FR2860782A1 - Procede pour reduire l'encrassement des echangeurs thermiques d'un circuit bayer - Google Patents
Procede pour reduire l'encrassement des echangeurs thermiques d'un circuit bayer Download PDFInfo
- Publication number
- FR2860782A1 FR2860782A1 FR0311909A FR0311909A FR2860782A1 FR 2860782 A1 FR2860782 A1 FR 2860782A1 FR 0311909 A FR0311909 A FR 0311909A FR 0311909 A FR0311909 A FR 0311909A FR 2860782 A1 FR2860782 A1 FR 2860782A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- liquor
- calcium
- based compound
- process according
- sodium aluminate
- 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.)
- Granted
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
- C01F7/04—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
- C01F7/0606—Making-up the alkali hydroxide solution from recycled spent liquor
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Geology (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
Abstract
Procédé Bayer de production de trihydrate d'aluminium comportant:a) une étape de broyage (B) de la bauxite (10);b) une étape d'attaque (A) de ladite bauxite par une liqueur d'aluminate de sodium;c) une étape de séparation liquide-solide (C et F);d) une étape de décomposition (D) de la dite liqueur d'aluminate sursaturée;e) après séparation du trihydrate d'alumine précipité (30), une étape de concentration (E) par évaporation de ladite liqueur d'aluminate de sodium pour la recycler en tant que liqueur d'attaque;ledit procédé étant caractérisé en ce qu'on introduit dans ladite liqueur d'aluminate de sodium un composé à base de calcium (11, 111, 11', 111') appartenant au groupe regroupant la chaux et les aluminates tricalciques, l'introduction dudit composé à base de calcium étant effectuée dans ladite liqueur d'aluminate de sodium entre sa sortie de la chaîne de décomposition et son mélange avec la bauxite broyée, en amont d'un échangeur de chaleur.
Description
PROCEDE POUR REDUIRE L'ENCRASSEMENT DES ECHANGEURS THERMIQUES
D'UN CIRCUIT BAYER
DOMAINE TECHNIQUE
La présente invention concerne un procédé permettant de réduire l'encrassement des échangeurs thermiques du circuit d'attaque de la chaîne Bayer. Elle concerne plus particulièrement la réduction du volume des dépôts siliceux dans les échangeurs de chaleur sur la liqueur d'aluminate avant que lo celle-ci ne soit dirigée vers l'attaque de la bauxite: évaporateurs et autres échangeurs thermiques traitant la liqueur seule, en particulier avant son mélange avec la bauxite. Les échangeurs qui permettent d'échauffer jusqu'à la température d'attaque la suspension résultant du mélange de la bauxite broyée avec la liqueur d'aluminate (teneur en matière sèche typiquement supérieure 50 g/1) ne sont donc pas concernés.
ETAT DE LA TECHNIQUE
Le procédé Bayer est un procédé bien connu de production de trihydrate d'aluminium. II comporte une étape de broyage - en général humide - de la bauxite, éventuellement une étape de dessilicatation, puis une étape d'attaque de ladite bauxite par une liqueur sodique à forte concentration caustique, typiquement une liqueur d'aluminate de sodium, que nous appellerons par la suite liqueur d'attaque. L'attaque conduit à la formation d'une suspension qui, après dilution, est décantée et filtrée pour séparer les résidus insolubles de la liqueur d'aluminate de sodium. Cette dernière, sursaturée en alumine, est alors décomposée en présence d'amorce pour former des précipités de trihydrate d'alumine puis, après séparation du trihydrate d'alumine précipité, concentrée par évaporation pour augmenter sa concentration caustique et recyclée en tant que liqueur d'attaque.
2860782 2 Il est bien connu que les conditions de l'attaque de la bauxite sont à adapter d'une part selon le degré d'hydratation et la structure minéralogique de l'alumine contenue dans le minerai et d'autre part selon la nature et la teneur des impuretés (notamment silice, oxydes de fer et titane) présentes dans ladite bauxite. Les rendements d'extraction de l'alumine solubilisable dans la liqueur d'attaque, exprimés en proportion du trihydrate d'alumine contenu dans le minerai, peuvent dépasser 95%, si l'influence défavorable de certaines impuretés, notamment la silice, est bien maîtrisée.
La silice peut se présenter dans la bauxite sous plusieurs formes minéralogiques inégalement solubles dans la liqueur d'attaque. Certaines formes minéralogiques, dont le kaolin (AI2O3, 2 SiO2, 2 H2O) est l'espèce la plus répandue, se solubilisent au cours de l'attaque de la bauxite. On appelle communément "silice réactive" la part de la silice présente dans la bauxite sous l'une de ces formes. La silice réactive est donc solubilisée dans la liqueur d'attaque et la teneur en silice dissoute atteint un niveau de sursaturation tel que la silice re-précipite sous forme de silico-aluminate de sodium faiblement solubles. Un bonne maîtrise de la précipitation de la silice est donc indispensable si l'on veut produire du trihydrate d'alumine exempt d'impuretés siliceuses.
