DE6915982U

DE6915982U - Einrichtung zum aufschluss von bauxiten bei hoher temperatur mit natriumaluminatlauge.

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Publication number: DE6915982U
Application number: DE6915982U
Authority: DE
Original assignee: MAGYAR ALUMINIUM
Current assignee: MAGYAR ALUMINIUM
Priority date: 1968-04-26
Filing date: 1969-04-22
Publication date: 1976-12-02
Also published as: YU34502B; FR2007059A1; CA926094A; CS192451B2; YU101969A; DE1920222A1; US3586487A; RO54571A; DE1920222B2

Description

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Einrichtung zum Aufschluß von Bauxiten bei hoher Temperatur mit Natriumaiuniinat· lauge

Dem bekannten und allgemein angewandten Bayer-Verfahren entsprechend wird die Tonerde (Aluminiumoxid) in Natrluraaluminatlauge gelöst; diese Phase wird Aufschluß genannt, Die Wirksamkeit (Gewinn, Wirkungsgrad, Ausbeute) des Aufschlusses hängt in erster Linie von der Aufschlußtemperatur ab, doch bei höherer Temperatur ist auch ein höherer Druck erforderlich. Es gibt Bauxitsorten (z.B. Bauxite mit Diasporgehalt), deren Aufschlußwirkungsgrad nur bei hoher Temperatur - über 250° G - annehmbar 1st. In den traditionellen Autoklaven ist eine so hohe Temperatur undurchführbar, weil die technische Realisierung in Großbetriebsmassen des dabei anzuwendenden Druckes (über 50 atü) unwirtschaftlich ist.

Viele Forscher haben Versuche mit Aufschlüssen bei hoher Temperatur (250 - 300° C) gemacht, und mehrere haben die Lösung in einem "Rohrautokl^v", mit Rohraufschluß gefunden,

Im allgemeinen wurde die Aufgabe praktisch mit einem doppelwandigem Rohr gelöst; dem inneren Rohr wird an einem Ende mittels einer Hochdruckpumpe Trübe zugeführt, und am anderen Ende dos Rohrs sichert ein Regelventil den

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nötigen Druck; Inzwischen wird in das äußere Rohr das Heizmedium eingeleitet, daß die Trübe erwärmt. Diese Lösung kann praktisch ausgeführt werden, jedoch hat sie mehrere Nachteile.

1. Die Heizfläche pro Längeneinheit ißt klein, deshalb wäre eine eehr lange doppelwandige Rohrleitung nötig.

2. Die (mit der Umgebung in Berührung kommende) Außenfläche pro Heizflächeneinhait ist sehr gro8, dadurch ist der Wärraeverlußt bedeutend.

3. Die Einrichtung muß zwecks Reinigung zyklisch vollkommen abgestellt werden.

4. Innerhalb eines Arbeitszyklus nimmt wegen der Ablagerungen die Wärmeübertragung und dadurch auch die Leistung der Einrichtung ab, was zur ungleichmäßigen Produktion führt und gleichzeitig auch die Ausbeute der angeschlossenen Betriebßeinheiten BChädlioh beeinflußt.

Aufgabe der Erfindung ißt ee daher, eine Heizelementenreihe auszubilden, die die obigen Nachteile beseitigend einen zeitgemäßen Hochtemperaturaufschluß ermöglicht.

In der Einrichtung laut unserer Erfindung wurde

i .. jener Nachteil der doppelwandigen Rohrleitung, der sich au3 der kleinen inneren Heizfläche ergibt, dadurch beseitigt, daß das innere Rohr durch mehrere Rohre

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kleinen Durchmessers ersetzt wurde, wodurch, die Heizfläche pro Lägeneinheit auf das 3 - 1Ofache erhöht werden konryte.

2. Die Außenfläche pro Heizflächeneinheit wird bedeutend vermindert - als Folge des vorigen Punktes -, was einen kleineren Wärmeverluet ergibt.

3. Zur Reinigung braucht man die Einrichtung nicht abzustellen, v/eil diese auch im Betrieb gereinigt werden kann.

4» Mittels der im vorigen Punkt erwähnten Reinigungsmethode kann die Wärmeübergabe und die Leistung der Einrichtung nahe konstant gehalten werden. Dies bedeutet ein gleichmäßiges Verhalten, was bei einem kontinuierlichen Betrieb ein sehr großer Vorteil ist.

