ES2240940T3 - Solubilizacion de los carbonatos por reciclaje de los condensados durante el ataque a presion de las bauxitas con monohidratos. - Google Patents
Solubilizacion de los carbonatos por reciclaje de los condensados durante el ataque a presion de las bauxitas con monohidratos.Info
- Publication number
- ES2240940T3 ES2240940T3 ES03715018T ES03715018T ES2240940T3 ES 2240940 T3 ES2240940 T3 ES 2240940T3 ES 03715018 T ES03715018 T ES 03715018T ES 03715018 T ES03715018 T ES 03715018T ES 2240940 T3 ES2240940 T3 ES 2240940T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- suspension
- pressure reducer
- steam
- series
- pressure
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
- C01F7/00—Compounds of aluminium
- C01F7/02—Aluminium oxide; Aluminium hydroxide; Aluminates
- C01F7/46—Purification of aluminium oxide, aluminium hydroxide or aluminates
- C01F7/47—Purification of aluminium oxide, aluminium hydroxide or aluminates of aluminates, e.g. removal of compounds of Si, Fe, Ga or of organic compounds from Bayer process liquors
- C01F7/473—Removal of organic compounds, e.g. sodium oxalate
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
- C01F7/00—Compounds of aluminium
- C01F7/02—Aluminium oxide; Aluminium hydroxide; Aluminates
- C01F7/04—Preparation of alkali metal aluminates; Aluminium oxide or hydroxide therefrom
- C01F7/06—Preparation of alkali metal aluminates; Aluminium oxide or hydroxide therefrom by treating aluminous minerals or waste-like raw materials with alkali hydroxide, e.g. leaching of bauxite according to the Bayer process
- C01F7/062—Digestion
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Nutrition Science (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
- Saccharide Compounds (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Paper (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Procedimiento de producción de alúmina a partir de bauxitas con monohidrato de alúmina de tipo diasporo o boemita susceptibles de contener más de 1, 5% en peso de carbonatos cálcicos, que presenta las siguientes etapas generales de un proceso Bayer: a) ataque del mineral con ayuda de un licor de aluminato que tiene una concentración de sosa superior a 200 g Na2O/litro a una temperatura superior a los 220°C, b) dilución de la suspensión de aluminato así obtenida, c) separación de los residuos insolubles por decantación y/o filtrado, d) descomposición del licor por inoculación con partículas de trihidróxido de aluminio con el fin de provocar la precipitación de la alúmina en solución, en forma de trihidrato de alúmina, e) reciclaje del licor de aluminato sódico empobrecido hacia la etapa del ataque de la bauxita, después de haberle devuelto una concentración de hidróxido sódico conveniente, la etapa de ataque del mineral del susodicho procedimiento se efectúa de la siguiente manera: a1) una suspensión, realizada con el mineral de bauxita triturado y el licor de aluminato concentrado, se conduce a una instalación que comprende una serie de n autoclaves (A1, ..., Ak-1, Ak, Ak+1, ..., An) y una serie de m, m siendo inferior a n, manorreductores (Di, ..., Di-1, Di, Di+1, ..., Dm) que suministran vapor a m precalentadores tubulares (Rm, ..., Rk+1, Rk, Rk-1, ..., R1) que atraviesan m autoclaves, a2) en un primer tiempo, la suspensión atraviesa la serie de autoclaves (A1, ..., Ak-1, Ak, Ak+1, ..., An), la duración de su recorrido se define de suerte que al salir de la última autoclave An, esté casi acabado el ataque del mineral, a3) la suspensión atraviesa después la serie de manorreductores (D1, ..., Di-1, Di, Di+1, ..., Dm), el vapor (Vi) que procede de cada manorreductor (Di) abastece el precalentador (Rk) que atraviesa la autoclave (Ak), a4) después, se lleva la suspensión hacia el puesto de dilución (C) y el taller de decantación (F); el susodicho procedimiento se caracteriza porque en por lo menos una parte de la cadena de los susodichos manorreductores (D1, ..., Di-1, Di, Di+1, ..., Dm), la suspensión (Si-1) que entra en un manorreductor (Di) se diluye con agua procedente de la condensación del vapor que procede de uno o varios manorreductores anteriores (D1, ..., Di-1)
Description
Solubilización de los carbonatos por reciclaje de
los condensados durante el ataque a presión de las bauxitas con
monohidratos.
La invención se refiere a un procedimiento de
producción de alúmina según el proceso Bayer, a partir de bauxitas
con monohidrato de alúmina de tipo diasporo o boemita que, tales
como las bauxitas de Grecia y de China, son susceptibles de
contener más de 1,5% en peso de carbonatos cálcicos.
El proceso Bayer constituye la técnica esencial
de producción de la alúmina destinada a ser transformada en
aluminio por electrólisis ígnea (alúmina llamada
"metalúrgica"). También permite fabricar una gran parte de las
alúminas destinadas a la elaboración de materiales refractarios, de
cerámicas, de medios de trituración, de cargas ignífugas, de
hormigones, etc. (alúminas llamadas "técnicas"). Según este
procedimiento, el mineral de bauxita se procesa en caliente
mediante una solución acuosa de hidróxido sódico, con concentración
adecuada, lo que provoca así la solubilización de la alúmina y la
obtención de un licor sobresaturado de aluminato sódico.
Para disolver la alúmina contenida en bauxitas
con monohidrato, es preciso elevar el licor a una temperatura
bastante alta, superior a los 220°C, que puede alcanzar 250°C a
270°C. El ataque del mineral se debe efectuar en autoclaves aptas
para soportar altas presiones, típicamente varias decenas de baros.