D'autre part, un niveau de sursaturation en silice élevé dans la liqueur conduit à des encrassements importants en certains endroits du Bayer, notamment au niveau des échangeurs thermiques. Ces encrassements dégradent les performances de l'échange thermique et imposent de ce fait des arrêts fréquents pour le nettoyage des appareils. Généralement, le nettoyage consiste à enlever le tartre siliceux par attaque acide.
PROBLEME POSE
Les traitements de dessilicatation actuels sont destinés en premier lieu à empêcher la pollution du trihydrate au cours de la décomposition. La plupart de ces traitements, décrits par exemple dans les demandes US 3 413 087 (Reynolds), US 4 426 363 (Sumitomo) , US 5 118 484 et US 6 086 834 (Alcan), EP 0 203 873, EP 0 739 309 et EP 0 765 290 (Aluminium Pechiney), sont effectués sur la liqueur avant et/ou après attaque. Ils se traduisent par la formation de composés, de type silico-aluminates de sodium, appelés DSP ("dessilication w products'), qui sont ensuite éliminés avec les résidus insolubles de l'attaque (boues rouges).
Malgré les différents processus de dessilicatation mis en oeuvre, le niveau de silice est encore trop élevé dans la liqueur qui traverse les échangeurs thermiques. Ces conditions de sursaturation importantes conduisent à la formation de dépôts encrassants qui réduisent l'efficacité du transfert thermique.
Le brevet US 5 415 782 (Nalco) décrit un traitement de la liqueur décomposée par ajout d'additifs organiques de fort poids moléculaire pour contrôler le dépôt de produits de dessilicatation sur les surfaces des équipements d'un circuit Bayer.
La demanderesse a donc cherché une solution complémentaire qui permet d'abaisser davantage le niveau de la concentration en silice de la liqueur avant attaque, au moins au niveau des échangeurs thermiques qui traitent la liqueur dans le circuit d'attaque.
OBJET DE L'INVENTION L'objet de l'invention est un procédé Bayer dans lequel on introduit dans la liqueur d'aluminate un composé à base de calcium appartenant au groupe s regroupant la chaux et les aluminates tricalciques, l'introduction dudit composé à base de calcium étant effectuée dans ladite liqueur d'aluminate entre sa sortie de la chaîne de décomposition et son mélange avec la bauxite broyée, en amont d'un échangeur de chaleur destiné à augmenter la température de ladite liqueur d'aluminate.
La chaux peut être introduite sous forme vive ou éteinte. Les aluminates tricalciques regroupent: o certains hydrogrenats, qui sont des silicates hydroxylés de formule générale X3 Y2 (SiO4)3-X (OH)4x, pour lesquels X=Ca et Y=AI; dans le procédé Bayer, il est d'usage de représenter ces hydrogrenats par la formule générale suivante: 3 XO, Y2O3, (6-2k) H2O, k SiO2 où X=Ca, Y=Al et où k est compris entre 0 et 3, de préférence entre 0 et 2, encore mieux entre 0 et 1; l'hydrogrenat correspondant à k=0 20 est l'aluminate tricalcique hexahydraté o des hydrogrenats substitués issus de la famille précédente, par exemple par substitution partielle du calcium (jusqu'à 10% atomique) ou de l'aluminium (jusqu'à 20 % atomique) par un autre métal: le calcium peut être remplacé par le fer (ion ferreux), le manganèse ou le magnésium, l'aluminium peut être remplacé par le chrome ou le fer (ion ferrique); Le (ou les) point(s) d'introduction dudit composé à base de calcium dans la liqueur d'aluminate est (sont) situé(s) entre la sortie de la chaîne de décomposition - en cet endroit, la liqueur, avant d'être concentrée par évaporation, est appelée "liqueur décomposée" - et le mélange avec la bauxite - en amont de l'entrée dans le premier bac d'attaque. Pour être 2860782 5 efficace au niveau de l'échangeur, l'ajout doit être effectué en amont ou à l'entrée de cet échangeur sur la totalité ou sur une aliquote présentant une proportion aussi forte que possible du flux d'aluminate devant traverser ledit échangeur.
Les échangeurs de chaleur agissant sur la liqueur d'aluminate avant que celle-ci ne soit dirigée vers l'attaque de la bauxite sont au moins de deux types: il s'agit soit d'évaporateurs utilisés pour augmenter la concentration caustique de la liqueur décomposée et recycler celle-ci en tant que liqueur d'attaque, soit d'échangeurs thermiques qui traitent la liqueur seule avant son mélange avec la bauxite, en particulier pour la réchauffer avant l'attaque. Tout autre type d'échangeur, par exemple un échangeur utilisé pour refroidir la liqueur d'aluminate seule, pourrait être également concerné par l'invention.
L'ajout de composé est effectué de préférence en un seul endroit, par exemple en amont du dispositif d'échange thermique situé le plus en amont de la partie du circuit comprise entre la sortie de la décomposition et le mélange avec la bauxite. En général, les installations comportent des séries d'échangeurs et il est avantageux de situer le point d'introduction du composé à base de calcium en amont de cette série d'échangeurs, c'est-à-dire soit en amont de la chaîne d'évaporation, soit en amont de la chaîne de préchauffage de la liqueur, si elle existe. Lorsqu'il est prévu de préchauffer la liqueur seule jusqu'à une température voisine de la température d'attaque, il peut s'avérer avantageux de ne faire l'ajout qu'à l'entrée de cette chaîne de préchauffage.
