FR2491052A1 - Procede et dispositif de dissolution continue et de transformation plus poussee de l'aluminium dans les matieres premieres contenant de l'aluminium selon le procede bayer - Google Patents

Abstract

PROCEDE ET DISPOSITIF DE DISSOLUTION CONTINUE ET DE TRANSFORMATION PLUS POUSSEE DE L'ALUMINIUM DANS LES MATIERES PREMIERES CONTENANT DE L'ALUMINIUM SELON LE PROCEDE BAYER. SELON L'INVENTION, ON FAIT PASSER UNE FOIS OU PLUSIEURS FOIS DE FACON REPETEE UN OU PLUSIEURS COURANT(S) DE MATIERE ISOLE(S) ET RASSEMBLE(S) DE LA OU DES SOLUTION(S) LIQUIDE(S) ETOU DE LA PULPE EVENTUELLEMENT DE COURANT DE MATIERE GAZEUX QUI SE FORME A PARTIR DE VAPEUR D'EAU ETOU DE GAZ INERTE(S) ET OU D'AIR OU D'AIR COMPRIME A TRAVERS AU MOINS UN ELEMENT MELANGEUR STATIQUE; EVENTUELLEMENT ON LAISSE REPOSER DANS L'AUTOCLAVE ET EVENTUELLEMENT ON FAIT RECIRCULER APRES MELANGE ETOU REPOS DANS L'AUTOCLAVE UNE FOIS OU PLUSIEURS FOIS AU MOINS EN PARTIE, ET PENDANT LA SOLUBILISATION ON RECHAUFFE EN TOUT CAS UN COURANT DE MATIERE AU MOINS ISOLE OU MELANGE EN UNE OU PLUSIEURS ETAPE(S).

Description

La présente invention concerne un procédé et un dispositif de dissolution continue et de transformation plus poussée de l'aluminium dans les matières premières contenant de l'aluminium selon le procédé Bayer par le mélange statique des courants de matière apparus dans le procédé et leur réchauffement favorisé par le mélange statique.

Dans le procédé Bayer de préparation de l'alumine on mélange les minerais et matières premières contenant de l'aluminium (dont la teneur en aluminium est surtout faite d'oxyde d'aluminium et d'oxyde d'aluminium hydraté) en solution recirculant en cycle fermé avec des matières contenant de l'aluminate de sodium et de l'hydroxyde de sodium; ils forment donc une boue en circulation, et ils dissolvent la teneur du composé d'aluminium grâce au réchauffement de la boue en circulation dans l'aluminate de sodium. Le réchauffement peut s'effectuer dans des installations de pré-chauffage et p. ex. dans des autoclaves à serpentins et mélangeurs mécaniques; la boue en circulation séjourne plus longtemps dans ceux-ci et c'est pourquoi il apparaît une incrustation significative spécialement sur les surfaces de réchauffement.Avec l'écoulement continu des courants de matière mentionnés ci-dessus se produit dans le tube la solubilisation dans ce qu'on appelle le procédé de solubilisation. Les installations de solubilisation dans un tube sont connues d'après le brevet hongrois nO 149 514 ou le brevet allemand nO 1 920 222. Dans le procédé mentionné dans des descriptions il apparaît une incrustation dure et à peine enlevable par un moyen mécanique sur le côté de sédimentation de la colonne de distillation, pendant le réchauffement de la boue qui s'épaissit constamment, et qui diminue la surface de transfert de chaleur et qui diminue le coefficient de transfert thermique.

L'incrustation apparue doit être de temps en temps enlevée aussi bien de la série de réchauffeurs et d'autoclaves que de l'installation tubulaire de solubilisation. Ceci s'effectue par un arrêt de l'installation et un nettoyage (nettoyage mécanique ou traitement à l'acide) du réchauffeuo, de l'autoclave, du tube de distillation considéré ou d'une unité de solubilisation. Tout ceci entraîne une baisse de production, et d'importants coûts en matériel et en travail. Etant donné la moindre surface de transfert de chaleur et la baisse du coefficient de transfert thermique, et les unités en permanence à l'arrêt, il est nécessaire de faire fonctionner une installation plus importante que ce dont on aurait besoin, ce qui augmente les coûts d'investissement.

La teneur en oxyde d'aluminium se retrouvant dans la solution pendant la solubilisation se sépare sous forme d'alumine hydratée pendant l'agitation. Pour agiter on procède par un moyen mécanique', ou bien de façon correspondant à la nouvelle solution on introduit de l'air par en-dessous dans les récipients, air qui agite le contenu du récipient selon le principe de la pompe mammouth. Etant donné l'augmentation des prix de l'énergie, l'introduction d'air rend ce procédé d'agitation très coûteux.

Aux fins d'agitation et de transfert de chaleur on peut utiliser des mélangeurs statiques. Dans l'agitation statique, l'élément facilitant l'agitation se tient verticalement et les courants de matière s'écoulent de façon correspondante. Pour réaliser l'agitation statique, on connaît d'innombrables procédés et dispositifs.