Tras la separación de la fase sólida que constituye el residuo
inatacado (barros rojos) del mineral, el licor sobresaturado de
aluminato sódico se descompone por inoculación, con partículas de
trihidróxido de aluminio, con el fin de provocar la precipitación
de la alúmina en solución, en forma de trihidróxido de aluminio. El
licor de aluminato sódico, empobrecido en alúmina tras la
descomposición, se recicla entonces hacia la etapa del ataque de la
bauxita después de haber sido reconcentrado con un índice de
hidróxido sódico adecuado (adición de hidróxido y/o
evaporación).
Puesto que el proceso Bayer es cíclico, cualquier
impureza procedente de la bauxita e introducida en el licor
durante el ataque del mineral se puede acumular si no se elimina
periódicamente. Es el caso, en particular, del carbonato sódico en
solución en el licor Bayer cuya proporción ponderal expresada por
la relación (Na_{2}O carbonatada)/(Na_{2}O cáustica + Na_{2}O
carbonatada) debe permanecer, por lo general, cercana al 10%
(Na_{2}O cáustica siendo Na_{2}O libre + Na_{2}O en forma de
aluminato AlO_{2}Na en solución). Más allá de un umbral cercano
al 14%, el carbonato sódico puede precipitar intempestivamente y
perturbar el funcionamiento de las instalaciones. Es el caso, en
particular, para los manorreductores de la instalación de ataque en
caliente y a presión de las bauxitas ricas en monohidrato de
alúmina.
La figura 1 representa una parte de la
instalación de un circuito Bayer del arte anterior, que corresponde
a un taller de ataque continuo de las bauxitas con monohidratos de
alúmina: la bauxita bx, triturada (triturador B) en presencia de
una parte alícuota L1 del licor de ataque, constituye una masa que
se mezcla con el resto del licor de ataque L2. Gracias a medios de
bombeo potentes, la suspensión que resulta de la mezcla atraviesa
una serie de n autoclaves (A_{1},..., A_{k-1},
A_{k}, A_{k+1},..., A_{n}) mecánicamente agitadas y después
una serie de m manorreductores ( D_{1},...,
D_{i-1}, D_{i}, D_{i+1},..., D_{m}), con m
inferior a n, antes de alcanzar el puesto de dilución C y a
continuación el de decantación a presión atmosférica F.
Al atravesar cada autoclave A_{k}, la
suspensión circula cerca de un precalentador tubular R_{k} que
atraviesa la autoclave A_{k}. Los precalentadores tubulares, para
los m primeros (R_{1},..., R_{k-1}, R_{k},
R_{k+1},..., R_{m}), se abastecen del vapor recuperado que
procede de los manorreductores (D_{m},..., D_{i+1}, D_{i},
D_{i-1},..., D_{1}), y para los
(m-n) siguientes (R_{m+1},..., R_{n}), del vapor
vivo V que procede de la sala de calderas. La temperatura
alcanzada por la suspensión al salir de cada autoclave A_{k} se
fija previamente y se controla actuando sobre la cantidad de vapor
V_{i} que procede de un manorreductor D_{i} y que atraviesa el
precalentador R_{k}. A cada manorreductor se asocia un estado por
donde pasa la suspensión, caracterizado por un nivel medio de
presión y un campo de temperatura relativamente estables en el
tiempo. Las instalaciones industriales comprenden un número n de
autoclaves y m de manorreductores variables. Típicamente, hace
decenas de años, n era cercano a 10 y m cercano a 7; hoy día, n es
preferentemente cercano a 20 y m cercano a 12.
La duración del recorrido de la suspensión es tal
como para que al salir de la última autoclave A_{n}, donde la
temperatura es cercana a los 260°C, está acabado el ataque del
mineral, es decir que la mayor parte de la alúmina contenida en la
bauxita resulta disuelta en el licor de aluminato. La suspensión se
lleva después hacia una serie de manorreductores (D_{1},...,
D_{i-1}, D_{i}, D_{i+1}, D_{m}), cada uno
de estos manorreductores D_{i} libera vapor V_{i} que abastece
el precalentador R_{k} anteriormente descrito. Al salir del
último manorreductor D_{m}, la suspensión se lleva hacia un
puesto C donde se diluye antes de ser conducida hacia las cubetas
de decantación F para la separación de los residuos insolubles. El
agua de condensación del vapor V_{i} procedente del manorreductor
D_{i} que atraviesa el precalentador R_{k} para calentar la
suspensión en la autoclave A_{k} se recupera en una cámara de
purga P_{k}. El vapor no condensado V'_{i} se une al
abastecimiento de vapor V_{i+1} del precalentador
R_{k-1} y el condensado E_{i}, contenido en la
cámara de purga P_{k}, se conduce hacia la cámara de purga
P_{k-1}. El agua que sale de la cámara de purga
P_{1}, llamada agua de destilación sódica EDS, se utiliza como
agua industrial, en particular para el lavado de los residuos
insolubles extraídos por decantación en el taller siguiente F.
Las bauxitas con monohidrato de tipo diasporo o
boemita que suelen encontrarse en Grecia o en China son
particularmente ricas en carbonato cálcico (CaCO_{3} > 1,5%).
Durante el ataque, se observa un importante incremento del índice
de carbonato sódico como consecuencia del aporte de iones
CO_{3}^{2^{-}} liberados durante la disociación de CaCO_{3}.
Este índice de carbonatos en el aluminato suele ser más elevado aún
que el índice debido al único aporte de carbonatos de la bauxita,
porque se añade cal para mejorar el rendimiento del ataque, y la
misma cal utilizada comprende, muchas veces por razones económicas
de abastecimiento, una cierta cantidad de partículas de carbonato
cál-
cico.
cico.
