CH663015A5

CH663015A5 - Fabrication d'alumine de haute purete domaine technique.

Info

Publication number: CH663015A5
Application number: CH1540/85A
Authority: CH
Inventors: Edward L Cambridge; Raouf O Loutfy; James C Withers; Daniel M Blake
Original assignee: Atlantic Richfield Co
Priority date: 1983-08-03
Filing date: 1984-08-01
Publication date: 1987-11-13
Also published as: JPH0258208B2; EP0152463B1; NL8420219A; GB2155000B; SE8501586L; NO167196C; NO851321L; EP0152463A4; NL191535C; DE3490383T1; JPS60501901A; SE452603B; DE3490383C2; HUT36057A; HU194522B; CA1224327A; GB8506688D0; NO167196B; NL191535B; GB2155000A

Description

La présente invention se réfère à la formation d'alumine. Plus particulièrement, elle concerne la fabrication des sortes d'alumines 40 ayant une pureté poussée, appropriées pour une utilisation dans les céramiques, les composants électroniques, le saphir synthétique, les supports de catalyseurs, les matières translucentes et d'autres applications demandant de l'alumine ayant une teneur faible en impuretés.

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Technique antérieure

L'alumine est une matière première utilisée dans la fabrication d'un nombre de différentes matières céramiques, supports de catalyseur et de matériaux réfractaires. La plupart de l'alumine du com-50 merce est fabriquée selon «le procédé Bayer», un procédé bien connu pour la fabrication d'alumine à partir de bauxite. Dans le procédé «Bayer», du bauxite est mélangé avec du NaOH chaud concentré qui dissout une partie de l'alumine, de la silice et d'autres composants du bauxite. La plupart de la silice et des autres matières 55 sont reprécipitées et éliminées sous forme de déchets solides appelés «boues rouges». L'alumine dissoute est ensuite séparée en solution, des matières solides restantes et cristallisées sous forme de trihy-drate, a-Al203 • 3H20 («gibbsite»). Puisqu'il est formé dans un milieu d'hydroxyde de sodium, le gibbsite contient une quantité si-60 gnificative, normalement 0,3 à 0,4%, de soude caustique, Na20 (tous les pourcentages utilisés dans ce document sont donnés par rapport au poids s'il n'y a pas d'autres indications). En plus, l'économie du procédé Bayer est telle que des quantités significatives d'autres impuretés telles que de la silice sont tolérées dans le gibbsite 65 obtenu. Une analyse typique de gibbsite provenant du procédé Bayer est représentée au tableau 1. En accord avec la pratique en usage, les impuretés sont calculées et exprimées sous forme d'oxyde stable.

obtenue par le procédé obtenue par le procédé obtenue par le procédé obtenue par le procédé

3

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Tableau 1

Impuretés

Concentration, %

Na20

0,3

CaO

0,01

ZnO

0,004

SiOz

0,04

Fe203

0,01

Un certain nombre d'autres oxydes sont également présents, à des quantités inférieures à quelques centaines de ppm chacune. Lorsqu'on calcine le trihydrate d'alumine du procédé Bayer pour fabriquer de l'alumine anhydre, A1203, les impuretés sont concentrées par un facteur d'environ 1,5.

Bien que la plupart de l'alumine hydratée du commerce soit fabriquée par le procédé Bayer comme décrit, il est possible d'obtenir de l'alumine hydratée par d'autres méthodes. Pour autant que de telles autres méthodes ont pour résultat l'inclusion de quantités élevées inacceptables d'une ou plusieurs impuretés dans l'alumine hydratée, le procédé de purification selon la présente invention peut être appliqué en vue de purifier ces matières. Cependant, pour raison de brièveté, le procédé selon l'invention sera expliqué en se rapportant à la purification de gibbsite obtenue par le procédé Bayer, bien qu'il soit souligné que l'invention peut être appliquée à toutes les alumines hydratées impures.

