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.