Así pues, si la proporción ponderal expresada por
la relación (Na_{2}O carbonatada)/(Na_{2}O cáustica +
Na_{2}O carbonatada) pasa un umbral cercano al 14%, este umbral
depende en particular de la temperatura del licor y de su
concentración de Na_{2}O cáustica, el carbonato sódico puede
precipitar intempestivamente y perturbar el funcionamiento de las
instalaciones. El problema se plantea de forma particularmente
sensible en los manorreductores, en particular porque se cubren
masivamente de sarro a la entrada de uno o varios de los conductos
T_{i} por donde la suspensión pasa de un manorreductor D_{i} al
siguiente D_{i+1}. En tal caso, hace falta parar la serie para
efectuar una limpieza de los circuitos colmatados. Tal operación es
larga, delicada y costosa. Por otra parte, bloquea la producción,
lo que disminuye sensiblemente el rendimiento económico de la
cadena BAYER.
Para las bauxitas con elevado índice de carbonato
cálcico, FR 1 523 304 (PECHINEY y KESTNER) preconiza un
procedimiento que consiste en sobresaturar de carbonato sódico una
fracción del licor de aluminato empobrecido, sacada justo después
de su descomposición y procesada en un taller especial que comprende
una cadena de evaporadores y una cadena de manorreductores, de
suerte que se efectúa una cristalización de carbonato sódico con
aparición de granos gruesos fáciles de separar del licor de
aluminato. Luego se extrae y después se caustifica por cal tras
redisolución. Desgraciadamente, este procedimiento de
descarbonatación es muy costoso en cuanto a inversión y energía del
vapor.
En la solicitud francesa FR 2 328 660, la
solicitante propuso un procedimiento también adaptado al
procesamiento de las bauxitas con elevado índice de carbonato
cálcico (CaCO_{3} > 1,5%) tales como las bauxitas con diasporo
de Grecia o de China. Este procedimiento consiste en retener los
iones carbonatos por precipitación de carbonato de bario en una
fracción del licor empobrecido. El carbonato de bario se calcina
después en presencia de trihidróxido de aluminio
Al(OH)_{3} para regenerar el aluminato de bario que
se recicla. Sin embargo, este procedimiento muy eficiente para la
eliminación de los carbonatos tiene tres inconvenientes:
- Consuma mucha energía: del orden de los 20 kg
de fuel con bajo índice de azufre por tonelada de alúmina.
- Conlleva una importante producción perdida que
corresponde al trihidrato de aluminio permanentemente vinculado al
bucle de regeneración del aluminato de bario y cuya cantidad depende
del índice de carbonato cálcico de la bauxita.
- Las sales de bario plantean problemas de medio
ambiente y de higiene difíciles de resolver.
Por último, PECHINEY y la SOCIETE DES BAUXITES DU
PARNASSE propusieron otro procedimiento para las bauxitas con
diasporo griegas. Este procedimiento consiste en triturar la
bauxita y después en separar por flotación y eliminar parcialmente
los carbonatos antes de inyectar la susodicha bauxita en el
circuito Bayer (véase por ejemplo el artículo publicado en TMS 99:
"Alumina Production From Diasporic Bauxite" por E. Lavalou, O.
Keramidas y B. Bosca). Tal procedimiento, llamado de
"descalcitación", es eficiente pero precisa la instalación de
un importante taller anexo anterior a las instalaciones Bayer. La
amortización financiera de tal instalación grava el coste de
fabricación de la alúmina a partir de este tipo de bauxitas.
La solicitante procuró poner a punto un
procedimiento de producción de alúmina según el proceso Bayer a
partir de bauxitas con monohidrato de alúmina de tipo diasporo o
boemita, las susodichas bauxitas siendo susceptibles de contener más
de 1,5% en peso de carbonato cálcico. Este procedimiento no debe
presentar los inconvenientes económicos o medioambientales
anteriormente expuestos.
El objeto de la invención es un procedimiento de
producción de alúmina a partir de bauxitas con monohidrato de
alúmina de tipo diasporo o boemita susceptibles de contener más de
1,5% en peso de carbonato cálcico, que presenta las siguientes
etapas generales de un proceso Bayer:
a) ataque del mineral a una temperatura superior
a los 220°C con ayuda de un licor de aluminato que tiene una
concentración de sosa superior a 200 g Na_{2}O/litro,
b) dilución de la suspensión de aluminato así
obtenida,
c) separación de los residuos insolubles por
decantación y filtrado,
d) descomposición del licor por inoculación con
partículas de trihidróxido de aluminio con el fin de provocar la
precipitación de la alúmina en solución, en forma de trihidrato de
alúmina,
e) reciclaje del licor de aluminato sódico
empobrecido hacia la etapa del ataque de la bauxita, después de
haberle devuelto una concentración de hidróxido sódico
conveniente,
la etapa de ataque del mineral se
efectúa de la siguiente
manera:
a1) una suspensión, realizada con el mineral de
bauxita triturado y el licor de aluminato concentrado, se conduce a
una instalación que comprende una serie de n autoclaves
(A_{1},..., A_{k-1}, A_{k}, A_{k+1},...,
A_{n}) y una serie de m, m siendo inferior a n, manorreductores
(D_{1},..., D_{i-1}, D_{i}, D_{i+1},...,
D_{m}) que suministran vapor a m precalentadores tubulares
(R_{m},..., R_{k+1}, R_{k}, R_{k-1},...,
R_{1}) que atraviesan m autoclaves (que suelen ser, pero no
obligatoriamente, los m primeros),
a2) en un primer tiempo, la suspensión atraviesa
la serie de autoclaves (A_{1},..., A_{k-1},
A_{k}, A_{k+1},..., A_{n}, la duración de su recorrido y la
temperatura alcanzada se definen de suerte que al salir de la
última autoclave A_{n}, esté casi acabado el ataque del
mineral,
a3) la suspensión atraviesa después la serie de
manorreductores (D_{1},..., D_{i-1}, D_{i},
D_{i+1},..., D_{m}), el vapor V_{i} que procede de cada
manorreductor D_{i} abastece el precalentador R_{k} que
atraviesa la autoclave A_{k},
a4) por último, se lleva la suspensión hacia el
puesto de dilución C y el taller de decantación F;
el susodicho procedimiento se
caracteriza porque en por lo menos una parte de la cadena de los
susodichos manorreductores (D_{1},..., D_{i-1},
D_{i}, D_{i+1},..., D_{m}), la suspensión S_{i} que entra
en un manorreductor D_{i+1} se diluye con agua procedente de la
condensación del vapor que procede de uno o varios manorreductores
anteriores (D_{1},...,
D_{i}).