Le gibbsite est entièrement approprié même en contenant les taux élevés d'impuretés pour la plupart des utilisations d'alumine, par exemple à la fabrication électrolytique d'aluminium métallique ou la formation de produits céramiques ordinaires et les réfractaires. Cependant, pour un certain nombre d'applications, ces taux d'impuretés (en particulier la teneur élevée en soude) sont inacceptables. Ces applications sont par exemple des produits pour l'utilisation dans l'industrie électronique comme support pour certaines matières catalytiques, comme saphir synthétique et comme corps translucides. Selon l'application particulière, des teneurs maximuns d'impuretés dans l'alumine, telles que soude, silice ou oxyde de fer, doivent être aussi faibles que 0,002%.

A présent, la plupart des alumines du commerce ayant une teneur faible en soude (Na20) proviennent du gibbsite fabriqué selon le procédé Bayer. La diminution des teneurs en soude est accomplie par l'une ou l'autre de plusieurs méthodes qui peuvent fournir, au mieux, des teneurs minimums en Na20 de 0,02 à 0,05%. La série des techniques les plus communes comprend la conversion partielle du gibbsite en une forme active d'alumine qui est traitée par une solution aqueuse d'une source de chlorure telle que le chlorure d'ammonium, l'acide chlorhydrique faible ou le chlorure d'aluminium. Après séparation de la phase liquide, le solide restant, contenant des chlorures absorbés, est calciné à des températures dépassant 1000° C, et il donne de l'alumine ayant des teneurs en soude comprises entre 0,02 et 0,09%. Ce genre de procédé est décrit par exemple dans l'Offenlegungsschrift allemand N° 2816194; l'Offenle-gungsschrift allemand N° 1 126 017 et le brevet canadien N° 795 706. Ces méthodes sont limitées à la fabrication d'alumine pouvant être utilisée pour les applications qui peuvent tolérer plus que 0,02% Na20.

Une méthode différente de diminution de soude comprend la calcination du gibbsite en présence d'une substance contenant au moins 10% de silice, à 1260° C. La soude est sélectivement concentrée dans la silice qui est ensuite séparée de l'alumine par tamisage. L'alumine obtenue a une teneur en soude de 0,02%, et une quantité élevée de Si02 d'environ 0,02%. Voir le brevet U.S.A. N° 3106452.

Un procédé pour l'obtention d'alumine de grande pureté à partir des déchets provenant de la gravure d'aluminium par l'acide chlorhydrique pour des utilisations électroniques a été décrit par Ruthner et al. dans les minutes publiées du troisième congrès international de la ICSOBA (Nice, 1973), pages 547 à 555. On obtient des teneurs très faibles d'impuretés, mais pour des raisons d'économie, cette méthode est uniquement appliquée lorsqu'une source très pure de chlorure d'aluminium aqueux est à disposition. Plusieurs autres mé-5 thodes ont été proposées qui commencent par l'aluminium métallique pure, des composés alumino-organiques ou des aluns. On utilise donc comme produit de départ des matières très chères ou l'on sera en présence de produits qui ne sont pas recyclables après calcination, et ces procédés ne peuvent donc trouver d'application dans une fa-io brication à l'échelle commerciale.

Exposé de l'invention

Nous avons maintenant développé un procédé dans lequel de l'alumine ayant des degrés variés de pureté améliorée peut être 15 obtenue facilement à partir des formes hydratées d'alumine. Ces formes peuvent être du gibbsite, du bayerite, du boehmite, du diaspore ou toute autre forme d'alumine hydratée impure. La présente invention représente donc un procédé pour la diminution de la teneur en impuretés dans une alumine fabriquée à partir d'une 20 alumine solide hydratée contenant une quantité d'impuretés significative, comprenant:

(a) la réaction de ladite alumine solide hydratée avec de l'acide chlorhydrique concentré, pour convertir une partie au moins de ladite alumine hydratée en chlorure d'aluminium hexahydrate solide

25 et pour dissoudre une partie au moins desdites impuretés dans ledit acide;

(b) la récupération dudit chlorure d'aluminium hexahydraté solide et de l'alumine hydratée n'ayant pas réagi et éventuellement présente, à partir dudit acide contenant lesdites impuretés dissoutes,

30 et

(c) la calcination des matières solides ainsi obtenues pour enlever du HCl et de l'eau et pour former de l'alumine amorphe ou cristalline sensiblement anhydre ayant une teneur en impuretés inférieure à celle de ladite alumine hydratée.

