Procédé de fabrication de l'alumine par lessivage des aluminates de chaux bruts anhydres. Pour la fabrication de l'alumine, il est connu de partir d'aluminates de chaux bruts anhydres, obtenus par cuisson, clinkérisation ou fusion de matières premières appropriées, puis de séparer les aluminates -des impuretés telles que .silice, acide titanique, oxyde de fer, par un, lessivage au moyen ,d'eau ou,de solu tions de carbonates alcalins.
Les solutions ré- sulta..nt,de ce lessivage sont soit des solutions d'aluminates de chaux, soit -des solutions mixtes d'aluminates alcalins et d'aluminates de chaux, soit enfin -des solutions -d'alumi- nates alcalins qui, après séparation .des inso lubles, sont traitées pour l'extraction de l'alumine.
L'invention se rapporte à un perfection nement à .cette méthode @de lessivage.
Le procédé qui en fait l'objet se caracté rise en ce que, au cours du lessivage, on introi- duit dans le liquide de lessivage de l'acide carbonique en proportion réglée, de façon à amener et maintenir le rapport caustique .de la solution à une valeur supérieure à 1 et in férieure à 1,6, ledit rapport caustique étant défini comme le quotient du nombre de mo.- ;
lécules de chaux caustique (CaO) et d'alcali caustique (A20) présentes dans la solution à l'état libre ou combiné avec l'alumine par le nombre de molécules -d'alumine (A1203) pré sentes dans la solution.
Par exemple, une solution d'aluminate,de chaux contenant 1200 g de chaux et 1600 g d'alumine au litre a un rapport caustique de:
EMI0001.0036
Une solution contenant 2,100 g de Na2O, 0,100 g de CaO et 2,400 g d'alumine a un rapport caustique @àe:
EMI0001.0045
Enfin, une solution contenant 16,6 g de Na2O et 13,500 g d'alumine a un rapport caustique de:
EMI0002.0002
Une solution à 60 g d'alumine -et 120 g -de Na' O a un rapport caustique de:
EMI0002.0007
On a constaté sur des matières brutes très diverses contenant -de l'aluminate de chaux que, lorsqu'on les -dissout dans l'eau ou qu'on les attaque par les carbonates alcalins, le rendement de dissolution ou d'attaque est -d'autant moins élevé que le rapport caustique est plus .grand.
Mais, jusqu'à présent, on pensait que le rapport caustique des solutions dépendait né- eessairement -de la matière -de départ et tous les efforts . s'étaient portés. vers une améliora- tion :des matières cuites, par exemple, en mo difiant leur composition initiale, ou en agis sant sur les conditions de la cuisson, ou encore en modifiant le régime de refroidisse ment, etc.
On a découvert qu'il existe un moyen très simple qui permet d'agir sur les rendements en modifiant le rapport caustique des solu tions au cours même des opérations d'extrac tion d'une matière donnée. Ce moyen consiste à .introduire du CO' au cours de la dissolu tion ou de l'attaque en proportions appro priées pour retransformer en carbonates une partie des produits caustiques qui se trouvent ou se forment -dans la solution.
Cette manière de procéder paraissait da.n- gereuse à priori, parce que CO' est un agent habituel de la précipitation de l'alumine à partir des solutions en question et parce que les solutions utilisées deviennent instables dès qu'il s'y développe accidentellement des germesd'alumine qui amorcent la décomposi tion par un phénomène bien connu.
Mais, en fait, on a constaté que la préci pitation de l'alumine ne commence que pour des rapports caustiques voisins de 1,00 et que, par conséquent, il n'y a pas d'amorçage ù, craindre lorsqu'on maintient un rapport caustique minimum -supérieur à 1, par exem ple 1,10 ou 1,20.
Selon l'invention, on introduira donc, par exemple, dans l'appareil ou les appareils de traitement de la matière brute du CO' a.u cours de l'opération, de manière à retrans- forme-r en carbonate une partie des produits, caustiques formés, et ceci dans la mesure né cessaire pour empêcher le rapport caustique de s'accroître ou pour le ramener au taux f voulu.