El susodicho "por lo menos una parte" de la
cadena de los manorreductores es preferentemente el manorreductor
concernido por la precipitación masiva de los carbonatos sódicos o
una parte del conducto por donde circula la suspensión que llega al
susodicho manorreductor, cerca del susodicho manorreductor. El
agua de dilución se lleva pues directamente al manorreductor
concernido y/o a la tubuladura de circulación de la suspensión
anterior al manorreductor.
La expresión "que entra en un manorreductor"
significa que la dilución puede hacerse sea directamente en el
manorreductor, con un conducto separado que desemboca en el
manorreductor y que aporta el agua necesaria para la dilución, sea
por un picado efectuado en el conducto por donde circula la
suspensión antes del manorreductor. En este caso, el picado se sitúa
cerca del manorreductor, de suerte que existe una pérdida de carga
significativa entre esta parte y la salida del manorreductor
directamente anterior, que corresponde por ejemplo a, por lo menos,
el 90% de la pérdida de carga total entre ambos
manorreductores.
Sea D_{i} el manorreductor concernido por las
precipitaciones intempestivas. Según la invención, se diluye la
suspensión S_{i}, que se recupera en el manorreductor D_{i} o
la suspensión S_{i-1} que circula en la
tubuladura T_{i-1} para llegar al manorreductor
D_{i}, con agua que procede de uno o varios condensados
procedentes de los manorreductores anteriores. Se lleva este agua
mediante un conducto separado G_{i} que desemboca sea directamente
en el manorreductor D_{i} que recupera la suspensión S_{i}, sea
en la tubuladura T_{i-1} que conduce la
suspensión S_{i-1} al manorreductor D_{i}, con
el picado situado cerca del manorreductor D_{i}. Ambas
posibilidades de dilución también pueden utilizarse
simultánea-
mente.
mente.
La solicitante pensó que en vez de tratar de
eliminar absolutamente los carbonatos, por lo menos de disminuir
sensiblemente su concentración gracias a los medios costosos del
arte anterior, podía ser suficiente impedir la precipitación de los
carbonatos en las partes sensibles, es decir en las tubuladuras de
salida de los manorreductores. Tal procedimiento permite trabajar
con una proporción ponderal expresada por la relación (Na_{2}O
carbonatada)/(Na_{2}O cáustica + Na_{2}O carbonatada) superior
a uno 14%. Este elevado índice es un índice de equilibrio: en
efecto, una evacuación de los carbonatos, suficiente para evitar su
acumulación, puede garantizarse durante la extracción de los
residuos sólidos. Por cierto, es un poco perjudicial (en particular
en lo que se refiere a la productividad) pero no redhibitoria para
la buena marcha del proceso Bayer, a condición de que se pueda
controlar la precipitación intempestiva del carbonato sódico y
eventualmente de otras sales, en particular las que son a base de
azufre, fluoro, fósforo, arsénico y/o vanadio, tales como los
vanadatos,
fluoro-arsenio-vanadatos, etc.
Gracias por ejemplo a FR 1 386 328 (PECHINEY) o a
FR 1 523 304, ya se sabe que la solubilidad de los carbonatos
disminuye con la concentración cáustica del licor. No es extraño
pues que la dilución permita evitar la precipitación de los
carbonatos. Sin embargo, la adición de agua en el circuito Bayer no
es una operación particularmente deseada por razones económicas
porque este aporte degrada obligatoriamente el balance energético:
hace falta sea consumir más energía para hacer evaporar el agua así
introducida, sea, si se saca el agua del mismo circuito, admitir
trabajar con una cantidad de agua de lavado de los barros mucho más
pequeña (lo que tiene como consecuencia el aumento de las pérdidas
de sosa). Por cierto, la solución según la invención va en contra
de las soluciones del arte anterior que eligieron todas la vía
opuesta: concentrar el licor en una determinada parte del circuito
Bayer, elegida para obtener una precipitación controlada de las
impurezas.
Además, el aporte de agua en tal parte presenta
un cierto riesgo, puesto que constituye, en cierto modo, una
dilución prematura, que anticipa la dilución prevista antes de la
decantación y puede provocar una retrogradación, es decir una
precipitación prematura de trihidrato en las cubetas de
decantación. De hecho, las pruebas efectuadas por la solicitante
muestran que, de manera asombrosa, los riesgos de retrogradación no
son significativamente más elevados cuando se practica una
dilución limitada en un manorreductor.
La invención consiste pues en diluir la
suspensión para evitar la precipitación de los carbonatos: se
diluye la suspensión S_{i-1} que entra en el
manorreductor D_{i}, o la suspensión S_{i} recuperada en el
manorreductor D_{i} con agua procedente de la condensación del
vapor que procede de uno o varios manorreductores anteriores
(D_{1},..., D_{i-1}. Preferentemente, se utiliza
el agua procedente de la condensación del vapor
V_{i-2} que procede del manorreductor anterior
D_{i-2}.