35 Ce procédé peut produire des alumines ayant des degrés variés de pureté améliorée, en faisant varier le degré de conversion d'alumine hydratée en chlorure d'aluminium hexahydrate (ACH) dans l'étape a) ci-dessus et/ou par le recyclage du HCl récupéré et l'enlèvement d'une partie de la masse recyclée contenant des impuretés, 40 ou l'enlèvement des impuretés à partir d'une partie au moins de cette masse à recycler. Selon une réalisation, l'alumine hydratée est complètement convertie en ACH, et le taux d'impuretés est réduit à un minimum.

Dans d'autres modes de mise en œuvre, les matières solides 45 isolées dans l'étape b) peuvent être redissoutes et resolidifiées pour réaliser la pureté améliorée. Cette étape peut être répétée plusieurs fois si désiré.

La calcination dans l'étape c) est de préférence exécutée en deux phases: dans la première phase, les teneurs de l'alumine en chlorure 50 et eau sont réduites par un facteur allant jusqu'à 99%, tandis que,

dans la seconde phase, ces teneurs sont encore réduites jusqu'à 99,99%.

Modes de réalisation de l'invention

La présente invention est un procédé pour fabriquer de l'alumine 55 de pureté élevée à partir d'alumine hydratée relativement impure, par exemple le gibbsite obtenu par le procédé Bayer. Dans la présente invention, les impuretés sont réduites à un niveau très bas par la conversion de l'alumine hydratée en ACH dans de l'acide chlorhydrique concentré, suivie par une calcination de l'ACH qui produit de 60 l'alumine de haute pureté essentiellement anhydre.

La réaction principale de la présente invention est la conversion de l'alumine hydratée en ACH au sein d'acide chlorhydrique concentré selon l'équation suivante:

65 A1203 -3H20 [s] + 6HC1 [1 +g] + 6H20 [1]

- 2A1C13 • 6H20 [s]

Pour cette réaction, la concentration de l'acide chlorhydrique sera normalement dans la gamme comprise entre 15-35% acide, de

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préférence 20-30%. On n'ajoute pas d'eau additionnelle à celle qui est présente dans la solution de l'acide concentré. On peut ajouter de l'acide concentré additionnel et/ou du HCl gazeux au cours de la réaction ou à la suite d'une addition d'alumine hydratée au procédé, et le procédé peut donc être conduit sous forme d'une opération discontinue ou continue. Si la concentration d'acide tombe bien au-dessous de 15%, la vitesse de réaction et le rendement en ACH se trouvent réduits de façon significative. Par exemple, l'utilisation d'un acide chlorhydrique à 10% ne produit essentiellement pas d'AlCl3 • 6H20 solide après 24 heures.

On suppose que la présente réaction se déroule de façon à former le précurseur à impuretés faibles de l'alumine finale, en ce que l'alumine hydratée et la partie majeure de ces oxydes métalliques formant les impuretés incluses sont mises en solution par réaction. La matière aluminée dissoute se réunit alors avec la partie chlorure de l'acide chlorhydrique pour former de l'ACH qui, dans la gamme définie de la concentration de l'acide, précipite spontanément sous forme de solide. Les oxydes qui sont des impuretés, d'autre part, restent essentiellement en solution dans l'acide à cette concentration d'acide, et le procédé subséquent de séparation solide/liquide peut séparer de l'ACH de pureté élevée à partir de la solution impure. Cependant, si la concentration de l'acide est augmentée très au-dessus d'environ 30-35%, les impuretés présentes dans la matière première précipiteront également en quantité significative simultanément avec l'ACH.

