DE2106198A1

DE2106198A1 - Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Extraktion von Bauxit

Info

Publication number: DE2106198A1
Application number: DE19712106198
Authority: DE
Inventors: Fritz Dr.; Kaltenberg Hans Georg; 4628 Lünen Kämpf
Original assignee: Vereinigte Aluminium Werke AG
Current assignee: Vereinigte Aluminium Werke AG
Priority date: 1971-02-10
Filing date: 1971-02-10
Publication date: 1972-08-24
Also published as: CA968163A; IT948957B; CS186208B2; SU575020A3; FR2124355B1; PL77431B1; NL7201115A; DE2106198B2; YU39897B; RO61419A; HU169019B; YU25972A; GB1354253A; FR2124355A1

Description

Verfahren -und Vorrichtung zur kontinuierlichen Extraktion von Bauxit

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Extraktion von Bauxit mit Natriumaluminatlauge durch EohraufSchluß bei Drucken von etwa 10 200 Atmosphären, Temperaturen von 150 - 300⁰O, wobei die Bauxitsuspension unter Einhaltung einer turbulenten Strömung mit einer Geschwindigkeit von mindestens 0,5 bis 7 m/sec, vorzugsweise 2 bis 5 m/sec, durch das Rohr geführt wird. Eine hierzu geeignete Vorrichtung besteht im wesentlichen aus einem Rohr, durch das eine Bauxit-Lauge suspension mit Hilfe einer Hochdruckpumpe hindurchgeführt wird, wobei die Hochdruckpumpe eine' Kolbenmembranpumpe ist, ferner das Rohr Wärmetauscher aufweist, durch die die Brüden von Laugenentspannem geführt werden, worauf sich ein oder mehrere Wärmeaustauscher anschließen, die mit Hochdruckdampf, Diphenyldampf, einem flüssigen organischen Wärmeträger, einer Salzschmelze oder dergleichen beheizt werden.

Bei dieser bekannten Arbeitsweise werden alle Wärmetauscher entsprechend der zu übertragenden Wärmemenge dimensioniert. Diese Wärmemengen werden üblicherweise gleich groß gewählt, so daß auch die Wärmetauscher gleich dimensioniert sind.

Bei dieser bekannten Arbeitsweise hat sich überraschend gezeigt, daß die Verkrustung des Rohres im Bereich der verschiedenen Wärmetauscher extrem unterschiedlich ist. Dadurch wird der Wärmedurchgang in den einzelnen Wärmetauschern sehr verschieden, was wiederum zur Folge hat, daß die erwünschten Temperaturen in den einzelnen Rohrbereichen nicht langfristig eingehalten werden können. Die Aufschlußanlage wird dadurch schlecht ausgenutzt und zwangsläufig zu groß dimensioniert, oder die Laufzeit wird zu kurz.

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Χ*

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde., die soeben aufge-^; zeigten Mangel zu vermeiden. Dies wird erfindungsgemäß bei dem wie eingangs erläuterten Verfahren dadurch erreicht, daß die Wärmetauscher unterschiedlich dimensioniert werden, derart, daß in allen Rohrabschnitten die erwünschten Temperaturen eingehalten werden.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird dabei so vorgegangen, daß die Länge der Wärmetauscher entsprechend den Verkrustungsgraden bemessen wird. Sind beispielsweise acht Entspanner mit je einem zugehörigen Wärmetauscher sowie einem weiteren Wärmetauscher vorgesehen, durch den zwecks besserer Wärme ausnutzung die entspannte Lauge geführt wird, so hat sich gezeigt, daß bei einer vorgesehenen Länge χ des ersten Wärmetauschers in den einzelnen aufeinanderfolgenden ansteigenden Temperaturbereichen folgende Längen der Wärmetauscher zweckentsprechend sind:

Länge der Wärmetauscher

-1,5 .	^xo
1,7 .	^xo
2	X_n
	O
2,9 .	^xo
3,9 .	^xo
1,8 .	^xo
2,0 .	^xo
3,1 .	^xo

So ergeben sich daraus im vorliegenden Falle folgende Verhältnisse der Wärmetauscherlängen:

^xo ^: 1'^{5 x}o ^{: 1}'^{7 x}o ^{: 2 X}o ^{: 3}'^{9 x}o ^{: 1}'^{8 x}o ^{: 2 x}o ^{: 3}'^{1 x}o

Sind weniger bzw. mehr Entspanner und damit Wärmetauscher geplant bzw. vorhanden, so sind die entsprechenden Zahlen anzupassen. Werden z. B. bei einer anderen Anlage nur drei Entspanner und vier Wärmetauscher vorgesehen, so zahlt man die Längenverhältnisse der Wärmetauscher entsprechend zusammen, d. h. bei drei Entspannern steht die Länge der Wärme-

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-tauscher im Verhältnis (1,0 . x_Q + 1 ,5 · x_Q + 1,7 . x ) : (2,0 . x_o + 2,9 . X₀ + 5,9 . X₀) : (1,8 . X₀ + 2,0 . x_Q + 3,1. . X₀), d. h. 4,2 : 8,8 : 6,9. Analog sind die Verhältnisse "bei einer anderen Anzahl von Entspannern bzw. Wärmer tauschern, die sich nach den angegebenen Zahlen leicht errechnen lassen.

