DE2307922C3

DE2307922C3 - Process for the continuous extraction of bauxite with caustic soda by pipe digestion

Info

Publication number: DE2307922C3
Application number: DE2307922A
Authority: DE
Inventors: Ludolf Dr. 6242 Kronberg Plass
Original assignee: Vereinigte Aluminium Werke AG
Current assignee: Vereinigte Aluminium Werke AG
Priority date: 1973-02-17
Filing date: 1973-02-17
Publication date: 1981-03-19
Also published as: IT1004967B; AU6572174A; GB1437548A; JPS49114596A; CA1008253A; DE2307922A1; YU34074A; FR2218391B1; DE2307922B2; JPS5753290B2; FR2218391A1; YU39717B

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Extraktion von Bauxit mit Natronlauge durch Rohraufschluß bei Drücken von 10 bis 200 Atmosphären. Temperaturen von 200 bis 300°C. bei dem die Bauxitsuspension unter Einhaltung einer turbulenten Strömung mit einer Geschwindigkeit von mindestens 0.5 bis 7 m/sec durch ein Rohr oder Rohrbündel fließt und dabei durch eine in einem konzentrischen Außenrohr entgegenströmende heiße, aufgeschlossene Suspension oder durch Dampf oder durch einen anderen Wärmeträger erhitzt wird.The invention relates to a method for the continuous extraction of bauxite with sodium hydroxide solution Pipe disruption at pressures from 10 to 200 atmospheres. Temperatures from 200 to 300 ° C. where the Bauxite suspension in compliance with a turbulent flow with a speed of at least 0.5 to 7 m / sec flows through a tube or tube bundle and thereby through one in a concentric Outer tube counter-flowing hot, digested suspension or by steam or by a another heat transfer medium is heated.

Für die Auslegung neuer Rohraufschlußanlagen wird gewöhnlich die Größe der benötigten Wärmetauscherflächen für einen gewünschten Durchsat/ aufgrund der physikalischen Daten der Suspension nach bekannten Formeln berechnet. An der fertigen Anlage wird die Richtigkeit der Rechnung durch Temperaturmessungen unter Verwendung von Wasser. Aluminatlaugc oder Suspension als fluides Medium in der Praxis überprüft.The size of the heat exchanger surfaces required is usually used for the design of new pipe digestion systems for a desired throughput / based on the physical data of the suspension according to known Calculated formulas. On the finished system, the correctness of the calculation is confirmed by temperature measurements using water. Checked aluminate liquor or suspension as a fluid medium in practice.

Bereits bei den ersten gebauten Anlagen wurde gefunden, daß mit Wasser oder Aluminatlaugc als (luides strömendes Medium die Wärmeübergangswerte entsprechend der theoretischen Berechnung in der Praxis erreicht werden. Überraschenderweise deuteten einige Messungen bei Verwendung von Suspensionen als fluides Medium darauf hin. daß bei Verwendung bestimmter Suspensionen günstigere Wärmeüber fangswerte erreicht werden, als theoretisch vorausseh iar war. Even with the first plants built, it was found that with water or aluminate liquor as the fluid flowing medium, the heat transfer values according to the theoretical calculation are achieved in practice. Surprisingly, some measurements when using suspensions as fluid medium indicate that when using certain suspensions more favorable heat transfer values can be achieved than was theoretically foreseen .

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es. den Wärmeübergang beim Rohraufschluß von Bauxit /u Optimieren. f->findungsgemäß geschieht dies dadurch.It is the object of the present invention. the heat transfer during pipe digestion of bauxite / u Optimize. f-> according to the invention this happens through this.

daß eine turbulente Strömung mit Reynolds-Zahlen ä 10\ eine Feststoffkonzentration von 1 -6 Vol.-% und eine mittlere Korngröße des Feststoffes von 10 bis 150μιη in der aufzuschließenden Lauge angewendet wird.that a turbulent flow with Reynolds numbers ä 10 \ a solids concentration of 1-6 vol .-% and an average grain size of the solid of 10 to 150μιη applied in the liquor to be digested will.

Aufgrund von systematischen Untersuchungen, bei denen die Parameter Feststoffkonzentration. Korngröße des Feststoffs und Strömungsgeschwindigkeit der Aufschlußlauge variiert wurden, konnten folgende Ergebnisse erhalten werden: In einem Korngrößenbereich (mittlere Korngröße) des Feststoffs von 10 bis 150 μιη ist die Wärmeübergangszahl λ für die im Rohr strömende Suspension, sofern eine Feststoffkonzentration von I - 6 Vol.-% eingehalten wird und dieOn the basis of systematic studies in which the parameters solid concentration. Grain size of the solids and the flow rate of the digestion liquor were varied, the following could be achieved Results are obtained: In a grain size range (mean grain size) of the solid from 10 to 150 μιη is the heat transfer coefficient λ for that in the pipe flowing suspension, provided a solids concentration of I - 6 vol .-% is maintained and the