La réaction de conversion à l'acide est normalement conduite dans la gamme de températures de 40-120° C dans un récipient fermé. Le récipient fermé empêche l'échappement de matières gazeuses à base de chlorure et facilite la récupération et le recyclage du HCl et de l'eau. La réaction est conduite à des conditions de pression nominale ambiante mais au cours de la réaction, il y aura une faible augmentation de pression dans le récipient fermé due aux tensions de vapeur du gaz chlorhydrique et d'eaux dégagés. Les températures préférées dans l'opération du procédé se trouvent normalement dans la gamme de 70-80° C, mais cette gamme préférée peut varier selon les matériaux particuliers avec lesquels le récipient de réaction est construit, à raison des taux différents de résistance à l'attaque corrosive par l'acide concentré chaud. Le pourcentage initial de matière solide dans le mélange réactionnel a une valeur dans la gamme de 5-40% en poids. La gamme préférée est de 10-20%. A la fin de la réaction, la boue a une teneur solide dans la gamme de 12-60%, la valeur préférée étant entre 25 et 50%.

Le degré de pureté qui peut être atteint dans l'alumine fabriquée se détermine en partie par le degré de conversion de l'alumine hydratée en ACH dans la solution acide. Le plus haut degré de pureté dans lequel la soude, la silice et les autres impuretés sont normalement au-dessous de 0,01%, souvent au-dessous de 50 ppm, dans l'alumine obtenue sera réalisée lorsque la réaction acide est conduite jusqu'à la fin de la conversion de l'alumine hydratée en ACH.

Toutes les impuretés seront alors dissoutes dans l'acide avec dissolution complète de l'alumine hydratée, et la quantité d'impuretés qui précipitent conjointement à l'ACH sera un minimum. Le degré de purification d'alumine dépendra également du traitement du HCl recyclé, si le liquide contenant du HCl est recyclé dans l'étape de conversion à partir de l'étape de séparation solide/liquide à décrire ci-dessous, ce qui est désirable du point de vue économique. Si l'on ne traitait pas la matière recyclée contenant les impuretés dissoutes, le niveau d'impuretés dans le produit augmenterait à la fin jusqu'à la concentration des matières premières impures. Pour cette raison, au moins une partie (normalement 25-50%) de la quantité recyclée et séparée de celle-ci est rejetée comme déchet ou, de préférence, traitée en séparation des impuretés du mélange de HCl et d'eau. La fraction HCl/eau purifiée est ensuite retournée conjointement avec l'autre partie (non traitée) de l'ensemble recyclé dans le procédé de conversion afin d'utiliser au maximum le HCl.

Une purification plus poussée, si cela est nécessaire pour quelques applications, peut être réalisée par une redissolution et une resolidification de l'ACH. Cela peut être elfectué en dissolvant dans un milieu approprié, à savoir de l'eau ou de l'acide chlorhydrique dilué ou concentré, suivi par une resolidification par l'addition d'acide chlorhydrique ou saturation avec du HCl gazeux. La teneur en H20 peut être réduite de cette façon à des valeurs comprises entre 0,002 et s 0,003%.