Le brevet hongrois nO 149 940 décrit une installation qui mélange les flux de vapeur et de liquide qui s'écoulent au moyen d'une paroi de séparation déformée en spirale qui les partage en deux parties dans la direction d'écoulement. Cette solution n'est efficace que lorsqu'il y a mélange des phases gazeuses et liquides.

Dans une installation décrite dans le brevet américain nO 3 286 992, les courants de liquide qui se trouvent dans le tube sont obligés à suivre un mouvement perpendiculaire à l'axe du tube au moyen de parois de séparation déformées en spirale, introduites successivement dans le tube, partageant celui-ci en deux parties en direction axiale, dirigées de façon opposée l'une à l'autre. Les bords des parois de séparation qui s'agitent, déformées en spirale en sens opposé se trouvent l'un par rapport à l'autre sous un certain angle et la série des parois de séparation sépare toujours le tube en deux canaux de sections égales.

Selon les brevets américains nO 3 871 624 et 3 918 688 on a deux courants de matière en phase liquide qui s'écoulent par des canaux parallèles formés de parois de séparation de même longueur. Le tube se trouve dans le sens longitudinal et obstrué. Ce système de canal répartit constamment les courants de matière en plusieurs fractions et ainsi les mélanges.

Le procédé décrit dans les demandes de brevet hongroises MU-619 et MU-620 augmente et diminue la vitesse des courants de matière opposés de façon variable les uns aux autres et les met en contact par intervalle les uns avec les autres.

Naturellement, les divers accessoires et garnitures de la canalisation, p ex. les coudes, soupapes, etc, développent également dans l'ensemble un effet significatif de mélange, mais ils ne sont pas considérés comme des éléments d'agitation statiques.

L'invention répond donc au besoin de créer un procédé et un dispositif dans lesquels l'incrustation sur les surfaces de transfert de chaleur peut être diminuée ou évitée et où le transfert de chaleur est nettement amélioré. Il s'ensuit que les coûts d'investissement de l'installation sont plus faibles et que le fonctionnement est nettement moins coûteux. L'objectif de l'invention est en outre d'acquérir un tel procédé et une telle installation, permettant d'effectuer l'agitation à plus bas coût.

Le procédé et le dispositif se fondent sur la découverte selon laquelle en utilisant les éléments statiques dans les courants de matière, on peut produire une agitation puissante, qui entraîne l'effet surprenant d'après lequel les matières qui se séparent grâce au réchauffement ne se déposent pas sur la surface de transfert de chaleur, mais progressent avec les courants de matière et, étant donné le mélange sur la paroi de transfert de chaleur et l'absence d'incrustations, le transfert de chaleur à travers la paroi augmente et reste constant par unité de temps. De façon inattendue, la concentration de la boue agitée en circulation dans le tube ou l'autoclave, etc, peut être augmentée et presque doublée.Le traitement du produit solide par les éléments mélangeurs aide les particules à se rencontrer et étant donné l'énergie mécanique produite par ce choc, il se forme ce qu'on appelle des taches actives dans les particules, qui aident à la réaction chimique désirée. De façon surprenante, l'endroit où se déposent les silicates, et leur quantité, peuvent aussi être réglés par l'utilisation d'éléments statiques.

Pour résoudre le problème posé ci-dessus, il est proposé selon l'invention que les courants de matière isolés et/ou réunis, se trouvant en phase gazeuse dans la ou les solution(s) et/ou boue(s) en circulation en phase liquide et éventuellement dans la vapeur et/ou le gaz inerte et/ou l'air ou l'air comprimé soient conduits une fois ou plusieurs fois de façon répétée à travers les éléments mélangeurs statiques; que le cas échéant on les maintienne dans le récipient, et que le cas échéant, après agitation et/ou maintien dans le récipient, on les fasse recirculer une fois ou de façon répétée au moins en partie, et que, pendant la solubilisation, on réchauffe. en tout cas un courant de matière isolé ou réuni en une ou plusieur étapes.

Selon un mode de réalisation du procédé de l'invention, on laisse le ou les courant(s) de matière isolé(s) ou rassemblés s'écouler, se mélanger et éventuellement se réchauffer grâce à au moins un espace de partage, limité par une ou des paroi(s), avec une paroi de séparation, le cas échéant divisé par la paroi d'agitation. Pendant ce temps ou peut procéder de manière que les courants de matière isolés et/ou le courant de matière rassemblé s'écoulent parallèlement dans la même direction. On exécute le procédé de l'invention de façon correspondante, lorsqu'on laisse les courants de matière isolés et/ou les courants de matière rassemblés, au moins en partie, s'écouler à travers le tube, se mélanger et le cas échéant se réchauffer.Pendant ce temps on peut procéder de manière que les courants de matière isolés et/ou le courant de matière rassemblé s'écoulent, se mélangent et le cas échéant se réchauffent le long d'un parcours déterminé avec une ou des paroi(s) de séparation, de la ou des parois qui, le cas échéant, entrent au moins en partie en contact avec lui (eux) ou à travers un tube divisé en deux parties dans le sens longitudinal.

