurs    de 500     -r    d'alumine au  mètre cube et une circulation conforme au       procédé        ci-dessus.    spécifié, on voit que le  rendement est, en principe, de 48 kg par mè  tre cube et par jour; même -en tenant compte  des marges nécessaires en marche industrielle.

    il n'en reste pas moins     que    les volumes mis  en     oeuvre    restent très acceptables et très infé  rieurs à     ceux        nécessités,    par exemple, par le  procédé Bayer, procédé pour lequel     les    opéra  tions sont très lentes, de sorte que, bien que       portant    sur     -des    liqueurs plus:     concentrées,     elles nécessitent finalement des volumes       (-normes    de traitement.  



  Il faut observer en outre qu'il devient  possible d'utiliser -des minerais tels que de..-.       bauxites    siliceuses, du fait que, au lieu de  fixer la silice par la soude qui est très     cofi-          teuse,    on la fixe ici par la. chaux qui vaut  10 à 15 fois moins cher.    Il y a lieu de noter que l'alumine préci  pitée par le procédé qui vient d'être envisagé,  notamment quand on opère à froid, est, du  reste, beaucoup plus facilement soluble dans  les acides que l'alumine ordinaire, par  exemple que celle obtenue par le procédé  Bayer, ce qui est particulièrement intéressant  pour la fabrication -du sulfate d'alumine, par  exemple.  



  En outre, l'alumine, puisqu'elle est ob  tenue sans l'intervention de la soude, n'est  pas souillée de résidus sodiques, comme par  les procédés usuels.



  Process for obtaining alumina from lime aluminate. The subject of the invention is a process for obtaining alumina from lime aluminate, this process being characterized by the fact that the crude aluminum is exhausted with water, which 'the solution obtained is treated with a reagent suitable for precipitating alumina and a lime salt so multaneously, and finally treating the precipitate to separate the alumina.



  The process can be carried out, for example, as follows: As raw material, lime aluminate obtained in the anhydrous or hydrated state is used by one of the current processes, for example by the based processes. on the treatment of aluminous ore by lime by wet process in an autoclave and more specia lly described in French patents nos. 634430 and 649027. Then the crude aluminate thus obtained is exhausted with water, to obtain a solution which is treated with a reagent making it possible to precipitate both alumina and a lime salt.

      -This reagent can be, for example, carbonic acid, which makes it possible to precipitate both alumina and carbonate of lime, these two bodies then being separated from one another by any appropriate means. This latter process appears to be particularly economical.



  As regards the means to be provided to allow, according to the latter process (or any other giving rise to the simultaneous precipitation of alumina and of a lime salt), to separate the alumina from the lime, it is possible carry them out, for example, either by resorting to the action of an acid capable of removing CaO without acting on Alz03 (for example dilute hydrochloric acid), optionally after light calcination of the precipitate, or by calcining the precipitate to dehydrate the alumina and convert the calcium carbonate into lime, which is removed by washing, or, preferably, by having recourse to a particularly simple and advantageous arrangement,

    which consists in using the property possessed by water charged with carbonic acid, of -dis soldering the lime, which probably passes into the state of bicarbonate of lime.



  In general, and more specifically if one uses, for the separation of the lime salt and the alumina, the arrangement which has just been considered, it will be advantageous to carry out the total treatment of the lime aluminates in a closed circuit, the same water is continuously supplied after purification and purification.



  Of course, the installation necessary for the implementation of such a process may. include all egnnu type devices, for the production of <B> CO '</B> and its bubbling.



  The method according to the invention will involve the use of masses of water which are in no way excessive. With the solubilities indicated above, we find that 1000 cubic meters of water circulating at a rate of 70 cubic meters per minute would dissolve from 800 to 9200 kg of alumina-per hour, or from 19,200 to 220,000 kg per minute. day, that is to say that, in the latter case, 22 tons per day would be dissolved with 100 cubic meters of water circulating at a rate of 7000 liters per minute or 120 liters per second.