On obtient en .général de bons résultats en opérant de manière à maintenir le rapport caustique aux environsi de 1,20 pour les solu tions diluées contenant par exemple moins , de 15 g d'alumine par litre.
Pour les solutions concentrées qui sont moins stables, on a intérêt à conserver un rapport caustique minimum plus fort, que l'on règle alors expérimentalement en fonc tion de la concentration. Il a été trouvé que ce rapport pouvait atteindre 1,60 dans les so lutions concentrées.
L'introduction du CO= peut se faire de toutes façons appropriées., par exemple à l'état de gaz, ou sous forme de bicarbonates en solution, mais il ne faut jamais commen cer l'introduction de CO' que lorsque le rap port est déjà suffisamment élevé pour que l'action de CO' ne risque pas de réduire le rapport caustique en dessous de la limite voulue. Il faut en tout cas limiter et graduer l'introduction de CO\ de façon à satisfaire à cette règle essentielle.
A titre d'exemple, on indiquera les résul tats obtenus dans le cas de dissolution des aluminates de chaux avec de l'eau. A partir d'une matière première considérée comme mé diocre, on obtenait par le traitement normal de dissolution à l'eau un rendement de 50 avec un rapport caustique de 2,20.
Au con traire, par une injection de CO' progressive, le rapport caustique étant maintenu aux environs de 1,25, le rendement est monté jus qu'aux environs de<B>70%.</B> De même, en attaquant par une solution de C03Na' une matière première donnant des rapports caustiques de l'ordre de 2,00, on a obtenu une augmentation -du même ordre, le rendement passant, dans ce cas, de 48% à <B>67%</B> pour un rapport caustique ramené à 1,20 environ.
Lorsque l'on extrait l'alumine des solu tions en la précipitant par CO2, on a souvent intérêt à forcer la dose -de<B>CO'</B> et à bicarbo- nater -au moins partiellement la liqueur.
Lors qu'on a ainsi une liqueur bicarbonatée, le pro cédé de l'invention permet de l'utiliser direc- tement en vue d'une nouvelle attaque, à con dition de commencer l'opération d'extraction avec une solution neutre; lorsque le rapport caustique monte ensuite, on introduit pro- gressivement la liqueur bicarbonatée en évi tant de faire trop baisser le rapport causti que.
Ceci est particulièrement facile lorsqu'on utilise une extraction parépuisement en con- tinu, car, dans ce cas, en régime de marche, la liqueur bicarbonatée entre normalement en contact avec les matières les plus épuisées qui sont celles qui donnent normalement le rapport caustique le plus élevé. En général, la liqueur bicarbonatée n'introduit d'ailleurs qu'une fraction du<B>CO'</B> nécessaire pour main tenir le rapport caustique et il faut, en plus, injecter du CO2 gazeux.
Process for the manufacture of alumina by leaching crude anhydrous lime aluminates. For the manufacture of alumina, it is known to start from crude anhydrous lime aluminates, obtained by cooking, clinkering or melting appropriate raw materials, then to separate the aluminates from impurities such as silica, titanium acid, oxide. of iron by leaching with water or alkali carbonate solutions.
The resulting solutions of this leaching are either solutions of lime aluminates, or - mixed solutions of alkali aluminates and lime aluminates, or finally - solutions of alkali aluminates which, after separation .des insoluble, are treated for the extraction of alumina.
The invention relates to an improvement in this method of leaching.
The process which is the subject of it is characterized in that, during leaching, carbonic acid is introduced into the leaching liquid in a controlled proportion, so as to bring about and maintain the caustic ratio of the water. solution having a value greater than 1 and less than 1.6, said caustic ratio being defined as the quotient of the number of mo.-;
lecules of caustic lime (CaO) and caustic alkali (A20) present in the solution in the free state or combined with alumina by the number of molecules -alumina (A1203) present in the solution.