Ledit composé à base de calcium est introduit dans la liqueur décomposée ou la liqueur d'attaque dans une proportion comprise de préférence entre 0,1 g CaO/litre d'aluminate et 50 g CaO /litre d'aluminate. Une proportion inférieure ne permettrait pas de diminuer le risque d'entartrage. La limite supérieure est indiquée essentiellement pour des raisons économiques.
2860782 6 L'introduction d'un aluminate tricalcique formé à l'extérieur de la chaîne Bayer est préféré à l'introduction de chaux directement dans la liqueur d'aluminate. En effet, si la chaux réagit avec la liqueur d'aluminate pour donner des composés appartenant à la famille des aluminates tricalciques (on obtient ainsi des aluminates tricalciques formés in-situ), ceux-ci peuvent conduire à des dépôts sur les parois du réacteur.
Ledit composé à base de calcium réagit avec une partie de la silice contenue lo dans la liqueur: s'il s'agit. d'un aluminate tricalcique (introduit directement ou obtenu par réaction de la chaux dans la liqueur) , celui-ci se transforme en un hydrogrenat à plus forte teneur en silice. Typiquement, un hydrogrenat introduit dans la liqueur avec un k voisin de 0 se transforme en un hydrogrenat ayant un k voisin de 1.
Les produits de la réaction du composé à base de calcium avec la silice en solution dans la liqueur sont entraînés avec la suspension dans les dispositifs d'attaque puis dans les dispositifs de séparation liquide/solide (typiquement des décanteurs). Ils sont évacués avec l'ensemble des résidus insolubles de l'attaque (boues rouges).
L'effet de la réaction dudit composé à base de calcium avec une partie de la silice contenue dans la liqueur a pour conséquence de diminuer au niveau de l'échangeur la teneur à l'équilibre de la silice dissoute. Or, on sait que la vitesse d'entartrage est substantiellement proportionnelle au carré de la sursaturation en silice, c'est-à-dire la différence entre la concentration effective en silice dissoute et la concentration à l'équilibre. On sait également que la vitesse d'entartrage est d'autant plus importante que la température régnant au sein de la liqueur est élevée. L'effet de l'ajout selon l'invention dudit composé à 3o base de calcium sera donc plus efficace sur les échangeurs fonctionnant à haute température.
2860782 7 L'échangeur de chaleur peut être un dispositif d'évaporation permettant de condentrer la liqueur pour la transformer en liqueur d'attaque. Le premier exemple donné ci-après décrit un procédé Bayer de type européen destiné à attaquer une bauxite à diaspore où la concentration caustique de la liqueur passe par évaporation typiquement de 160 g Na2O / litre d'aluminate à 240 g Na2O / litre d'aluminate dans des évaporateurs fonctionnant à 145 C - 150 C.
L'échangeur de chaleur peut également être un dispositif de préchauffage, w qui permet de porter la liqueur à la température appropriée avant attaque, variable selon le type de bauxite. Le deuxième exemple donné ciaprès décrit un procédé Bayer de type américain destiné à attaquer une bauxite à trihydrates où la liqueur est chauffée séparément dans des échangeurs. Dans ce cas particulier, il peut s'avérer plus avantageux d'introduire le composé à base de calcium en aval des évaporateurs mais en amont des échangeurs de préchauffage de la liqueur, de sorte qu'il n'y a pas de perte par entraînement avec l'aliquote de la liqueur d'aluminate dirigée vers le broyage, la totalité de l'adjuvant étant alors consacrée à la prévention de l'entartrage des échangeurs qui fonctionnent à une température nettement plus élevée que les évaporateurs.
Enfin, dans une modalité préférée de l'invention, on utilise les hydrogrenats qui proviennent du gâteau de la filtration de sécurité. La filtration de sécurité est réalisée sur la surverse des décanteurs, c'està-dire sur la liqueur d'aluminate sursaturée que l'on dirige vers la chaîne de décomposition. On utilise communément, au niveau de cette filtration de sécurité, de l'aluminate tricalcique hexahydraté en tant qu'adjuvant de filtration. Ce dernier, facilitant la filtrabilité des boues résiduelles présentes à la surverse des décanteurs, se retrouve sous forme d'hydrogrenat peu chargé en silice dans le gâteau de filtration. Au lieu d'évacuer ledit gâteau avec les boues, il est avantageux de le recycler en l'introduisant dans la liqueur d'aluminate en amont d'un échangeur.
2860782 -8 On le recycle de préférence en continu sous forme d'une suspension contenant de l'ordre de 1000 g/ I en matière sèche, On recycle ce gâteau de filtration en totalité, éventuellement partiellement (le reste étant par exemple évacué avec les résidus solides de l'attaque), l'essentiel étant de ne pas dépasser une teneur critique en matière sèche de la liqueur au niveau de l'échangeur thermique, au-delà de laquelle on pourrait s'exposer à un risque de dépôt intempestif ou d'usure accélérée par abrasion des canalisations. De préférence, on vise pour la liqueur destinée à traverser ledit échangeur une teneur en matière sèche inférieure à 100 g/I. De préférence encore, pour plus w de sécurité, on cherche à ne pas dépasser 3g/I.