Cependant, pour certaines applications l'alumine doit être purifiée mais pas nécessairement au maximum. Le présent procédé rend possible la production d'alumine de différents degrés de purification simplement par une variation du degré de conversion en ACH dans io la solution acide, normalement avec une variation concomitante du degré de purification de la fraction recyclée ou du volume de cette fraction. Si la réaction est arrêtée à un point donné avant la conversion complète de l'alumine hydratée en ACH, et que les matières solides présentes sont séparées et isolées, on trouve que le produit 15 solide est un mélange d'alumine hydratée non convertie et d'ACH de grande pureté. Si l'on soumet ce mélange à une calcination comme décrit ci-dessous, on trouvera que l'alumine obtenue finalement contient une fraction des impuretés résiduelles qui étaient présentes dans la partie n'ayant pas réagi de l'alumine hydratée. On a trouvé que la 20 teneur résiduelle en impuretés dans le produit n'est pas directement proportionnelle au degré de conversion. De façon surprenante, la teneur en impuretés dans une matière produite par ce procédé de conversion est en général inférieure à la teneur prévue par un simple calcul de la moyenne des solides mélangés. Par exemple, une conver-25 sion à 54% pour ce procédé d'un échantillon d'Al203 • 3H20 contenant 0,3% de Na20 donne un produit A1203 contenant 0,09% de NaaO au lieu des 0,24% de Na20 attendus. Il est connu qu'il y a différentes applications pour des alumines contenant une certaine gamme d'impuretés (par exemple de 0,15 à 0,005% de soude), et le 30 présent procédé rend simple de déterminer la relation optimum entre la durée et la température de l'opération correspondant au degré de conversion directe de l'ATH Bayer afin d'obtenir chacun de ces produits. Le taux d'impuretés réel dans chaque produit désiré sera une matière d'expérimentation de routine pour l'homme du métier. 35 Comme exemple, une réaction conduite à une conversion de 24% d'un gibbsite en A1C13 • 6H20, effectuée à 45° C pendant 30 minutes à une concentration d'acide finale de 30% de HCl a fourni une alumine contenant 0,12% de Na20. Une expérience similaire conduite pendant 60 minutes a donné une conversion de 100% à 90° C 40 et une teneur en soude au-dessous de 0,006%.

On trouvera dans la plupart des cas qu'une conversion totale d'alumine hydratée en ACH, dans la gamme des températures mentionnées ci-dessus, se déroulera pendant une durée comprise entre 40 et 150 minutes. Des degrés de conversion moins élevés de l'alumine 45 hydratée demanderont naturellement une durée proportionnellement plus courte à des températures équivalentes. De façon similaire, des variations de température auront un effet inverse sur la durée de la réaction.

Dans la description qui suit, concernant la calcination pour 50 fournir l'alumine produite, on suppose pour raison de brièveté que la conversion en ACH est totale. Cependant, il faut comprendre que toutes les références à ACH ci-dessous seront également applicables à des mélanges d'ACH et d'alumine hydratée non convertie dans des cas où la personne dirigeant les opérations a décidé de conduire la 55 réaction à un certain point avant la conversion totale.

Après la fin de la réaction acide, l'ACH précipité est séparé de la solution acide par les techniques classiques de séparation solide et liquide. Il est lavé ensuite au moins une fois (de préférence plusieurs fois) avec des solutions de HCl fortement concentrées pour enlever 60 des traces restantes de la liqueur de réaction contenant des impuretés en solution. L'étape de lavage est une partie intégrante de l'enlèvement des impuretés, car elle élimine des impuretés charriées avec l'ACH par adsorption ou coprécipitation, et elle enlève également des traces de la liqueur du procédé impure qui adhère aux surfaces 65 de l'ACH solide. Par exemple, lorsqu'on a lavé 50 g d'AlCl3 ■ 6H20 contenant 0,04% de Na20, avec 100 ml d'acide chlorhydrique concentré, le solide propre a renfermé seulement 0,002% de Na20. Un lavage avec de l'eau ou de l'acide dilué doit être évité, car l'ACH se

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dissout dans ces liquides. Pour cette raison, il est également désirable de maintenir la concentration de l'acide de lavage entre 25 et 35% de HCl (de préférence entre 30 et 35%) pour réduire à un minimum une éventuelle rédissolution des particules de l'ACH.

La liqueur restante de l'étape de séparation solide/liquide est recyclée à l'étape de réaction du procédé. Comme décrit ci-dessus, une fraction (normalement environ 25 à 50%) est purifiée pour régler les teneurs d'impuretés dans le système.

La calcination d'ACH solide ou de mélanges d'alumine hydratée partiellement convertie et d'ACH peut être accomplie dans des fours rotatifs, des calcineurs à charges ou des calcineurs à lit fluidisé. Dans une variation du présent procédé, une solution aqueuse concentrée d'ACH peut être décomposée dans un four à calciner avec atomiseur pour produire une forme d'alumine et régénérer de l'eau et de l'acide chlorhydrique.