De façon correspondant à un mode opératoire intéressant du procédé selon l'invention, on modifie la vitesse d'écoulement du ou des plusieurs courants de matière isolés qui s'écoulent parallèlement les uns aux autres dans la même direction et/ou d'un courant de matière rassemblé opposé de façon variable, les courants de matière isolés divisés par une paroi de séparation en au moins deux fractions et/ou le courant de matière divisé au moins en deux parties par une paroi de séparation entrant en contact les uns avec les autres à des étapes diverses de la modification de vitesse, et le cas échéant un flux est engendré ou sa vitesse d'écoulement et/ou sa direction est modifiée par un ou plusieurs courant(s) de matière isolé(s) ou rassemblé(s).

Pendant ce temps, on peut également procéder de manière à opposer alternativement au moins la vitesse du courant de matière (des courants de matière) avec la phase gazeuse, en mettant en contact l'un avec l'autre en plusieurs étapes données au moins deux courants de matière différents séparés par une ou plusieurs parois de séparation et/ou réunis, et en faisant s'écouler le ou les courants de matière isolés et/ou rassemblés de la ou des solution(s) et/ou de la ou des boue(s) qui s'écoule(nt) de la phase liquide avec un ou plusieurs (courant(s) de matière de la phase gazeuse et/ou en modifiant leur vitesse et/ou direction d'écoulement, et le cas échéant en accélérant par étapes le ou les courant(s) de matière pénétrant dans l'espace de partage limité par une ou des paroi(s) et divisé au moins par une paroi de séparation et/ou en retardant par étapes le ou les courant(s) de matière qui sortent.

De façon correspondant à l'autre variante du procédé selon l'invention, se développe un flux en un ou plusieurs courants isolé(s) et/ou réuni(s), au moins dans une partie du stade de vitesse opposé de façon variable, s'écartant de la direction du flux principal, dans le cas limite presque perpendiculaire. Ce flux peut également se développer de manière qu'on fasse s'écouler par voie de contrainte le ou les courants de matière isolé(s) ou réuni(s) sur la convexité de la ou des parois(s) de séparation.

Dans un autre mode de réalisation du procédé selon l'invention, on sépare en fractions le ou les courant(s) de matière isolés et/ou rassemblés, séparés par une ou plusieurs parois de séparation, au moyen de la ou des arête(s) qui se trouve(nt) dans les discontinuités de la ou des paroi(s) de séparation, qui sont opposées au flux, et éventuellement réglée(s) par rapport à la ou aux fermeture(s) de la ou des paroi(s) précédentes.

Dans le cas d'un tel mode de réalisation du procédé selon l'invention, où des courants de matière s'écoulent en phase gazeuse et liquide, ces courants de matière sont séparés au moyen d'une ou de plusieurs paroi(s) de séparation, ou progressent ensemble avec un angle d'au moins 300, au mieux 450.

L'essentiel de l'installation constituée d'un échangeur de chaleur avec réchauffeur et autoclave pour la série de solubilisations, de l'installation avec récipients et/ou unité d'agitation selon l'invention tient à ce qu'on trouve un ou plusieurs'élément(s) de mélange statique(s) au moins dans une partie de l'échangeur de chaleur tubulaire ou de l'échangeur de chaleur tubulaire et/ou de l'autoclave (ou des autoclaves) et/ou de la ou des unité(s) d'agitation, le ou les élément(s) de mélange statique(s) contenu(s) dans un ou plusieurs autoclaves et/ou un ou plusieurs autres récipients ayant le cas chéant en contact avec eux une ou des paroi(s) délimitant la portion d'espace le cas échéant au moins de trois côtés.

Dans une variante de l'installation selon l'invention, le ou les récipients sont des autoclaves qui disposent d'un ou de plusieurs éléments mélangeurs statiques.

Dans une autre variante de l'installation selon l'invention, le ou les récipients sont des tubes, qui disposent d'un ou de plusieurs éléments mélangeurs statiques.

Dans une variante de l'installation selon l'invention, le ou les élément(s) mélangeur(s) est(sont) une ou des paroi(s) délimitant la portion d'espace, le cas échéant la ou les paroi(s) de séparation par contact.

Dans une variante intéressante de l'installation, on trouve une portion d'espace délimitée au moins de trois côtés à l'intérieur du ou des autoclave(s) et/ou vase(s) de réaction d'agitation et/ou autre(s) récipient(s) avec la ou les paroi(s) de délimitation qui se-trouvent autour de l'axe longitudinal, ou à l'intérieur du ou des échangeur(s) de chaleur par rapport à l'axe longitudinal et/ou dans un plan (a-b) quelconque choisi au préalable passant par l'axe longitudinal, ou disposé de façon variable par rapport à la ou aux paroi(s) de délimitatiDn autour de l'axe longitudinal, au moins en partie avec un angle variable aigu ou obtus le cas échéant en triangle et le cas échéant avec une ou plusieurs paroi(s) de séparation munie(s) de discontinuité(s) modifiable(s), par rapport à leur(s) élément(s) de paroi, le cas échéant à l'endroit de l'entrée d'une ou de plusieurs paroi(s) de séparation et/ou de délimitation de courants de matière isolés et/ou réunis, rétrécies par étapes, à l'endroit de la sortie d'une ou de plusieurs paroi(s) de délimitation s'élargissant par étapes, ainsi qu'avec des parois de séparation et de délimitation, ainsi que le cas échéant avec des espaces s'élargissant ou se rétrécissant de façon variable, au moins en coupe dans le sens de l'axe longitudinal, délimités par une ou des paroi(s) de séparation.