En un modo preferido de la invención, se utiliza
el sistema de captación de las aguas que proceden de la
condensación del vapor que procede de los manorreductores y que
atraviesa los precalentadores instalados en las autoclaves. Estas
aguas, llamadas aguas de destilación sódicas, se recuperan en
cámaras de purga, una cámara de purga P_{k} recupera por una
parte las aguas de las cámaras de purga anteriores (P_{m},...,
P_{k+1}) y por otra parte el condensado E_{i} del vapor V_{i}
que procede del manorreductor D_{i}.
Preferentemente, el agua destinada a diluir la
suspensión S_{i} recuperada en el manorreductor D_{i} y/o la
suspensión S_{i-1} que entra en el manorreductor
D_{i} se sacan al salir de la cámara de purga P_{k+2}. Se
conducen mediante un conducto G_{i} sea directamente al
manorreductor D_{i} (conducto g_{ia}), sea al conducto
T_{i-1} por donde circula la suspensión
S_{i-1} en la parte anterior al manorreductor
D_{i} (conducto g_{ib}).
Así, las diferencias de temperatura entre la
suspensión y el agua destinada a diluirla son mínimas, lo que
favorece el mantenimiento de los carbonatos en un estado disuelto
estable. El balance "agua" sale poco perjudicado: por cierto,
sale menos agua del circuito de las cámaras de purga (agua
destilada sódica) pero el agua se saca del mismo circuito y se
reintroduce bastante rápidamente en un manorreductor posterior, lo
que anticipa parcialmente la dilución efectuada después del último
manorreductor (puesto C) y destinada a dar a la suspensión la
concentración cáustica deseada al entrar en el primer depósito de
decantación (taller F). Esto disminuye pues el consumo de agua en
el puesto de dilución C, el agua así preservada se puede utilizar
por ejemplo para compensar el menor aporte de agua destilada sódica
al agua de lavado de los barros. Además, esto disminuye el consumo
de sosa puesto que la sosa arrastrada por el vapor de expansión se
evacua en menor cantidad con los condensados utilizados para el
lavado de los barros.
Preferentemente, la dilución se realiza con el
condensado del segundo manorreductor anterior, porque el nivel de
presión presente en la cámara que recupera el condensado del
manorreductor directamente anterior es casi igual al que está
presente en el manorreductor concernido, de suerte que el aporte de
agua procedente de la cámara que recupera el condensado del
manorreductor directamente anterior tendría que ser ayudado gracias
a una bomba suplemen-
taria.
taria.
Por otra parte, el hecho de realizar la dilución
con aguas de destilación sódicas, que son aguas calientes
recicladas del procedimiento, permite mejorar el rendimiento
térmico con respecto a una dilución que se efectuaría con agua cuyo
precalentamiento específico necesita un gasto de energía
suplementario.
Puesto que el fenómeno de precipitación masiva de
los carbonatos se produce en un campo de temperatura estrecho,
normalmente un solo manorreductor tendría que estar concernido. Sin
embargo, las variaciones normales de los parámetros de conducción
de las instalaciones industriales, las variaciones del índice de
carbonatos de la bauxita procesada, incluso eventuales
modificaciones frecuentes impuestas para el abastecimiento de las
bauxitas, y por último la posibilidad de precipitación de otras
sales a temperaturas diferentes, susceptibles de concernir otros
manorreductores, todo esto obliga a prever posibilidades de
dilución de la suspensión tan numerosas como sea posible, siendo la
mejor solución la de prever una dilución a la entrada de cada
manorreductor. Preferentemente, esta dilución se efectúa con el
condensado del segundo manorreductor anterior.
Además, el hecho de reciclar las aguas de
destilación sódicas en varias partes permite minimizar el consumo
de energía. En efecto, al reciclar las susodichas aguas de
destilación sódicas que se encuentran a una temperatura cercana a
la de la suspensión que ha de ser diluida, se actúa sobre un medio
que es cercano al estado de reversibilidad termodinámica, puesto que
se evitan grandes diferencias de temperaturas entre los fluidos
presentes. Más elevado es el número de puntos de dilución, más el
fenómeno se acerca a la reversibilidad perfecta y más el consumo
energético es bajo. Así, se inyecta preferentemente la cantidad de
agua necesaria en un número máximo de manorreductores.
Preferentemente pues, cada tubuladura de salida
de una cámara de purga P_{k+2} está equipada con una derivación
G_{i} por donde una parte del agua así sacada se puede utilizar
para diluir la suspensión S_{i} recuperada en el manorreductor
D_{i} o la suspensión S_{i-1} que entra en el
manorreductor D_{i}. Además, con ayuda de una válvula prevista en
cada derivación G_{i}, es posible controlar el flujo del agua de
dilución; hace falta una cantidad suficiente para impedir la
precipitación de los carbonatos pero no demasiado tampoco para
evitar las pérdidas energéticas superfluas y una eventual
retrogradación.
Un número importante de conductos G_{i} es aún
más deseable cuando varias otras sales (a base de azufre, fluoro,
fósforo, arsénico y/o vanadio, tales como los vanadatos,
fluoro-arsenio-vanadatos, etc.) son
susceptibles de precipitar repentina e intempestivamente en el
circuito de los manorreductores, pero cada una en un campo de
temperatura distinto
que corresponde a un manorreductor específico, que puede ser diferente del que está concernido por la precipitación de los carbonatos. Así, es más fácil controlar por separado el riesgo de precipitación de cada una de estas sales.
que corresponde a un manorreductor específico, que puede ser diferente del que está concernido por la precipitación de los carbonatos. Así, es más fácil controlar por separado el riesgo de precipitación de cada una de estas sales.
Por último, a nivel económico, la instalación de
uno o varios conductos suplementarios se traduce en un sobrecoste
despreciable en término de inversión, incomparablemente inferior al
de los equipos previstos en el arte anterior (cadena de
precipitación de los carbonatos de bario y reciclaje del aluminato
de bario; taller de descalcitación de las bauxitas).