Gegenstand der Erfindung ist eine Rohraufschlußvorrichtung zur kontinuierlichen Behandlung von Mineralien mit Tonerdegehalt bei erhöhter Temperatur unter gleichzeitigem Wärmeaustausch. Die Heizelemente dieser Einrichtung sind aus einflutigen Wärmeaustauschern in Rohrbündelausführung in einer Reihe angeordnet, wobei deren Mantel mit Heizstutzen versehen und wobei zwischen zwei benachbarten und verbundenen Wärmeaustauschern der Heizrohranordnung entsprechend gelochte Anschluß- und Dichtungsplatten oder nur eine gelochte Dichtungsplatte befindlich ist. An der auf der Trübseite befindlichen Absperrvorrichtung des ersten und letzten Elementes der Heizelementenreihe ist für jedes Heizrohr eine separate Absperreinrichtung vorhanden. Die in die Heizrohre gespeiste Trübe wird mittels

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in den Heizraum der Wärmeaustauscher geleiteten Expansionsund Frischdampf, Kondenswasser, chemischen Lösungen und sonstigen Heizmitteln oder deren Kombinationen zweckmäßig über 250° C geheizt. In den Heizraum der einzelnen Heizelemente kann auch Trübe geleitet werden. In diesem Fall gelangt die aufgeschlossene Trübe - teilweise oder im ganzen - nicht in die Expansionsgefässe, sondern erwärmt die zum Aufschluß kommende Trübe durch Trübe/Trübe-Wärmeaustausch .

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden anhand der Zeichnungen erläutert.

Fig. 1 Btellt den Anfang und das Ende der Wärmeaustausoher.reihe schematisch dar;

Fig. 2 zeigt die Verbindung von zwei aufeinander folgenden Wärmeaustauschern.

Fig. 2a ist eine Variante der Verbindung gemäß Flg. 2.

Pig. 3 zeigt ein schematisches Schaltbild der Aufschließeinrichtung.

Fig. 1 zeigt schematisch den Anfang und das Ende der Wänneaustauscherreihe laut Erfindung, Innerhalb dea Mautelteils 1 des Wärmeaustauschers sind beispielsweise sieben Heizleitungen 2 untergebracht. Innerhalb dieser strömt die Trübe unter Aufschluß, während den Raum zwischen dem Mantel und den Rohren das Heizmittel ausfüllt. An beiden Enden eines jeden .ieizrohres 2 befinden sich je zwei Ventile: an der Trübezufuhrseite an die

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Trübe-Druckleitung 3 gebundene TrUbeventile 7.. - 1-, und die Reinigungsflüssigkeit-Ventile 9* - 9^» an der Auetrittsseite an die Leitung 4 der aufgeschlossenen Trübe gebundenen Trübeventile B^ - 8~ und die an die Reinigungsleitungen 6 gebundenen Reinigungsflüssigkelt-Ventile

In Pig. 2 ist jener Anechluß dargestellt, der eine gleichmäßige Geschwindigkeit der Trübeströmung in zwei nacheinander folgenden Wärmeaustauschern sichart. Der Plansch 11 des Mantels 1 enthält die Rohrbündelplatte 12 zum Zusammenhalten der Heizrohre 2. Zwischen den zwei Planschen 11, bzw. der Rohrbündelplatte 12 befindet sich eine Anschlußplatte 13 und an beiden Seiten derselben je eine Dichtungsplatte 14. Die Lochverteilung der Anschlußplatte 13 und der Dichtungsplatten 14 stimmt mit der Lochverteilung der Rohrbündelplatte 12 überein.

Aus Fig« 2a ist eine Variation des vorigen Anschlusses ersichtlich, v/o die Anschlußplatte 13 und die eine Dichtungsplatte 14 weggelassen wurde und nur eine Dichtungsplatte 14 einen dichten Anschluß sichert»

In Fig₀ 3 ist das schematische Schaltbild der Aufschließeinrichtung laut unserer Erfindung zu sehen« Die charakteristischen Elemente der Einrichtung sind: Zuführpumpe 15, Trübezuführleitung 3, in Richtung des Trübeflusses aneinandergereihte einflutige Wärmeauslauscherelemente 16» Leitung für die aufgeschlossene Trübe 4, Drosselventil 17» Expansionsgefäße 18, Leitung für die expandierte Trübe 19» Expansionsüampfleitung 20_s Friechdampfleitung 21, Zuführleitung für die Reinigungsflüssigkeit 5, Abflußleitung für

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die lUdnigungsflüoslgkeifi, Abfuhrleitung fUr das Heizmittelkon don ει at 22.