  In each case, the alumina precipitate obtained can be subjected to additional purification, if necessary, for example to the action of -hydrochloric acid, -which would absorb traces of CaO.



  Finally, of course, the various foregoing operations may include, where appropriate, the use of heat or pressure, or of these two factors combined.



  By way of example, a complete embodiment of the process according to the invention will be given below.



  The starting point is anhydrous lime aluminate, an aluminate of the type of aluminous cements or elinkers comprising, for example, the aluminate in the form of monocalcium aluminate A1203, CaO or of aluminate plus calcium (3A1203, 5Ca0).



  The pre-ground clinker is attacked by water at room temperature, and preferably between 25 -35 C. It dissolves -lime aluminate in a proportion which varies with the duration of contact.

    and the fineness of the spray, but it is easy to obtain solutions containing 0.5 g up to 3 g of alumina per liter in a relatively short contact time, generally varying from a few minutes up to half a time, without these figures being limits, because it is possible to organize the systematic exhaustion by known methods and the contact time naturally depends on the ratio of the masses of water and of ground material that is maintained in the presence, and also the efficiency of the agitation and .de the temperature.



       It has been found that -good results are obtained without complication by the treatment for a quarter of an hour of 1; 66-5 kg of fresh clinker per cubic meter of water coming from the preliminary and systematic treatment of the residue of the washing by circulation. against the flow of water and residues for their systematic depletion.



  The water resulting from the treatment of the clinker containing in this case 670 gr-of alumina per cubic meter for a clinker with a content of 47% -of A1203, a yield by weight of:
EMI0002.0042
    It is also noted that the yield necessarily varies with the silica content of the clinker, since the latter can insolubilize a part of the alumina, in particular in the state of gehlenite SiO2. A120 '. 2Ca0.



  The water thus charged with alumina contains a proportion of lime roughly equivalent to 1 molecule of lime for 1 molecule of A1202.



  After filtration, it is assumed that the carbonic acid, lime and alumina precipitate together, but the lime redissolves rapidly in the presence of excess CO '.



  If the quantity of lime does not exceed the quantity which is soluble in the mother liquor, the residue is very pure alumina containing only traces of iron, silica and lime.



  If on the contrary, the. lime exists in excess, the precipitate still retains lime which can be removed by subsequent washing, either with water loaded with CO \ if the excess is still large, or with water suitably dosed in HCl if the residual amount is small.



  When the precipitation has taken place, the bicarbonate-laden water can be regenerated by known methods, either by extracting CO = by heat or vacuum to precipitate the carbonate of lime, or by removing it. 'eliminated by lime, or else that the two treatments are combined.



  Of course, the carbonic acid extracted can be used in manufacturing.



  For the precipitated lime carbonate, it can either go into production itself by calcination with recovery of the lime, or constitute a by-product intended for sale or for other uses.



  From the industrial point of view, it can be noted on board that the process: of the invention allows .de to achieve particularly interesting cost prices, given the cheapness of the products used.



  With contents of 500 -r alumina per cubic meter and circulation in accordance with the above process. specified, it can be seen that the yield is, in principle, 48 kg per cubic meter per day; even - taking into account the necessary margins in industrial operation.

    the fact remains that the volumes used remain very acceptable and much lower than those required, for example, by the Bayer process, a process for which the operations are very slow, so that, although relating to -more liquors: concentrated, they ultimately require volumes (-treatment standards.



  It should also be observed that it becomes possible to use - ores such as ..-. siliceous bauxites, from the fact that, instead of fixing silica by soda, which is very costly, it is fixed here by. lime which is worth 10 to 15 times less. It should be noted that the alumina precipitated by the process which has just been considered, in particular when the operation is carried out cold, is, moreover, much more easily soluble in acids than ordinary alumina, for example than that obtained by the Bayer process, which is particularly advantageous for the manufacture of alumina sulphate, for example.



  In addition, the alumina, since it is obtained without the intervention of sodium hydroxide, is not contaminated with sodium residues, as by the usual methods.