La figure 1 illustre schématiquement un procédé de traitement de bauxite en cycle Bayer localisant les points préférés pour l'introduction selon l'invention dudit composé à base de calcium.
La figure 2 illustre schématiquement un procédé de traitement de bauxite à diaspore en cycle Bayer dans lequel l'introduction, selon une modalité préférée de l'invention, du gâteau de la filtration de sécurité est effectuée au niveau d'un évaporateur.
La figure 3 illustre schématiquement un procédé de traitement de bauxite en cycle Bayer dans lequel l'introduction, selon une modalité préférée de l'invention, du gâteau de la filtration de sécurité est effectuée dans la chaîne de préchauffage de la liqueur d'attaque.
DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION
La figure 1 illustre schématiquement un cycle Bayer typique dans lequel on broie la bauxite 10 par broyage humide (B), ici en présence d'une aliquote L2 de la liqueur d'attaque L0. Une aliquote L1, qui représente la plus grande partie 2860782 -9- de la liqueur d'attaque L0, typiquement plus de 80%, n'est pas dirigée vers le broyage humide de la bauxite.
Deux cas se présentent: cas 1: cette aliquote est chauffée seule (L'1) dans une chaîne de préchauffage P'1. L'aliquote ainsi préchauffée (L'10) est ensuite mélangée à la suspension Si 'issue du broyage humide de la bauxite et dirigée vers la chaîne d'attaque A. cas 2: cette aliquote est ajoutée (L"1) à la suspension S"l issue du broyage humide et donc très riche en matières sèches - c'est-à-dire comprenant un grand nombre de particules solides - pour obtenir une suspension S"10 moins visqueuse qui est préchauffée dans une chaîne P"1. La suspension ainsi préchauffée (S"100) est introduite dans la chaîne d'attaque A. L'attaque se fait en général sous pression. La chaîne d'attaque se présente 15 alors sous la forme d'une série d'autoclaves dans lesquels la suspension doit circuler.
En fin d'attaque, la suspension S2 est dirigée vers un dispositif de séparation liquide / solide (C), typiquement un décanteur dans lequel les résidus insolubles sont séparés par gravitation de la liqueur: les résidus insolubles sont évacués sous forme de boues rouges 20 tandis que la surverse L3, encore chargée de quelques particules est soumise à la filtration F, dite "filtration rouge" ou "filtration de sécurité". Le filtrat L4 est la liqueur d'aluminate sursaturée que l'on dirige vers la chaîne de décomposition D pour faire précipiter le trihydrate d'alumine 30.
En sortie de la chaîne de décomposition D, la liqueur appauvrie L5 est concentrée par évaporation (E) pour être redirigée vers l'attaque (liqueur d'attaque W).
Selon l'invention, on peut introduire un composé à base de calcium 3o appartenant au groupe regroupant la chaux et les aluminates tricalciques, dans la liqueur appauvrie ou dans la liqueur d'attaque, de préférence au point 2860782 -10- d'introduction 11, c'est-à-dire dans la liqueur appauvrie L5, avant que celle-ci ne soit concentrée par évaporation pour être transformé en liqueur d'attaque ou encore au point d'introduction 11' dans l'aliquote L'1 de la liqueur d'attaque, lorsque celle-ci est doit être préchauffée seule (P'1).
EXEMPLE 1 (Figure 2)
L'exemple 1 traite du recyclage du gâteau de filtration de sécurité en amont de l'évaporation.
La figure 2 illustre schématiquement un procédé de traitement de bauxite à diaspore en cycle Bayer. Sauf indication contraire, les différents éléments intervenant dans le cycle Bayer sont repris avec les mêmes références que sur la figure 1. Dans cet exemple, on préchauffe avant attaque (A) la suspension S"10 qui résulte du mélange de l'aliquote principale L"l de la liqueur d'attaque LO avec la suspension S"l issue du broyage humide (B) de la bauxite à diaspore 210. L'attaque, destinée à dissoudre le diaspore (monohydrate d'alumine) contenu dans la bauxite est effectuée à haute température (257 C) en autoclave avec une liqueur à concentration caustique typique de 240 g Na2O / litre. Après décomposition (D), la liqueur décomposée L5 n'a plus qu'une concentration caustique de 160 g Na2O / litre et doit être concentrée par évaporation pour retrouver la concentration d'attaque (240 g Na2O / litre).
La chaîne d'évaporateurs (E) employée à cet effet fonctionne à une 25 température comprise entre 145 et 150 C.
De l'aluminate tricalcique hexahydraté est employé en tant qu'adjuvant de filtration 100 à la filtration de sécurité F. Le gâteau de filtration 111, destiné jusqu'à la présente invention à être évacué avec les résidus insolubles, est récupéré et introduit en amont de la chaîne d'évaporation E. 2860782 -11- L'intérêt de l'ajout d'hydrogrenat est apprécié d'une part à l'évaporation (E), où l'augmentation de la substitution en silice conduit à une réduction du niveau de silice dans la liqueur, et d'autre part à l'attaque (A), où elle diminue la quantité de DSP ("desilication products') formés, donc la perte en soude.