ι⁵ Reynolds-Zahlen für die turbulente Strömung im Bereich alO⁵ liegen, um 15-25% größer — und dadurch erhöht sich die Wärmedurchgangs^ ·<Η k um 5-8% — als bei einer unter gleichen Bedingungen strömenden feststofffreien Aluminatlauge gleicher Konzentration. Dieser überraschende Effekt, der entscheidend von der Korngröße des Feststoffs abhängt und bei einem Feststoff mit einer mittleren Korngröße außerhalb des genannten Bereichs nicht auftritt, verbessert den Wärmeaustausch. Er erlaubt bei vorhandenen Anlagen einen größeren Durchsatz, bei neu zu bauenden Anlagen eine geringere Dimensionierung der Wärmetauschflächen und trägt damit entscheidend zur Wirtschaftlichkeit des Verfahrens bei. Die erfindungsgemäße Steigerung des Wärmeübergangs ist nur in einer Rohraufschlußanlage mit den dort herrschenden hohen Strömungsgeschwindigkeiten und spezifischen Turbulenzbedingungen erreichbar.ι ⁵ Reynolds numbers for the turbulent flow in the range alO ⁵ are 15-25% larger - and this increases the heat transfer ^ · <Η k by 5-8% - than with a solids-free aluminate liquor of the same concentration flowing under the same conditions . This surprising effect, which depends crucially on the particle size of the solid and does not occur in the case of a solid with an average particle size outside the range mentioned, improves the heat exchange. In existing systems, it allows a greater throughput, in new systems to be built, a smaller dimensioning of the heat exchange surfaces and thus makes a decisive contribution to the cost-effectiveness of the process. The increase in heat transfer according to the invention can only be achieved in a pipe digestion system with the high flow velocities and specific turbulence conditions prevailing there.

Bei einer möglichen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß ein Teil des beim Bauxitaufschluß anfallenden Rotschlamms in das Aufschlußrohr zurückgeführt wird. Die Strömungsgeschwhidigkeiten liegen vorzugsweise im Bereich von 2-5 m/sec.In a possible embodiment of the invention it is provided that part of the bauxite digestion accumulating red mud is returned to the digestion pipe. The flow velocities are preferably in the range of 2-5 m / sec.

Der erzielbare Effekt soll an einem Beispiel dargestellt werden:The achievable effect should be shown using an example:

In einer Rohraufschlußanlage, in der aufgrund der gewählten Laugenknnzentration, des Rohrdurchmessers und der Strömungsgeschwindigkeit die Reynolds-Zahl den Wert 10* aufweist, wird eine Suspension mit einer Feststoffkonzentration von 3-6 Vol.-% mit einer mittleren Korngröße des Feststoffs von 40 μπι durchgesetzt. Theoretisch berechnet sich für die Wärmedurchgangszahl k der Suspension ein Wert von 2.269 Kcal/ m' · h · "C. gemessen wird ein Wert von 2.365 Kcal/ m' h · X. was einer Steigerung der Wärmedurchgiingszahl um mehr als 4% — entsprechend einer Steigerung der Wärmeübergangszahl λ um etwa 15% - entspricht. D?gegen tritt unter sonst gleichen Bedingungen bei einem mittleren Korndurchmesser des Feststoffs von 200 μηι praktisch keine Steigerung der Wärmeübergangswerte ein.In a pipe digestion system in which the Reynolds number has a value of 10 * due to the selected alkali concentration, the pipe diameter and the flow rate, a suspension with a solids concentration of 3-6% by volume with an average particle size of the solids of 40 μm is enforced . Theoretically, a value of 2,269 Kcal / m '· h · "C is calculated for the heat transfer coefficient k of the suspension. A value of 2,365 Kcal / m' h · X is measured, which increases the heat transfer coefficient by more than 4% - corresponding to a Increase in the heat transfer coefficient λ by about 15% - on the other hand, under otherwise identical conditions, there is practically no increase in the heat transfer values with an average grain diameter of the solid of 200 μm.

Claims

Claim:

Process for the continuous extraction of bauxite with caustic soda by pipe digestion at pressures of 10 to 200 atmospheres, temperatures of 200-30O ⁰ C, in which the bauxite suspension while maintaining a turbulent flow at a speed of at least 04-7 m / sec through a pipe or Tube bundle flows and is heated by a hot, digested suspension flowing in the opposite direction in a concentric outer tube or by steam or by another heat transfer medium, characterized in that a turbulent flow with Reynolds numbers of 10 ^s . a solids concentration of 1-6% by volume and an average particle size of the solids of 10-150 μίτι is used in the liquor to be digested.