 

Claims (1)

REVENDICATION Procédé pour l'obtention -de l'alumine à partir de l'aluminate de chaux, caractérisé par le fait que l'on épuise par l'eau l'alumi nate brut, que l'on traite la solution obtenue par un réactif propre à précipiter simultané .uent l'alumine et un sel de chaux, et qu'enfin on traite le précipité pour séparer l'alumine. SOUS-REVENDICATIONS 1 Procédé selon la revendication, caractérisé par le fait que l'on traite la solution d'a luminate de chaux par l'acide carbonique, après quoi on sépare l'alumine .du sel (le chaux. CLAIM Process for obtaining -alumina from lime aluminate, characterized in that the crude aluminate is exhausted with water and the solution obtained is treated with a reagent suitable for simultaneous precipitation .uent alumina and a lime salt, and that finally the precipitate is treated to separate the alumina. SUB-CLAIMS 1 Process according to claim, characterized in that the solution of a luminate of lime is treated with carbonic acid, after which the alumina is separated from the salt (lime. 2 Procédé selon la revendication et la sous- revendication 1, caractérisé par le fait que, pour séparer l'alumine,,on a recours à l'ac tion d'un acide propre à enlever la chaux sans agir sur l'alumine. 3 Procédé selon la sous-revendication 2, ca- caractérisé ente qu'on a recours à l'action de l'acide chlorhydrique. 4 Procédé selon la .sous-revendication 3, ca ractérisé par le fait que le précipité est 1é gèrement calciné avant le traitement par l'acide chlorhydrique. 2 A method according to claim and sub-claim 1, characterized in that, to separate the alumina, recourse is had to the action of an acid capable of removing lime without acting on the alumina. 3 A method according to sub-claim 2, charac- terized ente that recourse is had to the action of hydrochloric acid. 4 A method according to .sub-claim 3, ca acterized in that the precipitate is 1é gément calcined before the treatment with hydrochloric acid. 5 Procédé selon la sous-revendication 1, ca ractérisé par le fait que, pour séparer l'alu mine, on calcine le précipité pour, non seulement déshydrater l'alumine, mais en core transformer le carbonate de calcium en chaux, qui est éliminée par simple la vage. Procédé selon la sous-revendication 1, ca ractérisé par le fait que, pour séparer l'alu mine, on traite le précipité par de l'eau chargée de gaz carbonique, de façon à re- dissoudre la chaux. 5 Process according to sub-claim 1, characterized in that, in order to separate the aluminum mine, the precipitate is calcined in order not only to dehydrate the alumina, but also to transform the calcium carbonate into lime, which is eliminated. by simple la vage. Process according to sub-claim 1, characterized in that, in order to separate the aluminum, the precipitate is treated with water charged with carbon dioxide, so as to re-dissolve the lime. Procédé selon les sous-revendications 1 et G, caractérisé par le fait .que la même eau est constamment réutilisée après purifica tion et épuration .suivant le cycle ci-après: 1o Dissolution de l'aluminate de chaux pur dans l'eau à partir de l'aluminate brut; <B>20</B> Précipitation simultanée de l'alumine et de la chaux par l'action du gaz carbonique; Process according to sub-claims 1 and G, characterized in that the same water is constantly reused after purification and purification. Following the cycle below: 1o Dissolution of pure lime aluminate in water from crude aluminate; <B> 20 </B> Simultaneous precipitation of alumina and lime by the action of carbon dioxide; de Reprise du précipité et dissolution de la chaux par l'eau chargée de gaz carbonique, l'alumine étant ainsi séparée; 40 Précipi tation, dans cette eau, .de la chaux à l'état de carbonate et élimination du baz carbo nique dissous; 50 Epuration .de l'eau qui est ensuite reprise dans le cycle. recovery of the precipitate and dissolution of the lime by the water charged with carbon dioxide, the alumina being thus separated; 40 Precipitation in this water of lime in the carbonate state and elimination of the dissolved carbon dioxide; 50 Water purification which is then taken up in the cycle.
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