Dans une variante de l'installation selon l'invention, la ou les paroi(s) de séparation possède(nt) une ou plusieurs discontinuité(s).

Dans une autre variante intéressante de l'installation selon l'invention, il y a une ou plusieurs paroi(s) de séparation en spirale avec un angle aigu ou obtus variable par rapport à l'axe longitudinal, toujours variable par rapport au plan (a-b) quelconque choisi cidessus passant par l'axe longitudinal.

Dans une variante de l'installation selon l'invention on trouve la ou les paroi(s) de séparation suivante(s), tournant de façon opposée l'une à l'autre, se suivant l'une l'autre et le cas échéant tournant par rapport à l'extrémité terminale de la paroi de séparation précédente d'un angle donné en passant par le bord d'attaque.

Dans une autre variante du procédé selon l'invention, le ou les axe(s) longitudinal (longitudinaux) de la ou des paroi(s) de séparation entourant la partie d'espace au moins en partie au moins de trois côtés forme(nt) par rapport à l'horizontale un angle de 300, au mieux 450.

Dans une autre variante intéressante de l'installation selon l'invention, les surfaces ou échangeur de chaleur sont munis d'éléments mélangeurs statiques variables, couplés en série, et le ou les autoclave(s) et/ou tube(s) sont munis d'éléments statiques, le cas échéant d'une ou de plusieurs paroi(s) s'élargissant et/ou se rétrécissant par étapes, et le cas échéant formé(s) d'un ou de plusieurs tube(s) rattaché(s) à une partie de l'échangeur à lamelles ou tubulaires au moins dans une partie du ou des autoclave(s) et/ou du ou des tube(s), et/ou reliant au moins une partie des autoclaves successifs, l-e cas échéant un ou plusieurs tube(s) de recyclage muni(s) d'éléments mélangeurs statiques, et avec le ou les autoclave(s) et/ou tube(s) et échangeur(s) de chaleur disposés en série.

La figure 1 montre les diverses variantes de l'installation selon l'invention en coupe ou dans un montage en bloc sur la figure. Dans la figure 1,-le tube 1 est ou bien une partie de l'installation de solubilisation, ou bien une partie de l'échangeur de chaleur, etc. A l'intérieur du tube,la correspond par exemple aux éléments mélangeurs statiques selon les brevets américains nO 871624 et 3 918 688, lb aux éléments mélangeurs statiques selon le brevet américain nO 3 286 992, Ic aux éléments mélangeurs statiques selon les demandes de brevet hongrois nO Mg-620 et MU-619, une partie de ces dernières concernant la paroi de séparation.

Dans le tube (1) s'étendant de bas en haut à l'intérieur de l'autoclave 2 ou du vase de réaction d'a- gitation dans la figure 2 se trouvent les éléments mélangeurs statiques la, lb ou lc, ou d'autres, et en-dessous se trouve une tubulure (4) pour l'introduction de la lessive ou pulpe d'aluminate dans l'autoclave 2 à la tubulure 3 pour l'introduction de gaz, de vapeur ou de pulpe et une tubulure (5) comme canalisation de départ et au-dessus se trouve la tubulure (6) pour l'évacuation du gaz.

On peut également utiliser dans l'autoclave (2) plusieurs tubes (1) avec les éléments la, 7b ou lc qu'ils contiennent. La paroi de délimitation (1) tout autour de l'axe longitudinal vertical dans la figure 3 a une coupe circulaire, et les parois de séparation (7) ferment par rapport à l'axe longitudinal, p. ex. alternativement à un angle aigu (lapha) et un angle obtus (bêta) avec les piliers (AB). Dans la variante selon l'exemple, alpha et bêta forment des angles complémentaires.La portion d'espace (I) se rétrécit dans la direction de l'axe longitudinal (donc dans la direction du pilier AB), cependant la portion d'espace (II) s'élargit simultanément, la portion d'espace (III) de coupe circulaire est limitée par la paroi de séparation (I) de même section, la portion d'espace (IV) s'élargit dans le sens de l'axe longitudinal, afin que simultanément la portion d'espace (V) se rétrécisse. Par conséquent, la portion d'espace (I) et celles qui suivent (IV et VII) ou les portions d'espace (II-V-VIII), etc, se rétrécissent et s'élargissent alternativement, mais de la même manière, les portions d'espace (I) et (II) ou (IV) et (V), etc, se rétrécissent et s'élargissent alternativement.Cependant, on a également une variante de l'installation selon l'invention lorsque les portions d'espace (I, IV, VII, etc) se rétrécissent ou s'élargissent alternativement, la section des parties d'espace (II, V, VIII, etc) restant à chaque fois constante. Les parois de séparation dans la figure 7 peuvent également être considérées comme une paroi de séparation unique qui présente une discontinuité aux endroits notés 10. Dans cette figure, "A" représente l'introduction d'un milieu et "B" celle du deuxième. Les parois de délimitation 8 forment un espace resserré favorable au mélange, et on a ici un espace qui se resserre à l'introduction de A et de B, et qui accélère les milieux par étapes.Les parois de délimitation 9 forment un diffuseur et il apparaît ainsi à l'endroit du retrait du milieu AB mélangé un espace qui ralentit par é tapes le milieu AB.