La température à laquelle se déroule la décomposition détermine la nature du produit aluminé. La décomposition a heu dans une gamme de température allant de 150° à 1400° C. Une décomposition à des températures inférieures à 700° C donne un produit solide amorphe ayant une composition qui dépend de la température de calcination. Les composants majeurs, exprimés comme A1203 et chlorure exprimé comme Cl, sont présents dans des quantités suivantes à 400° C: 5-8% de Cl et 91-95% d'Al203, et à 700° C: 3-5% de Cl et 94-97% d'Al203. Dans la gamme de 700-800° C, la calcination fournit une ou plusieurs phases de transition d'alumine ayant une teneur de chlorure résiduel inférieure à 0,5%. A 800° C, le produit de la calcination est par 100% une ou plusieurs phases de transition d'alumine ayant une teneur en chlore de 0,25%. Entre 800° C et 1200° C, les proportions relatives des phases de transition d'alumine et d'a-alumine dépendant des conditions de la préparation. Au-dessus de 1350° C, le produit de la calcination est à 100% de l'a-Al203.

La calcination est de préférence effectuée en deux étapes. Au cours de la première étape, de préférence opérée à une température comprise entre 400° C et 800° C et pendant une période de temps allant de 15 à 100 minutes, les teneurs en HCl et eau sont réduites par 90-99%. Au cours de la seconde étape, qui est de préférence effectuée à une température comprise entre 800° C et 1350° C pendant 10 à 100 minutes, les teneurs en HCl et eau sont encore réduites par 98-99,99%. L'homme du métier comprendra et reconnaîtra que ces gammes de temps et de températures peuvent être modifiées légèrement, ce qui dépend des matières concernées, la grandeur des particules et des facteurs similaires. Les conditions précises qui sont un optimum dans chaque étape seront déterminées par une routine.

L'étape de calcination fournit, de façon surprenante, une réduction additionnelle des teneurs en Na20 de l'alumine obtenue. La calcination d'un produit totalement ou partiellement converti, obtenue par la séparation solide/liquide, dans la gamme de 750 à 1350° C, a pour résultat une certaine élimination de sodium, probablement sous forme de chlorure de sodium ou de chlorure de sodium et d'aluminium. De cette façon, de l'ACH contenant 0,06% de Na20, calciné à 1000° C, a fourni de l'alumine ayant seulement 0,02% de Na20. Cela représente seulement 6,7% du Na20 attendu, basé sur la teneur en soude de l'ACH d'origine.

Le HCl et l'eau récupérés de la calcination peuvent être recyclés à l'étape de conversion, et de préférence ce recyclage sera appliqué.

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Puisque le produit de recyclage ne contient que peu d'impuretés, il n'a pas besoin d'être traité comme les autres fractions de recyclage décrites ci-dessus.

Les exemples qui suivent et qui sont donnés à titre informatif et non limitatif illustrant le procédé selon l'invention.

Exemples 1 à 10

On a exécuté des réactions types de conversion en utilisant 700 ml d'acide chlohydrique à 35% et 161 g d'Al203 • 3H20 (contenant 6% d'humidité libre). Le HCl consommé au cours de la réaction avait été remplacé en faisant barboter du gaz chlorhydrique à travers le mélange. On a récupéré un produit cristallin par filtration, et on a lavé le produit avec 1 à 5 volumes d'acide chlorhydrique à 35%. La matière préparée a été calcinée à 1000° C et analysée pour impuretés. Les analyses, la récupération, la conversion en pour-cents et les conditions de réaction d'une série d'expériences sont données dans le tableau 2.

Exemple 11

Un échantillon de 450 g d'AlCl3 • 6H20 préparé à partir de gibbsite par réaction avec l'acide chlorhydrique, suivi par un lavage avec 200 ml d'acide chlorhydrique à 35%, a fourni de l'alumine ayant une teneur de 0,04% de Na20 après calcination à 1000° C. Un lavage de 50 g de cet A1C13 • 6H20 avec 100 ml d'acide chlorhydrique à 35% a fourni une matière contenant 0,002% de Na20 après calcination à 1000° C.