A l'entrée de l'évaporateur, la liqueur a une concentration caustique de 170 g/L, une teneur en silice (exprimée en pourcentage de soude) égale à 0,732 %ctq et un indice de saturation Rp (exprimé par le rapport pondéral: Rp_concentration en alumine dissoute (g Al203/1 égal à 0,62. concentration en soude caustique (g Na2O /1) A l'évaporation à 150 C, la substitution en silice passe de 0,2% massique à 2,7% massique. Le recyclage du gâteau de filtration en amont de l'évaporation se traduit par une baisse du niveau de silice dans la liqueur de 0,732 %ctq l'abréviation '%ctq" exprime la teneur en silice dissoute par le rapport concentration en silice dissoute (g SiO2 /1) x100 - à 0,700 %ctq, soit une baisse de concentration en soude caustique (g Na20/1) 0,032 %ctq. Le carré de la sursaturation en silice est alors divisé par 1, 13 ce qui se traduit par une diminution de la vitesse d'encrassement par les dépôts siliceux (proportionnelle au carré de la sursaturation en silice).
L'attaque (A) est effectuée à 257 C en autoclave. A l'attaque, la substitution en silice augmente jusqu'à une teneur de 8% massique. Cela correspond à une captation supplémentaire de silice par l'hydrogrenat de 1,25 kg Si02/ t AI203. La silice captée par l'hydrogrenat n'est pas utilisée pour la formation des DSP, ce qui se traduit par un gain sur la consommation de soude de 0,86 kg Na2O / t AI203.
Après attaque, la suspension S2 est refroidie et dirigée vers un décanteur sous pression atmosphérique (C). Les résidus insolubles sont évacués sous forme de boues rouges 20 tandis que la surverse 1.3, encore chargée de quelques 2860782 -12- particules est soumise à la filtration de sécurité F. Au niveau de la filtration de sécurité, l'indice de saturation Rp de la liqueur sursaturée est égal à 1,22. On introduit en amont du filtre de l'aluminate tricalcique hexahydraté 100 à raison de 0,95 g CaO par litre de liqueur. Le gâteau de filtration 111 ainsi formé est recyclé sous forme de boues à 1000g/I en matière sèche, dirigées vers le point d'introduction en amont de la chaîne d'évaporation (E).
Le recyclage de l'hydrogrenat à l'évaporation conduit à une matière sèche de la liqueur décomposée de 2,16 g/I, non dangereuse pour l'atelier d'évaporation. De plus, le recyclage de liqueur d'aluminate avec la liqueur décomposée conduit à une montée du Rp de seulement 0,001. L'impact sur la production est donc minime.
EXEMPLE 2 (Figure 3)
L'exemple 2 traite du recyclage du gâteau de filtration de sécurité en amont de la chaîne de préchauffage.
Dans cet exemple, la suspension Si issue du broyage humide de la bauxite 310 en présence d'une aliquote 1.2 de la liqueur d'attaque LO est soumise à un traitement de prédessilicatation G avant d'être injectée (S'10) dans la chaîne d'attaque A. L'aliquote principale L'1 de la liqueur d'attaque LO est préchauffée isolément dans la chaîne de préchauffage P'1. Sauf indication contraire, les différents éléments intervenant dans le cycle Bayer sont repris avec les mêmes références que sur la figure 1.
Le composé à base de calcium 111' est comme dans l'exemple précédent le gâteau de la filtration de sécurité F. Il est introduit en amont de la chaîne de préchauffage (P'1) de la liqueur. De la sorte, il n'y a pas de perte de composé par entraînement avec l'aliquote 12 de la liqueur d'aluminate dirigée vers le broyage (B), la totalité de l'adjuvant étant alors consacrée à la prévention de 2860782 -13- l'entartrage des échangeurs de la chaîne de préchauffage (P'1) qui fonctionnent à une température nettement plus élevée que les évaporateurs (E).
De l'aluminate tricalcique hexahydraté est employé en tant qu'adjuvant de filtration 100 à la filtration de sécurité F. Le gâteau de filtration 111',destiné jusqu'à la présente invention à être évacué avec les résidus insolubles, est récupéré et introduit en amont de la chaîne de préchauffage P'1.
ro L'intérêt de l'ajout d'hydrogrenat est apprécié sur la chaîne de préchauffage (P'1) et également à l'attaque (A).
A l'entrée de la chaîne de préchauffage, la liqueur a une concentration caustique de 155 g/L, une teneur en silice (exprimée en pourcentage de soude 15 caustique) égale à 0,583 %ctq et un indice de saturation Rp égal à 0,70.
Le préchauffage P'1 est effectué à 220 C. A cette température, la substitution en silice passe de 0,2% massique à 6% massique. Le recyclage du gâteau de filtration en amont de la chaîne de préchauffage se traduit par une baisse du niveau de silice dans la liqueur de 0,583 %ctq à 0,543 %ctq, soit une baisse de 0,04 %ctq. Le carré de la sursaturation en silice est alors divisé par 1,45 ce qui se traduit par une diminution de la vitesse d'encrassement par les dépôts siliceux (proportionnelle au carré de la sursaturation en silice). L'intérêt de l'introduction d'un hydrogrenat est plus significatif que dans le cas des évaporateurs, fonctionnant à température moindre.