Les parois de séparation 7 dans la figure 4 tournent autour de l'axe qui s'écarte d'un certain angle de l'axe longitudinal, et c'est pourquoi elles déterminent un angle constamment variable par rapport au plan quelconque (a-b) passant par l'axe longitudinal, déterminé d'avance. Lesparois de séparation 7 qui se suivent l'une l'autre tournent en sens contraire les unes par rapport aux autres, et par rapport à l'extrémité d'une ou de chaque paroi de séparation 7 le début de la paroi de séparation 7 suivante est tordu d'un certain angle.

Dans la figure 5, Il décrit l'échangeur de chaleur par récupération et 12 l'échangeur de chaleur chauffé avec la vapeur fraîche. A partir de l'échangeur de chaleur 12, la pulpe réchauffée s'écoule dans le ou les autoclave(s) 13, qui peut (peuvent) également jouer le rôle de récipient(s). Après l'autoclave 13, la pulpe se refroidit dans un ou plusieurs vase(s) d'expansion. La chaleur ainsi produite est utilisée au moyen des échangeurs de chaleur par récupération 11. Les éléments mélangeurs la, lb et îc peuvent également être utilisés dans la partie tubulaire entre l'échangeur de chaleur 12 et l'autoclave 13.

Pendant le fonctionnement de l'installation selon l'invention, l'installation et ses éléments n'effectuent aucun mouvement en-dehors du mouvement connu des machines d'alimentation. A travers les parties de l'installation munies d'éléments statiques s'écoulent deux ou plusieurs courants de matière, représentés par A et B dans la 'figure, mais A et B peuvent également appartenir au meme courant de matière, qui diffèrent l'un de l'autre tout au plus par une propriété physique quelconque (p. ex. la température), mais qui peuvent, p. ex. dans le cas d'un échange de chaleur par la paroi, appartenir de tous les points de vue au même courant de matière.Les courants de matière A et
B se déplacent dans les portions d'espace de l'installation montrés dans la figure et correspondant à la direction des piliers et leur mouvement en avant se prolonge encore sur les éléments mélangeurs statiques, après quoi s'écoule un milieu AB entièrement mélangé ou modifié dans ses propriétés physiques ou chimiques.

Exemple I
Dans le tube selon la figure 1 on introduit une pulpe de lessive de bauxite-aluminate. Par conséquent, c'est une bouillie de même composition et de mêmes propriétés physiques qui pénètre en direction des piliers A et B.

Les éléments statiques la, lb et lc peuvent se différencier l'un de l'autre selon les notations de la figure, mais ils peuvent correspondre aux éléments la, lb ou lc selon la figure 4. Pendant l'écoulement, la pulpe est réchauffée dans la partie de tube représentée à une température de 195-2000C en partant de 81-850C. On atteint un coefficient de K = 3000 - 3500 Kcal/m2 h OC pour le transfert de chaleur dans la partie de tube représentée et on n'observe, pendant un fonctionnement constant (5 à 6 semaines), aucun dépôt provenant de précipitations, ni sur les éléments statiques, ni sur la paroi du tube.

Sans application des éléments mélangeurs statiques la, 7b, lc ou du type habituel de ce genre correspondant à la figure 4 selon l'invention, la valeur de départ de K = 700 - 800 Kcal/m2 hOC s'abaisse en 20 jours à K = 500 Kcal/m2 hbC à la suite du dépôt formé dans le tube. Ce dépôt s'enlève de façon classique après démontage de l'installation avec un mélange d'acide, ce qui provoque un àrrêt de fonctionnement de 2 à 3 jours.

Exemple 2
Dans l'autoclave selon la figure 2, où l'on ne trouve ni élément mélangeur mécanique, ni échangeur de chaleur tubulaire, on introduit une vapeur surchauffée à une température de 3500C par la tubulure 3. Par la tubulure 6 qui se trouve en haut sur l'autoclave s'écoule une vapeur à une température de 3500C. La vapeur introduite s'écoule dans le tube 1 à l'intérieur de l'autoclave. La vapeur qui s'écoule vers le haut porte également la pulpe qui se trouve dans l'autoclave en un flux vers le haut et pendant l'agitation qui intervient immédiatement et sur une grande surface, la pulpe est réchauffée par la vapeur à une température de 200 C.