Exemple 12

Un échantillon de 185 g d'AlCl3 • 6H20, préparé par ce procédé et contenant 0,06 ± 0,01 % de Na20, a été calciné à 1000° C pendant une heure. A la fin de cette période, l'alumine avait un poids de 29,9 g et avait une teneur en Na20 de 0,02 ± 0,01 %. Si toute la soude contenue dans 1'A1C13 • 6H20 était restée dans l'alumine, la concentration aurait été de 0,30 ± 0,05% Na20.

Exemple 13

Un échantillon de 100 g d'AlCl3 • 6H20, contenant 0,04% de Na20, a été recristallisé à partir de 100 ml d'eau par la technique de saturation au gaz chlorhydrique. Le produit, 95 g, contenait 0,005% de Na20.

Possibilités d'application industrielle

La présente invention peut être appliquée aux procédés et produits industriels qui demandent dans leur composition, ou pour des réactions spécifiques, de l'alumine dë grande pureté. Elle peut être appliquée immédiatement à l'industrie céramique et fournir de l'alumine de différents degrés spécifiques de pureté pour des produits céramiques variés, des composants électroniques, des isolateurs, des supports de catalyseurs, des adsorbants, des corps translucides et le saphir synthétique.

L'homme du métier saura immédiatement que la présente invention comprend des exécutions qui, bien qu'elles ne soient pas décrites en détail, sont clairement dans le domaine et l'esprit de l'invention. Par conséquent, le domaine de la présente invention est déterminé uniquement par les revendications.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

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6

Tableau 2

Essai N°

Temp. °C

Durée, min.

Concentr. finale HCl, %

Conversion, %

Rendement en alumine*), %

Impuretés dans l'alumine obtenue, %

Soude

Oxyde ferrique

Silice

Chaux

1

—

0

0,45

0,20

0,06

0,02

2

45

30

24

95

0,12

0,06

0,02

0,01

3

45

60

30

42

95

0,1

0,03

0,02

0,008

4

70

15

30

54

90

0,09

0,002

0,02

0,005

5

70

30

70

90

0,08

0,005

0,03

0,005

6

70

120

28

100

95

0,004

0,003

0,007

0,002

7

90

60

29

100

95

0,006

0,004

0,006

0,002

8

90

50

25

100

95

0,005

0,003

0,005

0,001

9

105

1440

10

94

0

—

10

110

60

14

80

70

0,006

0,004

0,01

0,008

* sous forme d'ACH ou d'alumine hydratée n'ayant pas réagi.

R

Claims

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2

REVENDICATIONS

1. Procédé de réduction de la teneur en impuretés d'une alumine produite à partir d'une alumine solide hydratée, ayant une teneur si-gnificatrice en impuretés, comprenant:

(a) la réaction de ladite alumine solide hydratée avec de l'acide chlorhydrique concentré, pour convertir une partie au moins de ladite alumine hydratée en chlorure d'aluminium hexahydrate solide et pour dissoudre une partie au moins desdites impuretés dans ledit acide;

(b) la récupération dudit chlorure d'aluminium hexahydrate solide et de l'alumine hydratée n'ayant pas réagi et éventuellement présente, à partir dudit acide contenant lesdites impuretés dissoutes, et