L'attaque (A) est effectuée à 253 C en autoclave. A l'attaque, la substitution en silice augmente jusqu'à une teneur de 8% massique. Cela correspond à une captation supplémentaire de silice par l'hydrogrenat de 0,24 kg SIO2/ t AI2O3.
3o La silice captée par l'hydrogrenat n'est pas utilisée pour la formation des DSP, ce qui se traduit par un gain sur la consommation de soude de 0,16 kg Na2O/ t AI2O3.
Après attaque, la suspension S2 est refroidie et dirigée vers un décanteur sous s pression atmosphérique (C). Les résidus insolubles sont évacués sous forme de boues rouges 20 tandis que la surverse L3, encore chargée de quelques particules est soumise à la filtration de sécurité F. Au niveau de la filtration de sécurité, l'indice de saturation Rp de la liqueur sursaturée est égal à 1,22. On introduit en amont du filtre de l'aluminate tricalcique hexahydraté 100 à raison io de 0,46 g CaO par litre de liqueur. Le gâteau de filtration 11V ainsi formé est recyclé sous forme de boues à 1000g/I en matière sèche, dirigées vers le point d'introduction en amont de la chaîne de préchauffage (P'1).
Le recyclage de l'hydrogrenat à la chaîne de préchauffage de la liqueur 1s conduit à une matière sèche de la liqueur de l'ordre de 1 g/I. Cette faible matière sèche n'engendre pas de risque sur la chaîne d'évaporation. De plus, le recyclage de liqueur d'aluminate avec la liqueur décomposée conduit à une montée de Rp inférieure à 0,001. L'impact sur la production est donc minime.
AVANTAGES
o diminution de la fréquence des arrêts des échangeurs pour nettoyage et maintenance; augmentation de leur durée de vie.
o dans le cas où on utilise le gâteau de la filtration de sécurité, constitué essentiellement d'hydrogrenats, on réduit la consommation de soude, par diminution des pertes en soude avec l'évacuation des DSP o effet mécanique de nettoyage des parois d'échange par les composés solides. / - 15-
Claims (12)
1) Procédé Bayer de production de trihydrate d'aluminium comportant: a) une étape de broyage (B) de la bauxite (10); b) une étape d'attaque (A) de ladite bauxite par une liqueur d'aluminate de sodium; c) une étape de séparation liquide-solide, typiquement par décantation (C) et filtration (F) permettant de séparer les résidus insolubles (20) de la liqueur d'aluminate de sodium sursaturée en alumine (L4); w d) une étape de décomposition (D) de la liqueur d'aluminate sursaturée (L4), pour former des précipités de trihydrate d'alumine (30); e) après séparation du trihydrate d'alumine précipité, une étape de concentration (E) par évaporation de la liqueur d'aluminate de sodium appauvrie en alumine (L5) pour la recycler en tant que liqueur d'attaque (L0, L1, L'1,L'10, L"l, L2) ; ledit procédé étant caractérisé en ce qu'on introduit dans ladite liqueur d'aluminate de sodium un composé à base de calcium (11, 11') appartenant au groupe regroupant la chaux et les aluminates tricalciques, l'introduction dudit composé à base de calcium étant effectuée dans ladite liqueur d'aluminate de sodium entre sa sortie de la chaîne de décomposition et son mélange avec la bauxite broyée, en amont d'un échangeur de chaleur (E,P'1) destiné à augmenter la température de ladite liqueur d'aluminate de sodium.
2) Procédé Bayer selon Ica revendication 1 dans lequel ledit composé à base de 25 calcium est de la chaux, introduite sous forme vive ou éteinte.
3) Procédé Bayer selon la revendication 1 dans lequel ledit composé à base de calcium est de l'aluminate tricalcique.
so
4) Procédé Bayer selon la revendication 1 dans lequel ledit composé à base de calcium est un hydrogrenat répondant à la formule générale 3 XO, Y2O3, (6-2k) H2O, k SiO2, X représentant le calcium, éventuellement remplacé partiellement par le fer, le manganèse ou le magnésium, Y représentant l'aluminium, éventuellement remplacé partiellement par le chrome ou le fer, k étant compris entre 0 et 3.
5) Procédé Bayer selon la revendication 4 dans lequel k est compris entre 0 et 2.
6) Procédé Bayer selon la revendication 4 dans lequel k est compris entre 0 et 1.
7) Procédé Bayer selon la revendication 1 dans lequel ledit composé à base de calcium est introduit en amont ou à l'entrée d'un échangeur thermique sur la totalité du flux d'aluminate de sodium devant traverser ledit échangeur.
8) Procédé Bayer selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 dans lequel ledit composé à base de calcium est introduit en un seul endroit en amont du dispositif d'échange thermique situé le plus en amont de la partie du circuit de la liqueur d'aluminate de sodium comprise entre la sortie de la décomposition et le mélange avec la bauxite.