La cantidad de agua utilizada para diluir la
suspensión con el fin de evitar una precipitación masiva de los
carbonatos y otras sales se puede determinar con exactitud a partir
de las curvas de solubilidad de estas sales, en particular de las
de los carbonatos.
La figura 3 ilustra como ejemplo una curva
esquemática que da la concentración límite para una determinada
temperatura de los carbonatos expresados en término de sosa
carbonatada (Na_{2}O carbonatada) que evoluciona según la
concentración cáustica del licor.
La cantidad de agua necesaria para la dilución es
sensiblemente proporcional a la distancia existente entre la
susodicha curva y el punto de funcionamiento en la parte
considerada del circuito de expansión.
Así, para cualquier conducto G_{i}, al actuar
sobre la válvula instalada en el susodicho conducto, es posible
introducir agua para poder diluir la suspensión con un flujo
determinado según la temperatura y la concentración de carbonatos de
la suspensión que llega a la entrada del manorreductor
considerado.
En este ejemplo, la bauxita con diasporo que ha
de ser procesada es una bauxita china que contiene 4,3% de
carbonatos cálcicos.
El taller de ataque continuo comprende 19
autoclaves y 12 manorreductores. La suspensión, que sale de la
última autoclave, se eleva a 265°C con 50 baros.
Sin la derivación según la invención, se observa
que el manorreductor D9 se cubre rápidamente de sarro. En efecto,
el circuito tiende a taparse después de unos días de funcionamiento
en una parte del circuito donde la temperatura de la solución es
cercana a los 150°C.
En ausencia de dilución, la suspensión S8 tiene,
al entrar en el manorreductor D9, una concentración cáustica de 260
g/l expresada en Na_{2}O total y un índice de carbonatos de 14%
expresada en término de Na_{2}O carb/Na_{2}O total. El punto de
funcionamiento correspondiente se sitúa alejado de la curva de
solubilización de la figura 3 y la distancia d de este punto a la
curva de solubilización indica que se tendría que diluir la
suspensión S8, que circula con un flujo de 375 m^{3}/h al entrar
en el manorreductor D9, con un flujo de 10 m^{3}/h, para evitar la
precipitación de los carbonatos en esta parte, en particular a la
salida del manorreductor D9.
Si se realiza la dilución con agua sacada del
exterior, elevada a una temperatura de 150°C, se impide la
precipitación pero se observa un sobrecoste de energía del orden de
los 133 MJ/t de alúmina producida.
Si en cambio, una parte del agua se saca a la
salida de la cámara de purga P6, alimentada por el agua procedente
de las cámaras de purga anteriores P12 a P7 y el condensado del
vapor V7 que sale del manorreductor anterior D7 para atravesar el
precalentador R6 de la autoclave A6, se inyecta este agua mediante
el conducto G9, a razón de 10 m^{3}/h, en la suspensión S8 que
circula en la tubuladura T8, el picado del conducto g_{9b} en la
tubuladura T8 se sitúa cerca (unos 100 mm) de la entrada en el
manorreductor D9.
Se observa pues que las tubuladuras de salida del
manorreductor D9 ya no se cubren de sarro de forma masiva.
\bullet Posibilidad de evitar la precipitación
de otras sales.
\bullet Particularmente interesante para las
bauxitas con diasporos que ya comprenden carbonatos, este
procedimiento se puede utilizar para otros tipos de bauxitas,
sabiendo que la tendencia general en el proceso Bayer es el aumento
de la concentración cáustica del licor de aluminato con el fin de
mejorar la productividad y que, de ahora en adelante, la conducción
del proceso Bayer va a enfrentarse cada vez más a problemas de
precipitación intempestiva de los carbonatos (vanadatos y otras
sales anteriormente descritas) que resultan de su menor solubilidad
en tales medios.
Claims (8)
1. Procedimiento de producción de alúmina a
partir de bauxitas con monohidrato de alúmina de tipo diasporo o
boemita susceptibles de contener más de 1,5% en peso de carbonatos
cálcicos, que presenta las siguientes etapas generales de un proceso
Bayer:
a) ataque del mineral con ayuda de un licor de
aluminato que tiene una concentración de sosa superior a 200 g
Na_{2}O/litro a una temperatura superior a los 220°C,
b) dilución de la suspensión de aluminato así
obtenida,
c) separación de los residuos insolubles por
decantación y/o filtrado,
d) descomposición del licor por inoculación con
partículas de trihidróxido de aluminio con el fin de provocar la
precipitación de la alúmina en solución, en forma de trihidrato de
alúmina,
e) reciclaje del licor de aluminato sódico
empobrecido hacia la etapa del ataque de la bauxita, después de
haberle devuelto una concentración de hidróxido sódico
conveniente,
la etapa de ataque del mineral del
susodicho procedimiento se efectúa de la siguiente
manera:
a1) una suspensión, realizada con el mineral de
bauxita triturado y el licor de aluminato concentrado, se conduce a
una instalación que comprende una serie de n autoclaves
(A_{1},..., A_{k-1}, A_{k}, A_{k+1},...,
A_{n}) y una serie de m, m siendo inferior a n, manorreductores
(D_{i},..., D_{i-1}, D_{i}, D_{i+1},...,
D_{m}) que suministran vapor a m precalentadores tubulares
(R_{m},..., R_{k+1}, R_{k}, R_{k-1},...,
R_{1}) que atraviesan m autoclaves,
a2) en un primer tiempo, la suspensión atraviesa
la serie de autoclaves (A_{1},..., A_{k-1},
A_{k}, A_{k+1},..., A_{n}), la duración de su recorrido se
define de suerte que al salir de la última autoclave A_{n}, esté
casi acabado el ataque del mineral,
a3) la suspensión atraviesa después la serie de
manorreductores (D_{1},..., D_{i-1}, D_{i},
D_{i+1},..., D_{m}), el vapor (V_{i}) que procede de cada
manorreductor (D_{i}) abastece el precalentador (R_{k}) que
atraviesa la autoclave (A_{k}),
a4) después, se lleva la suspensión hacia el
puesto de dilución (C) y el taller de decantación (F); el susodicho
procedimiento se caracteriza porque en por lo menos una parte
de la cadena de los susodichos manorreductores (D_{1},...,
D_{i-1}, D_{i}, D_{i+1},..., D_{m}), la
suspensión (S_{i-1}) que entra en un manorreductor
(D_{i}) se diluye con agua procedente de la condensación del
vapor que procede de uno o varios manorreductores anteriores
(D1,..., D_{i-1})
2. Procedimiento según la reivindicación 1 en el
que se diluye sea la suspensión (S_{i-1}) que
entra en un manorreductor (D_{i}), sea la suspensión (S_{i})
recuperada en el manorreductor (D_{i}), sea también ambas
suspensiones, con agua procedente de la condensación del vapor que
procede del manorreductor anterior (D_{i-2}).