Eine zur Ausführung des Verfahrens gemäß der Erfindung geeignete Vorrichtung der eingangs erläuterten Art ist in der Zeichnung beispielsweise und schematisch wiedergegeben. Es sind acht in Serie geschaltete Entspanner sowie neun Wärmetauscher vorgesehen.

Die Figur zeigt ein Reaktionsrohr 1, dessen Länge in Abhängigkeit vom Volumen der pro Zeiteinheit eingeführten Bauxitsuspension sowie vom Innendurchmesser des Rohres beispielsweise zwischen 300 und 3000 m betragen kann.

Eine Bauxitsuspension in Äluminatlauge wird bei einer Temperatur von ca. 70⁰C und einem Druck von z. B. 100 atü in das Reaktionsrohr mit Hilfe einer Kolbenmembranpumpe 14 eingeführt, wobei die Suspension während ihres Durchgangs durch das Reaktionsrohr stufenweise bis zur Aufschlußtemperatur des Bauxits erwärmt wird. Die Geschwindigkeit, mit der die Suspension durch das Rohr geführt wird, beträgt z. B. 3 m/sec, die geförderte Menge 280 nr/std. An Stellen, an denen Verkrustungen auftreten können, werden zweckmäßig höhere Fließgeschwindigkeiten eingehalten als an anderen Stellen, bei denen diese Gefahr geringer ist.

Im ersten Teil des Aufschlußrohres wird die Suspension durch die aus einer Reihe von Entspannern 2 kommenden Brüden indirekt erwärmt. Wie die Figur zeigt, befindet sich in Fließrichtung der Brüden hinter den Entspannern 2 ein weiterer Entspanner 2¹ , dem die entspannte Auf Schluß lauge entnommen und durch einen Wärmetauscher 11 geführt wird, von dem aus sie zur Eindickung gelangt.

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Jedem der Entspanner 2 ist je ein Wärmetauscher 3, ^, 5> 6, 7, 8, 9i 10 zugeordnet, die wie oben ausgeführt verschiedene Längen besitzen. So hat der Wärmetauscher 11 eine Länge x_Q, während die Länge der in Strömungsrichtung der Suspension aufeinanderfolgenden Wärmetauscher im oben aufgeführten Verhältnis steht. Die absolute Länge von χ ist vom Durchmesser des Rohres 1, von der Temperaturdifferenz der Laugen und von der Eingangstemperatur der Suspension abhängig und kann leicht durch Versuche festgestellt werden.

Im weiteren Verlauf ist das Reaktionsrohr 1 von einem Mantel 12 umgeben, durch den hochgespannte Dämpfe, heiße Diphenyldämpfe, eine flüssige organische Wärmeträgersubstanz oder eine geschmolzene Salzmischung geführt werden.

Die aufgeschlossene Lauge gelangt durch die Leitung 13 zu dem ersten der Entspanner 2 (in Bildebene rechts).

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Claims

Patentansprüche

1) Verfahren zur kontinuierlichen Extraktion von Bauxit mit Natriumaluminatlauge durch RohraufSchluß bei Drucken von etwa 10 - 200 Atmosphären und Temperaturen von 150 300° C, wobei die Bauxitsuspension unter Einhaltung einer turbulenten Strömung mit einer Geschwindigkeit von mindestens 0,5 - 7 m/sec, vorzugsweise 2-5 m/sec, durch das Rohr geführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die

■ Wärmeaustauscher unterschiedlich dimensioniert werden, derart, daß in allen Rohrabschnitten die erwünschten Temperaturen eingehalten werden.

2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Wärmetauscher entsprechend den Verkrustungsgraden bemessen wird.

3) Verfahren nach Anspruch 1 und 2 unter Anwendung von acht Entspannern mit je einem zugehörigen Wärmetauscher sowie einem weiteren Wärmetauscher, durch den die entspannte Lauge geführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer vorgesehenen Länge χ des ersten Wärmetauschers in Strömungsrichtung der Lauge die Länge der folgenden Wärmetauscher in folgendem Verhältnis steht: 1,5 : 1,7 : 2 : 3,9 : 1,8 : 2 : 3,1.

4-) Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer geänderten Anzahl von Entspannern und Wärmetauschern gegenüber denjenigen nach Anspruch 3 die Längenverhältnisse der Wärmetauscher entsprechend zusammengezählt werden.

5) Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 - 4, im wesentlichen bestehend aus einem Rohr, durch das eine Bauxitlaugesuspension mit Hilfe einer Hochdruckpumpe hindurchgeführt wird, wobei die Hochdruckpumpe

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eine KoIbenmembranpumpe ist, ferner das Rohr Wärmetauscher aufweist, durch die die Brüden von Laugenentspannern geführt werden, worauf sich ein oder mehrere Wärmetauscher anschließen, die mit Hochdruckdampf, Diphenyldampf, einem flüssigen organischen Wärmeträger, einer Salzschmelze oder dergleichen beheizt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Längen der Wärmetauscher (5 - 11) im folgenden Verhältnis stehen: 1 : 1,5 : 1,7 : 2 : 3,9 : 1,8 : 2 : 3,1.

6) Abwandlung der Vorrichtung nach Anspruch 5? dadurch gekennzeichnet, daß bei einer geänderten Anzahl von Entspannern und Wärmetauschern die Längenverhältnisse der Wärmetauscher entsprechend ihrer jeweiligen Summe bemessen sind.

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