9) Procédé Bayer selon la revendication 8 dans lequel ledit composé à base de calcium (11, 111) est introduit en amont de la chaîne d'évaporation (E).
10) Procédé Bayer selon la revendication 8 dans lequel ledit composé à base de calcium (11', 111') est introduit en amont de la chaîne de préchauffage de la liqueur d'aluminate de sodium.
2860782 -17-
11) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 10 dans lequel ledit composé à base de calcium est introduit dans la liqueur d'aluminate de sodium avec une proportion comprise entre 0,1 g CaO/litre d'aluminate et 50 g CaO /litre d'aluminate.
12) Procédé Bayer selon l'une quelconque des revendications 1 à 11 dans lequel ledit composé à base de calcium (111, 111') provient du recyclage du gâteau de la filtration de sécurité (F) lorsque de l'aluminate tricalcique est employé en tant qu'adjuvant de filtration. ro
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR0311909A FR2860782B1 (fr) | 2003-10-10 | 2003-10-10 | Procede pour reduire l'encrassement des echangeurs thermiques d'un circuit bayer |
| PCT/FR2004/002538 WO2005035445A2 (fr) | 2003-10-10 | 2004-10-08 | Procede pour reduire l'encrassement des echangeurs thermiques d'un circuit bayer |
| OA1200600117A OA13269A (fr) | 2003-10-10 | 2004-10-08 | Procédé pour réduire l'encrassement de échangeurs thermiques d'un circuit Bayer. |
| AU2004280272A AU2004280272B2 (en) | 2003-10-10 | 2004-10-08 | Method for reducing fouling of heat exchangers in a Bayer circuit |
| CNA200480033571XA CN1960945A (zh) | 2003-10-10 | 2004-10-08 | 减少拜耳回路中换热器积垢的方法 |
| BRPI0415197-6A BRPI0415197A (pt) | 2003-10-10 | 2004-10-08 | processo para reduzir a obstrução dos trocadores térmicos de um circuito bayer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR0311909A FR2860782B1 (fr) | 2003-10-10 | 2003-10-10 | Procede pour reduire l'encrassement des echangeurs thermiques d'un circuit bayer |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2860782A1 true FR2860782A1 (fr) | 2005-04-15 |
| FR2860782B1 FR2860782B1 (fr) | 2006-09-29 |
Family
ID=34355407
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR0311909A Expired - Fee Related FR2860782B1 (fr) | 2003-10-10 | 2003-10-10 | Procede pour reduire l'encrassement des echangeurs thermiques d'un circuit bayer |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN1960945A (fr) |
| AU (1) | AU2004280272B2 (fr) |
| BR (1) | BRPI0415197A (fr) |
| FR (1) | FR2860782B1 (fr) |
| OA (1) | OA13269A (fr) |
| WO (1) | WO2005035445A2 (fr) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010015738A2 (fr) | 2008-08-06 | 2010-02-11 | Alcan International Limited | Perfectionnement au procede bayer de production de trihydrate d'alumine, ledit procede comprenant une etape dans laquelle la liqueur sursaturee est filtree a haute temperature avant decomposition |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3499793A (en) * | 1966-02-07 | 1970-03-10 | Ugine Kuhlmann | Process for descaling devices used in concentrating sodium aluminate solutions |
| WO1992003381A1 (fr) * | 1990-08-17 | 1992-03-05 | Alcan International Limited | Desiliciage de solutions obtenues par procede bayer |
| EP0555163A1 (fr) * | 1992-02-05 | 1993-08-11 | Aluminium Pechiney | Procédé d'élimination de l'oxalate de sodium des solutions d'aluminate de sodium du cycle bayer |
| WO1996006043A1 (fr) * | 1994-08-23 | 1996-02-29 | Comalco Aluminium Limited | Procede ameliore concernant l'extraction d'alumine a partir de la bauxite |
| JPH0975498A (ja) * | 1995-09-07 | 1997-03-25 | Nishizawa:Kk | スキー |
-
2003
- 2003-10-10 FR FR0311909A patent/FR2860782B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
2004
- 2004-10-08 AU AU2004280272A patent/AU2004280272B2/en not_active Ceased
- 2004-10-08 OA OA1200600117A patent/OA13269A/fr unknown
- 2004-10-08 BR BRPI0415197-6A patent/BRPI0415197A/pt not_active IP Right Cessation
- 2004-10-08 WO PCT/FR2004/002538 patent/WO2005035445A2/fr active Application Filing
- 2004-10-08 CN CNA200480033571XA patent/CN1960945A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3499793A (en) * | 1966-02-07 | 1970-03-10 | Ugine Kuhlmann | Process for descaling devices used in concentrating sodium aluminate solutions |
| WO1992003381A1 (fr) * | 1990-08-17 | 1992-03-05 | Alcan International Limited | Desiliciage de solutions obtenues par procede bayer |
| EP0555163A1 (fr) * | 1992-02-05 | 1993-08-11 | Aluminium Pechiney | Procédé d'élimination de l'oxalate de sodium des solutions d'aluminate de sodium du cycle bayer |