3. Procedimiento según la reivindicación 2 en el
que el agua de dilución se saca a la salida de la cámara de purga
(P_{k+2}) que recupera el condensado (E_{i-2})
del vapor (V_{i-2}) procedente del manorreductor
(D_{i-2}) y se introduce en la suspensión
(S_{i}) con ayuda de un conducto (G_{i}) que une el conducto de
salida de la cámara de purga (P_{k+2}) al manorreductor
(D_{i}).
4. Procedimiento según la reivindicación 2 en el
que el agua de dilución se saca a la salida de la cámara de purga
(P_{k+2}) que recupera el condensado (E_{i-2})
del vapor (V_{i-2}) procedente del manorreductor
(D_{i-2}) y se introduce en la suspensión
(S_{i-1}) con ayuda de un conducto (G_{i}) que
une el conducto de salida de la cámara de purga (P_{k+2}) al
conducto (T_{i-1}) por donde circula la
suspensión (S_{i-1}), por un picado situado cerca
del manorreductor (D_{i}).
5. Procedimiento según la reivindicación 3 ó 4 en
el que la cámara de purga (P_{k+2}) también recupera las aguas
de las cámaras de purga anteriores ( P_{k+3},..., P_{m})
6. Procedimiento según una cualquiera de las
reivindicaciones 3 a 5 en el que un conducto (G_{i}) une el
conducto de salida de cada cámara de purga (P_{k+2}) a cada
manorreductor (D_{i}).
7. Procedimiento según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 6 en el que el flujo del agua de dilución se
determina con ayuda de una curva de solubilización previamente
establecida.
8. Procedimiento según la reivindicación 7 en el
que el flujo del agua de dilución se controla con ayuda de una
válvula instalada en el conducto (G_{i}).
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR0200717 | 2002-01-21 | ||
| FR0200717A FR2834979B1 (fr) | 2002-01-21 | 2002-01-21 | Solubilisation des carbonates par recyclage des condensats lors de l'attaque sous pression des bauxites a monohydrates |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2240940T3 true ES2240940T3 (es) | 2005-10-16 |
Family
ID=27589536
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES03715018T Expired - Lifetime ES2240940T3 (es) | 2002-01-21 | 2003-01-17 | Solubilizacion de los carbonatos por reciclaje de los condensados durante el ataque a presion de las bauxitas con monohidratos. |
Country Status (12)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7217408B2 (es) |
| EP (1) | EP1467950B1 (es) |
| CN (1) | CN1301906C (es) |
| AT (1) | ATE294140T1 (es) |
| AU (1) | AU2003219221B2 (es) |
| DE (1) | DE60300579D1 (es) |
| ES (1) | ES2240940T3 (es) |
| FR (1) | FR2834979B1 (es) |
| RS (1) | RS50390B (es) |
| RU (1) | RU2305068C2 (es) |
| UA (1) | UA79606C2 (es) |
| WO (1) | WO2003062147A1 (es) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU697381B2 (en) * | 1994-06-07 | 1998-10-01 | Hatch Pty Ltd | Improved multi-cell heating system |
| FR2846319B1 (fr) * | 2002-10-25 | 2004-12-10 | Pechiney Aluminium | Procede d'attaque de la bauxite ameliorant la filtrabilite des boues en sortie d'attaque |
| CN1295354C (zh) * | 2005-10-19 | 2007-01-17 | 贵阳铝镁设计研究院 | 氧化铝溶出装置及工艺 |
| CN101676670B (zh) * | 2008-09-16 | 2011-02-02 | 沈阳铝镁设计研究院 | 一种设备的冷却水供水方法及供水系统 |
| DE102012001945A1 (de) | 2012-02-02 | 2013-08-08 | Bernd Kunze | Verfahren zur Verarbeitung aluminiumhaltiger Rohstoffe |
| FI125026B (fi) | 2012-12-20 | 2015-04-30 | Outotec Finland Oy | Energian ja veden talteenotto painehapetuksen flash-astian höyrystä |
| RU2741030C1 (ru) * | 2020-07-28 | 2021-01-22 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии твердого тела Уральского отделения Российской академии наук | Способ переработки бокситов |
| CN112871963B (zh) * | 2021-01-08 | 2022-04-22 | 清华大学 | 赤泥改性及用于有机固废热解气化过程除焦脱硫的方法 |
| RU2752160C1 (ru) * | 2021-01-21 | 2021-07-23 | Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" | Способ гидрохимического обогащения высококарбонатных бокситов для производства глинозёма |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1132898B (de) * | 1957-03-19 | 1962-07-12 | Pechiney Prod Chimiques Sa | Verfahren und Vorrichtung zum kontinuierlichen Behandeln von festen Stoffen mit Fluessigkeiten |
| DE1202258B (de) * | 1960-11-14 | 1965-10-07 | Almasfuezitoei Timfoeldgyar | Verfahren zum Aufschliessen tonerdehaltiger Materialien, insbesondere Bauxit, mittels Natronlauge |
| FR1523304A (fr) * | 1967-03-20 | 1968-05-03 | Pechiney | Procédé de purification des solutions industrielles d'aluminate de sodium |
| FR2328660A1 (fr) * | 1975-10-21 | 1977-05-20 | Pechiney Aluminium | Perfectionnement a l'epuration de solutions en circulation dans le cycle bayer |