Si l'on n'utilise pas les éléments mélangeurs statiques, il faut installer dans l'autoclave un serpentin ayant une surface de 130 m2 et, pour agiter, un dispositif de mélange mécanique d'une puissance de 15 kW.

Exemple 3
On fait avancer la pulpe formée et dont la silice a été éliminée, au moyen d'une pompe à piston ou à membrane d'une puissance de 300 m3/h et sous une pression de 65-85 bar verts l'unité de réchauffage. Les réchauffeurs sont des échangeurs de chaleur construits selon le principe "tubedans-tube" où sont disposés des éléments mélangeurs statiques.

La partie récupération des réchauffeurs est actionnée par le distillat de vapeur chaude qui se libère pendant la dilatation de la pulpe réchauffée.

La température de la récupération s'élève à 195-2000C.

Après les échangeurs de chaleur par récupération, la pulpe est réchauffée par des échangeurs de chaleur du méme type chauffés avec de la vapeur fraîche à la température finale nécessaire de 240-2500C. La pression de vapeur nécessaire à cet effet s'élève à 36-40 bar.

On introduit la pulpe réchauffée sans utiliser les éléments mélangeurs dans l'unité d'autoclave où la solubilisation se déroule. Dans la solution correspondant à l'e- xemple donné, il faut maintenant un autoclave au lieu de l'unité d'autoclave. Avant l'autoclave, la batterie mélangeuse statique garantit l'élévation de la vitesse de réaction. L'autoclave ne dispose d'aucun chauffage intérieur, et c'est pourquoi le dépôt cesse sur les surfaces de chauffe. Le r81e de l'autoclave est de garantir le temps de séjour pour que la réaction soit plus complète. Dans l'unité de dilatation après l'autoclave, la pulpe se refroidit. il suffit d'un arrêt de fonctionnement au bout de 1 à 2 ans pour effectuer l'enlèvement des dépôts sur la paroi du revêtement.La durée de fonctionnement pour la surface de chauffage interne à 4 à 5 mois, après quoi il faut nettoyer l'installation.

Exemple 4
La pulpe est contenue dans les vases réactionnels d'une entreprise moderne ayant une capacité annuelle de 200-300 Nm3/h. Pour garantir un air de 1 Nm3 avec une pression de 4 à 5 bar, on consomme une quantité d'électricité de 0,09 kWh, ctest-à-dire 18 à 27 kWh au total.

Cette quantité d'électricité tombe à environ la moitié lorsqu'on utilise le travail de la pompe de la solution selon la figure. Le liquide passe alors par les tubulures 3 et les éléments mélangeurs la, lb et lc disposés dans le tube 1, où p. ex. les éléments selon la figure 4 aident à remuer.

Le mode d'application du procédé et de l'installation selon l'invention est éclairci à l'aide des exemples. De nombreux modes de réalisation sont cependant possibles. C'est pourquoi l'applicabilité du procédé et de l'installation ne se limite surtout pas aux modes de réalisation précis'és à l'aide des exemples et dans les figures.

Les données communiquées font également apparature que le procédé et l'installation de l'invention sont plus avantageux et moins coûteux que les modes de solubilisation et de traitement de l'alumine selon le procédé Bayer connu jusqutici. Dans son application on a un transfert de chaleur toujours croissant étant donné le coefficient de transfert de chaleur K plus élevé dû à ce que les dépôts sont entièrement évités ou au moins notablement diminués. C'est pourquoi pour obtenir le même résultat il suffit d'avoir une longueur de tuyauterie plus faible ou une surface d'agitation plus petite et moins d'électricité. On économise en- partie ou entièrement les besoins en produits chimiques aux fins de traitement avec les acides et le déficit de production, et la durée de vie de l'installation augmente à la suite de l'abandon du traitement aux acides.

Claims (21)

REVENDICATIONS

1) Procédé de solubilisation continue de matières premières contenant de l'aluminium selon le procédé Bayer, par mélange en une ou plusieurs étapes de la ou des solution(s) et éventuellement des courants de matière s'écoulant comme de l'eau et/ou de solutions de la ou des matière(s) première(s) contenant des additifs et ayant une certaine teneur en aluminium et éventuellement en additifs de lessive solide d'aluminate de sodium, par réchauffement au moins en partie, pendant l'écoulement, au moins en une étape d'un ou de plusieurs courant(s) de matière isolé(s) et/ou réuni(s), tantôt éventuellement en le ou les maintenant chaud(s) entre ou après les réchauffements et par un mode de traitement ultérieur connu du mélange thermiquement traité à la suite du réchauffement, caractérisé en ce qu'on fait passer une fois ou plusieurs fois de façon répétée un ou plusieurs courant(s) de matière isolé(s) et/ou rassemblé(s) de la ou des solution(s) liquide(s) et/ou de la pulpe éventuellement de courant de matière gazeux qui se forme à partir de vapeur d'eau et/ou de gaz inerte(s) et ou d'air ou d'air comprimé à travers au moins un élément mélangeur statique, en ce qu'éventuellement on laisse reposer dans l'autoclave et éventuellement en ce qu'on fait recirculer après mélange et/ou repos dans l'autoclave une fois ou plusieurs fois au moins en partie, et en ce que pendant la solubilisation on réchauffe en tout cas un courant de matière au moins isolé ou mélangé en une ou plusieurs étapes.

2) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on fait passer, en ce qu'on agite et éventuellement en ce qu'on réchauffe, un ou plusieurs courant(s) de matière isolé(s) ou mélangé(s) à travers une portion d'espace divisée au moyen d'une ou de plusieur paroi(s) de délimitation, au moyen d'une paroi de séparation mise en contact au moins le cas échéant avec une paroi de délimitation.

3) Mode de réalisation du procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'on fait s'écouler en parallèle le ou les courant(s) de matière isolé(s) ou mélangé(s).

4) Mode de réalisation du procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on fait s'écouler, en ce qu'on mélange et éventuellement en ce qu'on réchauffe au moins en partie dans le tube un ou des courant(s) de matière isolé(s) ou mélangé(s).

5) Mode de réalisation du procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'on fait s'écouler, en ce qu'on mélange et en ce qu'on réchauffe le ou les courant(s) de matière isolé(s) ou mélangé(s),à travers un parcours donné avec la ou les paroi(s) de délimitation le cas échéant éventuellement la ou les paroi(s) de séparation au contact ou un tube divisé dans sa plus grande longueur au moins en deux parties.

6) Mode de réalisation du procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'on modifie de façon variable la vitesse d'écoulement d'un ou plusieurs courant(s) de matière isolé(s) et/ou mélangé(s) se déplaçant parallèlement l'un par rapport à l'autre dans un sens contraire où l'on met en mouvement 1 'un par rapport à l'autre les courants de matière qui s'écoulent à travers deux au moins deux portions d'espace séparées au moyen d'une ou de plusieurs paroi(s) de séparation et éventuellement en ce qu'on fait se déplacer plus avant un ou plusieurs courant(s) de matière isolé(s) et/ou mélangé(s) en faisant s'écouler un ou plusieurs autre(s) courant(s) de matière isolé(s) et/ou mélangé(s), ou en ce qu'on modifie la vitesse et/ou la direction de ces flux.

7) Mode de réalisation du procédé selon l'une selon l'une quel- conque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on modifie de façon variable au moins la vitesse d'écoulement du ou des courant(s) de matière l'un par rapport à l'autre, en ce qu'on met en contact l'un avec l'autre les deux courants de matière isolés et/ou mélangés séparés par une ou plusieurs paroi(s) de séparation dans les diverses étapes données de la modification de vitesse et en ce qu'on fait continuer de s'écouler les courants de matière liquides isolés et/ou mélangés de la ou des solution(s) et/ou de la ou des pulpe(s) en faisant passer un ou plusieurs courant(s) de matière gazeux et/ou en ce qu'on modifie leur vitesse et/ou direction d'écoulement et éventuellement en ce qu'on accélère par étapes le ou les courant(s) de matière entrant dans la portion d'espace délimitée au moyen d'une ou de plusiéurs paroi(s) de délimitation et divisée au moins par une paroi de séparation et/ou en ce qu'on fait couler par étapes le ou les courant(s) de matière qui sortent.

8) Mode de réalisation du procédé selon les revendications 6 ou 7, caractérisé en ce qu'on engendre un flux s'écartant de la direction principale d'écoulement, dans le cas extrême s'approchant de la perpendiculaire, au sein d'un ou de plusieurs courant(s) de matière isolé(s) et/ou mélangé(s) au moins dans une partie d'étape de la modification de vitesse apportée de façon variable en sens inverse.

9) Mode de réalisation du procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que le ou les courant(s) de matière isolé(s) et/ou mélangé(s) s'écartent de la direction principale d'écoulement, dans le cas extrême approchent de la perpendiculaire, avec circulation forcée sur les courbures de la ou des paroi(s) de séparation qui divise(nt) le flux.

10) Mode de réalisation du procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le ou les courant(s) de matière isolé(s) et/ou mélan- gé(s), séparé(s) au moyen d'une ou de plusieurs paroi(s) de séparation est (sont) divisé(s) par le ou les bord(s) sur les discontinuités de la ou des paroi(s) de sépara tion, opposé(s) à la direction de l'écoulement, éventuellement torduts)par rapport à l'extrémité de la paroi de séparation voisine précédente.

11) Mode de réalisation du procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on fait s'écouler les courants de matières gazeux ou liquides à travers une ou plusieurs paroi(s) de séparation, séparés ou ensemble, au moins sous un angle de 300, de préférence de 450, par rapport à l'horizontale.