For example, an aluminate, lime solution containing 1200 g of lime and 1600 g of alumina per liter has a caustic ratio of:
EMI0001.0036
A solution containing 2.100 g of Na2O, 0.100 g of CaO and 2.400 g of alumina has a caustic ratio @ to:
EMI0001.0045
Finally, a solution containing 16.6 g of Na2O and 13.500 g of alumina has a caustic ratio of:
EMI0002.0002
A solution of 60 g of alumina -and 120 g -of Na 'O has a caustic ratio of:
EMI0002.0007
It has been found on a wide variety of raw materials containing lime aluminate that, when dissolved in water or attacked by alkali carbonates, the yield of dissolution or attack is - the lower the caustic ratio is greater.
But, until now, it was thought that the caustic ratio of the solutions necessarily depended on the starting material and all the efforts. had worn. towards an improvement: cooked materials, for example, by modifying their initial composition, or by acting on the cooking conditions, or by modifying the cooling regime, etc.
It has been discovered that there is a very simple means which makes it possible to act on the yields by modifying the caustic ratio of the solutions even during the operations of extracting a given material. This means consists of .introducing CO 'during the dissolution or the attack in appropriate proportions to convert back to carbonates part of the caustics which are found or are formed in the solution.
This way of proceeding seemed dangerous a priori, because CO 'is a usual agent of the precipitation of alumina from the solutions in question and because the solutions used become unstable as soon as it develops there. accidentally alumina germs which initiate decomposition by a well-known phenomenon.
But, in fact, it has been found that the precipitation of the alumina begins only for caustic ratios close to 1.00 and that, consequently, there is no initiation ù, fear when maintaining a minimum caustic ratio-greater than 1, for example 1.10 or 1.20.
According to the invention, one will therefore introduce, for example, into the apparatus or apparatuses for treating the raw material of CO 'during the operation, so as to retransform part of the products into carbonate, caustics formed, and this to the extent necessary to prevent the caustic ratio from increasing or to reduce it to the desired rate.
In general, good results are obtained by operating so as to maintain the caustic ratio around 1.20 for dilute solutions containing, for example, less than 15 g of alumina per liter.
For concentrated solutions which are less stable, it is advantageous to maintain a higher minimum caustic ratio, which is then adjusted experimentally as a function of the concentration. It has been found that this ratio can reach 1.60 in the concentrated solutions.
The introduction of CO = can be done in any suitable way, for example in the form of a gas, or in the form of bicarbonates in solution, but the introduction of CO 'should never be started until the ratio is already high enough that the action of CO 'does not risk reducing the caustic ratio below the desired limit. In any case, the introduction of CO \ must be limited and graduated so as to comply with this essential rule.
By way of example, the results obtained in the case of dissolution of lime aluminates with water will be indicated. From a raw material considered to be mediocre, a yield of 50 with a caustic ratio of 2.20 was obtained by the normal water dissolution treatment.
On the contrary, by a gradual injection of CO ', the caustic ratio being maintained at around 1.25, the yield is increased to around <B> 70%. </B> Likewise, by attacking by a solution of C03Na 'a raw material giving caustic ratios of the order of 2.00, an increase -of the same order was obtained, the yield increasing, in this case, from 48% to <B> 67% </ B> for a caustic ratio reduced to approximately 1.20.
When the alumina is extracted from the solutions by precipitating it with CO2, it is often advantageous to force the dose -de <B> CO '</B> and to bicarbonate the liquor at least partially.
When there is thus a bicarbonate liquor, the process of the invention allows it to be used directly with a view to a new attack, provided that the extraction operation is started with a neutral solution; when the caustic ratio then rises, the bicarbonate liquor is introduced gradually, avoiding too low the caustic ratio.
This is particularly easy when using continuous exhaustion extraction, since in this case, under operating conditions, the bicarbonate liquor normally comes into contact with the most spent materials which are those which normally give the highest caustic ratio. higher. In general, the bicarbonate liquor introduces moreover only a fraction of the <B> CO '</B> necessary to maintain the caustic ratio and it is necessary, in addition, to inject gaseous CO2.