DIo Funktion der Einrichtung: Die Pumpe 15 speist kontinuierlich die aufzuschließende Trübe durch die Druckleitung 3 über die Trübezufuhrventile 7-, - In in die Heizrohre 2, in welchen die Trübe mit gleichmäßiger Geschwindigkeit von dem Zufuhrende bis zum Auetritteende der Reihe strömt, und dabei erfolgt der chemische Prozeß des Aufschlusses. Die aufgeschlossene Trübe tritt durch die Ventile 8.. - 8₇ aus, gelangt in die Trübeleitungen 4, dann über das Drosselventil 17 in das Expansionssystem 18-19-20, Die Wärmeaustauscher werden mit den durch die Leitung 20 strömenden Expansionsdämpfe und mit den durch die Leitung 21 strömenden Frischdampfe geheizt. Das Kondenswasser fließt durch die Leitung 22 ab. Die Kühlrohre der Wärmeaustauöcherelemente 16 werden mittels einer durch die Rohrleitung 5 abgeführten Reinigungsflüssigkeit gereinigt. Während des Betriebes des kontinuierlichen Aufschlusses wird im allgemeinen von den sieben Heizrohren 2 in sechs Trübe durchgeführt; ir. dem Fall laut unserer Abbildung über die Ventile 7₁ - 7₂, 7^ - 7_?t S₁ - 8₂ und 8₄ - 87. Die Ventile 7^ und 8, sind gesperrt, dagegen sind die Ventile für die Reinigungsflüssigkeit 9₅ und 1O₅ geöffnet, über die die Reinigungsflüssigkeit das eine Heizrohr wäscht. Die Ventile für die Reinigungsflüssigkeit S₁ - 9₂t

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diese Weise kann ein jedes von den sieben Heizrohren ausgeschaltet und gewaschen werden, während in den übrigen sechs Rohren der Aufschluß ungestört voitergeht.

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Bei unseren Betriebaversuchen wurde die Geschwindigkeit auf 1,5 - 1,8 m/aec eingestellt, doch es -wurden Me β Bungen auoh bei kleinerer und größerer Strömungsgeschwindigkeit durchgeftthrt.

Die Versuche zeigten, daß sich die Wärmeübergabe sehr empfindlich in direktem Verhältnis mit der Strömungsgeschwindigkeit verändert.

Wegen der schnellen Anheizung scheidet sich bei einigen Bauxiten die gelöste Kieselsäure aus der Aufschlußlauge nicht in entsprechendem Maße aus, deshalb soll die Trübe nach Erreichen der Temperatur für längere oder kursiere Zeit warmgehalten werden um eine entsprechende Qualität der Tonerde zu erreichen· Die Wannhaltung in hinsichtlich der vollkommenen Beendung dee Aufschlusses vorteilhaft. Im allgemeinen 1st zur Warmhaltung die in den Expansionsgefäßen verbraohte Zeit genügend, doch wenn es nötig ist, kann zwischen die Heizelementenreihe und den Expansionsgei'äßsn zur Waraihaltung sin Autoklav eingebaut werden.

Als Beispiel werden wir eine zum Aufschließen einer Trübemenge von 100 - 125 nr/Std geeignete Aufschlußreihe be-

kannt machen. Xn Abb. 5 ist der Mantel der Heizelemente 16 mit einer Länge von je 6500 mm aus einem Rohr von 0 267 χ 3 mm ausgestaltet. Xn einem Heizelement sind 19 St. Heizrohre von 0 38 χ 2,5 mm eingelegt, mit einer HeIzfläche von 12 a Insgesamt« Wenn von den einzelnen Heizelementen 25 St» in Reihe geschaltet werden, kann die Temperatur einer Trübe von 100 - 125 mVstd. mit ent- ·- ·

sprechendem Heizmittel von 100° 0 auf 275° 0 erhöht werden.

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So ergibt sioh 170 m für die gesamte Rohrlänge. Gemäß unseren Versuchen 1st beim Beginn der Wärmeübertragungsfaktor 2500 kcal/m²/Std° 0. Beim konstanten Waschen je eines Heizrohres let dieser Wert im allgemeinen auf einem Niveau von 1800 kcal/m ²/Std° C zu halten.

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Claims

PATENTANWALT BODE . POSTFACH 6140 . D -4030 RATINGEN 6 - HOSEL . TEI EFON 02102-6000, . TELEX Ü585166 D 5 - 24 Anspruch ο. :

1. Rohraufschlußeinrlohtung zur kontinuierlichen Behandlung von Mineralien mit Tonerdegehalt bei erhöhter Temperatur

unter gleichzeitigem Wärmeaustausch, dadurch
gekennzeichnet » daß die Heizelemente
dieser Einrichtung aus einflutigen Wärmeaustauschern (16) in Rohrbtindelaueführung in einer Reihe angeordnet sind, wobei deren Mantel (1) mit Heizstutzen versehen und wobei zwischen zwei benachbarten und verbundenen Wärmeaustauschern (16) der Heizrohranordnung entsprechend gelochte Anschluß- (13) und Dichtungeplatten (14) oder nur eine
gelochte Dichtungsplatte (14) befindlich ist.

2. Aufsohlußeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet , daß am ersten und letzten Element der Heizelementreihe flir jedes Heizrohr (2) eine separate Absperrvorrichtung (7? 8) an der TrUbseite vor-handen ist.

III/sch

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