(c) la calcination des matières solides ainsi obtenues pour enlever du HCl et de l'eau et pour former de l'alumine amorphe ou cristalline sensiblement anhydre ayant une teneur en impuretés inférieure à celle de ladite alumine hydratée.
2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel ledit acide, restant après l'étape (b), est recyclé pour une nouvelle utilisation dans l'étape (a).
3. Procédé selon la revendication 2, dans lequel au moins une partie dudit acide recyclé est traité par enlèvement desdites impuretés en solution avant que cette partie soit retournée à l'étape (a).
4. Procédé selon la revendication 3, dans lequel ladite partie comprend 25 à 30% de l'acide chlorhydrique recyclé.
5. Procédé selon la revendication 1,2,3 ou 4, comprenant également la redissolution des matières solides après leur isolation dans l'étape (b) suivie d'une resolidification des matières dissoutes et l'isolation des matières resolidifiées pour la calcination.
6. Procédé selon la revendication 5, dans lequel la redissolution et la resolidification sont exécutées au moins deux fois, et que de la matière solidifiée est isolée après chaque répétition pour être utilisée dans la prochaine répétition.
7. Procédé selon la revendication 5, dans lequel ladite resolidification est obtenue à l'aide d'une recristallisation par évaporation ou par saturation de gaz HCl ou par addition d'acide chlorhydrique.
8. Procédé selon la revendication 6, dans lequel ladite resolidification est exécutée à l'aide d'une recristallisation par évaporation ou par saturation de gaz HCl ou par addition d'acide chlorhydrique.
9. Procédé selon la revendication 1, 2, 3 ou 4, dans lequel ladite calcination est exécutée en deux étapes au moins.
10. Procédé selon la revendication 9, dans lequel la première étape de la calcination est exécutée par enlèvement, jusqu'à 99% en poids, de HCl et d'eau renfermés, et que la seconde étape est exécutée en augmentant le taux d'enlèvement de HCl et d'eau renfermés jusqu'à une valeur de 99,99% en poids.
11. Procédé selon la revendication 10, dans lequel le HCl récupéré dans la calcination est recyclé à l'étape (a).
12. Procédé selon la revendication 5, dans lequel ladite calcination est accomplie dans deux étapes au moins.
13. Procédé selon la revendication 12, dans lequel la première étape de la calcination est exécutée par enlèvement, jusqu'à 99% en poids, de HCl et d'eau renfermés, et que la seconde étape est exécutée en augmentant le taux d'enlèvement de HCl et d'eau renfermés jusqu'à une valeur de 99,99% en poids.
14. Procédé selon la revendication 13, dans lequel le HCl récupéré dans la calcination est recyclé à l'étape (a).
15. Procédé selon la revendication 1, 2, 3 ou 4, dans lequel ledit acide a une concentration comprise entre 15 et 35% HCl.
16. Procédé selon la revendication 15, dans lequel ladite concentration se trouve dans la plage de 20 à 30%.
17. Procédé selon la revendication. 5, dans lequel ledit acide présente une concentration dans la gamme de 15 à 35% HCl.
18. Procédé selon la revendication 17, dans lequel ladite concentration d'acide est comprise entre 20 et 30%.
19. Procédé selon la revendication 9, dans lequel ledit acide a une concentration dans la gamme de 15 à 35% HCl.
20. Procédé selon la revendication 19, dans lequel ledit acide a une concentration comprise entre 15 et 35% HCl.
21. Procédé selon la revendication 1, 2, 3 ou 4, dans lequel ladite alumine hydratée présente une teneur en soude dépassant 0,25% en s poids et que l'alumine fabriquée présente une teneur en soude ne dépassant pas 0,15% en poids.
22. Procédé selon la revendication 21, dans lequel la teneur en soude de ladite alumine fabriquée ne dépasse pas 0,1% en poids.
23. Procédé selon la revendication 22, dans lequel la teneur en io soude de ladite alumine fabriquée ne dépasse pas 0,01 % en poids.
24. Procédé selon la revendication 1, 2, 3 ou 4, dans lequel l'étape de réaction (a) est exécutée pendant une durée et une température prédéterminées pour produire le degré de conversion en ledit chlorure d'aluminium hexahydrate solide nécessaire pour donner la

15 réduction de la teneur en impuretés dans l'alumine fabriquée.
25. Procédé selon la revendication 24, dans lequel la totalité de l'alumine hydratée est convertie dans l'étape (a) en chlorure d'aluminium hexahydrate.
26. Alumine pratiquement anhydre, obtenue par le procédé 20 selon la revendication 1.
27. Alumine selon la revendication 26,

selon la revendication 2, 3 ou 4.
28. Alumine selon la revendication 26,

selon la revendication 5.

25 29. Alumine selon la revendication 26,

selon la revendication 9.
30. Alumine selon la revendication 26,

selon la revendication 24.

Domaine technique