| FR2712275B1 (fr) * | 1993-11-09 | 1995-12-15 | Pechiney Aluminium | Procédé de traitement de bauxites contenant un mélange de trihydrate d'alumine et de monohydrate d'alumine. |
| FR2758544B1 (fr) * | 1997-01-22 | 1999-02-26 | Pechiney Aluminium | Procede ameliore de traitement de bauxites riches en monohydrate d'alumine |
| CN1323741A (zh) * | 2000-05-12 | 2001-11-28 | 张至德 | 氢氧化钠碱熔铝土矿制备氢氧化铝工艺 |
| US6814873B2 (en) * | 2002-07-22 | 2004-11-09 | Cytec Technology Corp. | Method of preventing or reducing aluminosilicate scale in a bayer process |
-
2002
- 2002-01-21 FR FR0200717A patent/FR2834979B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
2003
- 2003-01-17 ES ES03715018T patent/ES2240940T3/es not_active Expired - Lifetime
- 2003-01-17 AU AU2003219221A patent/AU2003219221B2/en not_active Ceased
- 2003-01-17 US US10/499,812 patent/US7217408B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2003-01-17 RU RU2004125578/15A patent/RU2305068C2/ru not_active IP Right Cessation
- 2003-01-17 EP EP03715018A patent/EP1467950B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 2003-01-17 UA UA20040806961A patent/UA79606C2/uk unknown
- 2003-01-17 DE DE60300579T patent/DE60300579D1/de not_active Expired - Lifetime
- 2003-01-17 WO PCT/FR2003/000139 patent/WO2003062147A1/fr not_active Application Discontinuation
- 2003-01-17 RS YUP-640/04A patent/RS50390B/sr unknown
- 2003-01-17 AT AT03715018T patent/ATE294140T1/de not_active IP Right Cessation
- 2003-01-17 CN CNB038025116A patent/CN1301906C/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2004125578A (ru) | 2005-06-10 |
| CN1301906C (zh) | 2007-02-28 |
| EP1467950A1 (fr) | 2004-10-20 |
| RS50390B (sr) | 2009-12-31 |
| ATE294140T1 (de) | 2005-05-15 |
| US20050123460A1 (en) | 2005-06-09 |
| AU2003219221B2 (en) | 2007-12-06 |
| CN1620405A (zh) | 2005-05-25 |
| FR2834979A1 (fr) | 2003-07-25 |
| RU2305068C2 (ru) | 2007-08-27 |
| DE60300579D1 (de) | 2005-06-02 |
| UA79606C2 (en) | 2007-07-10 |
| WO2003062147A1 (fr) | 2003-07-31 |
| EP1467950B1 (fr) | 2005-04-27 |
| US7217408B2 (en) | 2007-05-15 |
| RS64004A (en) | 2006-10-27 |
| FR2834979B1 (fr) | 2004-02-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ES2240940T3 (es) | Solubilizacion de los carbonatos por reciclaje de los condensados durante el ataque a presion de las bauxitas con monohidratos. | |
| US4634533A (en) | Method of converting brines to useful products | |
| ES2552629T3 (es) | Método para eliminar impurezas de condensado de gas de combustión | |
| GB482326A (en) | Improvements in or relating to the treatment of aluminous silicious material | |
| US20150086452A1 (en) | Process for manufacture of sodium hydroxide and sodium chloride products from waste brine | |
| SE508128C2 (sv) | Förfarande för framställning av lösningar av aluminiumsalt | |
| ES2638287T3 (es) | Procedimiento de producción de cloruro de sodio | |
| JP7422776B2 (ja) | 水酸化リチウムの回収 | |
| ES2390166A1 (es) | Procedimiento de tratamiento de salmuera. | |
| HU209267B (en) | Process for producing aluminium hydroxide from bauxite | |
| Duhaime et al. | Electrolytic process technologies for the production of primary magnesium | |
| CN208667120U (zh) | 蒸发和双流法溶出组成的混合工艺设备 | |
| US2947690A (en) | Heating of sea water for sulfur mining | |
| ES2282456T3 (es) | Agentes corretardantes para preparar salmuera purificada. | |
| CN103172090A (zh) | 用于生产碳酸氢钠的方法 | |
| RU2643675C1 (ru) | Способ переработки отработанной теплоизоляционной футеровки алюминиевого электролизера | |
| Slack | Calcium carbonate hexahydrate: Its properties and formation in lime-soda softening | |
| RU2333891C2 (ru) | Способ разложения бериллиевых концентратов | |
| ES2177350T3 (es) | Perfeccionamiento del procedimiento y de la cadena de ataque del mineral de bauxita segun el procedimiento bayer. | |
| ES2530274T3 (es) | Proceso para la producción de dióxido de cloro | |
| RU2284298C1 (ru) | Способ получения гранулированного хлорида кальция при комплексной переработке природных рассолов | |
| Golovnykh et al. | Physicochemical features of complex utilization of solid and liquid wastes of alumina production | |
| CA2360517C (en) | Carbon dioxide treatment of atmospheric cooling water | |
| ES2531879T3 (es) | Procedimiento para la descomposición hidroquímica en frío de aluminosilicato ácido de sodio | |
| US267743A (en) | Method of purifying natural waters for use in steam-boilers |