| WO1996006043A1 (fr) * | 1994-08-23 | 1996-02-29 | Comalco Aluminium Limited | Procede ameliore concernant l'extraction d'alumine a partir de la bauxite |
| JPH0975498A (ja) * | 1995-09-07 | 1997-03-25 | Nishizawa:Kk | スキー |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| BARNES M C ET AL: "THE KINETICS OF DESILICATION OF SYNTHETIC SPENT BAYER LIQUOR SEEDEDWITH PURE SODALITE, PURE CANCRINITE AND THEIR DIMORPHIC PHASE MIXTURES", LIGHT METALS 1999. PROCEEDINGS OF THE TECHNICAL SESSIONS PRESENTED BY THE TMS ALUMINUM COMMITTEE AT HTE 128TH. TMS ANNUAL MEETING, SAN DIEGO, CA FEB. 28 - MARCH 4, 1999, PROCEEDINGS OF THE TMS ANNUAL MEETING, WARRENDALE, PA : TMS, US, vol. MEETING 128, 28 February 1999 (1999-02-28), pages 121 - 129, XP000895483, ISBN: 0-87339-425-9 * |
| DATABASE CA [online] CHEMICAL ABSTRACTS SERVICE, COLUMBUS, OHIO, US; SHINOHARA, YUKIO ET AL: "Caustification of Bayer solution", XP002285556, retrieved from STN Database accession no. 82:61381 * |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010015738A2 (fr) | 2008-08-06 | 2010-02-11 | Alcan International Limited | Perfectionnement au procede bayer de production de trihydrate d'alumine, ledit procede comprenant une etape dans laquelle la liqueur sursaturee est filtree a haute temperature avant decomposition |
| FR2934852A1 (fr) * | 2008-08-06 | 2010-02-12 | Alcan Int Ltd | Perfectionnement au procede bayer de production de trihydrate d'alumine, ledit procede comprenant une etape dans laquelle la liqueur sursaturee est filtree a haute temperature avant decomposition |
| WO2010015738A3 (fr) * | 2008-08-06 | 2010-04-01 | Alcan International Limited | Perfectionnement au procede bayer de production de trihydrate d'alumine, ledit procede comprenant une etape dans laquelle la liqueur sursaturee est filtree a haute temperature avant decomposition |
| US8628738B2 (en) | 2008-08-06 | 2014-01-14 | Rio Tinto Alcan International Limited | Bayer process for producing alumina trihydrate, said process comprising a step in which the supersaturated liquor is filtered at high temperature before decomposition |
| RU2505483C2 (ru) * | 2008-08-06 | 2014-01-27 | Рио Тинто Алкан Интернэшнл Лимитед | Способ производства тригидрата глинозема |
| AU2009278998B2 (en) * | 2008-08-06 | 2014-02-13 | Rio Tinto Alcan International Limited | Improvement to the bayer process for producing alumina trihydrate, said process comprising a step in which the supersaturated liquor is filtered at high temperature before decomposition |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2005035445A3 (fr) | 2006-06-22 |
| AU2004280272A1 (en) | 2005-04-21 |
| FR2860782B1 (fr) | 2006-09-29 |
| BRPI0415197A (pt) | 2006-12-05 |
| CN1960945A (zh) | 2007-05-09 |
| OA13269A (fr) | 2007-01-31 |
| AU2004280272B2 (en) | 2009-08-06 |
| WO2005035445A2 (fr) | 2005-04-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN1956925B (zh) | 对通过碱性消化铝土矿生产三水合氧化铝的拜耳法的改进，所述方法包括预脱硅步骤 | |
| EP0389061B2 (fr) | Procédé de production d'hydroxyde d'aluminium à partir de bauxite | |
| EP0203873B1 (fr) | Production d'alumine à partir de bauxite à gibbsite à basse teneur en silice réactive | |
| CA2272322C (fr) | Procede pour separer la silice de la bauxite | |
| WO2019086792A1 (fr) | Procédé de traitement de bauxite | |
| EP0891298B1 (fr) | Procede de recuperation du sodium contenu dans les residus alcalins industriels | |
| CA2190295C (fr) | Procede de traitement de bauxite a trihydrate d'alumine a basse teneur en silice reactive | |
| RU2305068C2 (ru) | Растворение карбонатов путем рециркуляции конденсатов при выщелачивании под давлением моногидратных бокситов | |
| FR2860782A1 (fr) | Procede pour reduire l'encrassement des echangeurs thermiques d'un circuit bayer | |
| FR2468552A1 (fr) | Procede pour la reduction de la concentration en substances organiques dans le cycle de fabrication de l'alumine selon le procede bayer | |
| CA2278658C (fr) | Procede ameliore de traitement de bauxites riches en monohydrate d'alumine | |
| EP0652181B1 (fr) | Procédé de traitement de bauxites contenant un mélange de trihydrate d'alumine et de monohydrate d'alumine | |
| EP0739309B1 (fr) | Procede de traitement de bauxite a trihydrate d'alumine | |
| WO2020221968A1 (fr) | Procede de traitement de residus d'enrichissement physique de bauxite | |
| FR2794449A1 (fr) | Procede d'epuration des liqueurs d'aluminate de sodium contenant de l'oxalate de sodium permettant de valoriser les residus |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse |
Effective date: 20120629 |