12) Installation avec échangeurs de chaleur et récipients de séjour provenant d'une unité de solubilisation avec réchauffeurs et autoclaves et/ou installation avec récipients de réaction d'agitation pour réaliser le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisée en ce qu'au moins dans une partie du ou des échangeur(s) de chaleur tubulaire(s) et/ou du ou des autoclave(s) et/ou récipients de réaction d'agitation est ou sont disposé(s) un ou plusieurs élément(s) mélangeur(s) statique(s),où le ou les élément(s) mélangeur(s) statique(s) à l'intérieur du ou des autoclave(s) et/ou du ou des autres récipients de séjour dispose(nt) d'une ou de plusieurs paroi(s) de délimitation éventuellement en contact avec eux, la portion d'espace étant le cas échéant au moins en partie entourée de trois côtés.

13) Mode de réalisation de l'installation selon la revendication 12, caractérisé en ce que le ou les récipient(s) de séjour et le ou les autoclave(s) dispose(nt) d'un ou de plusieurs élément(s) mélangeur(s) statique(s).

14) Mode de réalisation de l'installation selon la revendication 12, caractérisé en ce que le ou les récipient(s) de séjour et le ou les tube(s) dispose(nt) d'un ou de plusieurs élément(s) mélangeur(s) statique(s).

15) Mode de réalisation de l'installation selon la revendication 14, caractérisé en ce que le ou les élément(s) mélangeur(s) statique(s) est (sont) une ou plusieurs paroi(s) de séparation éventuellement en contact avec la ou les paroi(s) de délimitation délimitant la portion d'espace.

16) Mode de réalisation de l'installation selon les revendications l?-l5, caractérisé en ce qu'il y a dans la portion d'espace entourée au moins en partie par une ou plusieurs paroi(s) de délimitation au moins de trois côtés à l'intérieur du ou des autoclave(s) et/ou récipient(s) de réaction d'agitation et/ou autre(s) récipient(s) de séjour avec un angle aigu ou obtus au moins en partie variable par rapport à l'axe longitudinal et/ou à un plan (a-b) quelconque, choisi au préalable, passant par l'axe longitudinal du ou des tube(s) de l'échangeur de chaleur, éventuellement fermant de façon variable et éventuellement une ou des paroi(s) de séparation et partie(s) de paroi de séparation disposant de discontinuités modifiables, éventuellement une ou des paroi(s) de séparation et/ou de délimitation se rétrécissant par étapes à l'endroit de pénétration des courant(s) de matière isolé(s) et/ou mélangé(s), une ou plusieurs paroi(s) de délimitation s'élargissant par étapes à l'endroit de leur sortie, ainsi que des espaces entourés par une ou plusieurs paroi(s) de délimitation et une ou plusieurs paroi(s) de délimitation avec une section s'élargissant au moins en partie de façon en partie modifiable ou se rétrécissant dans le sens longitudinal.

17) Mode de réalisation de l'installation selon l'une quelconque des revendications 12-16, caractérisé en ce que la ou les paroi(s) de séparation dispose-nt) d'une ou de plusieurs discontinuité(s).

18) Mode de réalisation de l'installation selon l'une quelconque des revendications 12-17, caractérisé en ce que la ou les paroi(s) de séparation disposée(s) avec un angle variable obtus ou aigu par rapport à l'axe longitudinal, avec un angle constamment variable par rapport au plan (a-b) quelconque, passant par l'axe longitudinal, préalablement choisi, est ou sont de forme tordue.

19) Mode de réalisation de l'installation selon la revendication 18, caractérisé en ce qu'il comporte une ou plusieurs paroi(s) de séparation successives tordue(s) en sens contraire les unes par rapport aux autres, à la suite les unes des autres et éventuellement disposées de façon tordue avec un certain angle par rapport à l'extré- mité de la paroi de séparation voisine précédente.

20) Mode de réalisation de l'installation selon l'une quelconque des revendications 12-19, caractérisé en ce que l'axe longitudinal de la ou des paroi(s) de délimitation entourant au moins en partie la portion d'espace au moins de trois côtés est (sont) par rapport à l'horizon- tale avec un angle d'au moins 300, de préférence 450.

21) Mode de réalisation de l'installation selon l'une quelconque des revendications 12-20, caractérisé en ce qu'il y a des échangeurs de chaleur à parois ou tubulaires munis d'éléments mélangeurs statiques en série modifiables, et avec le cas échéant un ou des autoclave(s) et/ou tube(s) muni(s) d'éléments mélangeurs statiques munis d'une ou de plusieurs paroi(s) de délimitation se rétrécissant et/ou s'élargissant par étapes et le cas échéant un ou plusieurs tube(s) assurant un passage en retour à partir d'une partie de l'échangeur de chaleur plat ou tubulaire vers le ou les autoclave(s) et/ou le ou les tubes de séjour et/ou reliant au moins une partie des autoclaves, éventuellement avec un ou plusieurs tube(s) de reflux munis d'éléments mélangeurs statiques et avec le ou les autoclave(s) et/ou tube(s) et/ou machines à faire progresser disposées en série dans le ou les échangeur(s) de chaleur.