HU201276B - Process for producing alum earth from bauxite containing gibbsite - Google Patents

Process for producing alum earth from bauxite containing gibbsite Download PDF

Info

Publication number
HU201276B
HU201276B HU885601A HU560188A HU201276B HU 201276 B HU201276 B HU 201276B HU 885601 A HU885601 A HU 885601A HU 560188 A HU560188 A HU 560188A HU 201276 B HU201276 B HU 201276B
Authority
HU
Hungary
Prior art keywords
digestion
bauxite
solution
concentration
slurry
Prior art date
Application number
HU885601A
Other languages
Hungarian (hu)
Inventor
Gyoergy Banvoelgyi
Jozsef Zoeldi
Peter Siklosi
Tibor Ferenczi
T Anna Csordas
Ivan Feher
Miklosne Tassy
Istvan Sajo
Original Assignee
Magyar Aluminium
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Magyar Aluminium filed Critical Magyar Aluminium
Priority to HU885601A priority Critical patent/HU201276B/en
Priority to CA002000832A priority patent/CA2000832C/en
Priority to AU43731/89A priority patent/AU619609B2/en
Priority to BR898905475A priority patent/BR8905475A/en
Priority to ES8903647A priority patent/ES2019173A6/en
Priority to US07/530,085 priority patent/US5122349A/en
Publication of HU201276B publication Critical patent/HU201276B/en

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

Landscapes

  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)

Abstract

Process for the production of alumina from "gibbsitic" bauxites. The process comprises mixing "gibbsitic" bauxites with sodium hydroxide-sodium aluminate digestion liquor, digestion between 100 and 180 degree C, dilution of the suspension, separation of the red sludge, precipitation of aluminium hydroxide and calcination, characterised by control of the process in which the concentration of reactive hydroxides in the liquid phase leaving the reactor, defined by the formula <IMAGE> is maintained below 6 g/l, preferably between 0 and 2 g/l. Desirably this control is achieved by controlling the bauxite/digestion liquor ratio.

Description

A találmány tárgya eljárás timföld előállítására gibbsites típusú bauxitból a timföld kinyerésére alkalmazott Bayer-eljárás továbbfejlesztésével. A találmány tárgya közelebbről olyan eljárás, amely során a bauxitot alkálihidroxid-alkálialuminát oldattal összekeverve 100-180 ’C hőmérsékleten feltárjuk, a feltárt zagyból hígítás után a vörösiszapot ülepítéssel elkülönítjük és kimossuk, majd a kapott nátriumaluminát oldatból hűtéssel és keveréssel kiválasztjuk és szűréssel eltávolítjuk a timföldhidrálot, majd azt tömfölddé kalcináljuk.The present invention relates to a process for the production of alumina from bauxite of the gibbsite type by further developing the Bayer process for the extraction of alumina. More particularly, the present invention relates to a process wherein the bauxite is digested with 100% to 180 ° C of alkali hydroxide alkaline aluminate solution, after dilution from the digested slurry, the red sludge is separated and washed, and the resulting sodium aluminate solution is separated by cooling and stirring. and calcine it to a mile.

A Bayer-eljárásnál a bauxitot nátriumaluminátra nézve telítetlen nátriumhidroxid-nátriumaluminát oldatban - a bauxit ásványtani összetételétől függően -100-300 °Chőmérsékleten feltárják, azaz az oldható alumíniumásványokat oldott nátriumalumináttá alakítják át. A feltárás után a zagyot hőtartalmának hasznosítása mellett - atmoszférikus forráspontra lehűtik, hígítás és az oldhatatlan maradékok eltávolítása után további hűtéssel túltelített oldatból alumíniumhidroxídot (timföldhidrátot) kristályosítanak ki, majd annak elválasztása után az anyalúgot - esetleg egy részének bepárlása után - visszavezetik a feltáráshoz. A timföldhidrátot mosás után 1000 °C feletti hőmérsékleten timfölddé, technikailag tiszta AhO3-má kalcinálják.In the Bayer process, bauxite is decomposed in sodium unsaturated sodium hydroxide solution in sodium hydroxide solution, depending on the mineral composition of the bauxite, at a temperature of -100 to 300 ° C, i.e. the soluble aluminum minerals are converted to dissolved sodium aluminate. After digestion, the slurry is cooled to an atmospheric boiling point using the heat content, after dilution and removal of insoluble residues, the aluminum hydroxide (alumina hydrate) is further crystallized from the supersaturated solution and, after separation, the mother liquor is evaporated, possibly partially evaporated. After washing, alumina hydrate is calcined into alumina, technically pure AhO3, at temperatures above 1000 ° C.

A bauxitok a feltárható alumíniumásványokon (gibbsit, böhmit, diaszpor) túl mindig tartalmaznak bizonyos mennyiségű szilíciumtartalmú összetevőt is. A Si02-tartalom főleg kaolinitként (AI2O3S1O2-2H2), ezenkívül különösen kvarc (S1O2), chamosit, illit, halloysit alakjában fordul elő a barnátokban. A felsorolt összetevőkön kívül kisebb-nagyobb mennyiségben Fe2O3-TiO2-tartalmú alkotók is találhatók a barnátokban. Azokat a bauxitokat tekintjük gibbsites típusúnak, amelyekben a gibbsit mennyisége eléri a feltárható alumíniumásványok (gibbsit + bögmit + diaszpor) legalább 90 tömeg%át.Bauxites always contain a certain amount of silicon-containing material, in addition to the aluminum minerals to be digested (gibbsite, boehmite, diapers). The SiO2 content occurs mainly in the form of kaolinite (Al2O3S1O2-2H2), in particular in the form of quartz (S1O2), chamosite, illite, halloysite in the brownates. In addition to the ingredients listed above, minor amounts of Fe2O3-TiO2-containing constituents are also present in the browns. Bauxites are considered gibbsites having a gibbsite content of at least 90% by weight of recoverable aluminum minerals (gibbsit + mugmit + diapers).

A szakirodalomból ismeretes, hogy a barnátokban található SiOa-ásványok a feldolgozás során átalakulnak nátrium-alumínium-hidroszilikátokká.It is known in the literature that SiOa minerals in the brownates are converted to sodium aluminum hydrosilicates during processing.

80-200 g/1 Na2Ok-koncentrációjú 2,5-3,5 mólviszonyú oldatban 140-150 ’C hőmérsékleten keletkező nátrium-alumínium-hidroszilikát Na2O/SiO2 tömegarányára a különféle szerzők 0,62-0,79 közötti értékeket adnak meg (Adamson, A.N.: Alumina production: principles and practice. The Chemical Engineer, Huné, 1970, p. 156-171; Sartowskí Z., Vargáné Kiss Zs., Bulkai D.: Előkovasavtalanítás a Bayer-eljárásban. Bányászati és Kohászati Lapok, Kohászat, 114, /1981/, 2. p. 79-85; Yamada, K. et al.: Process fór extracting alumina front aluminuous eres. /4 426 363 sz. USA szabadalmi leírás/). Ez az arány lehetővé teszi a kémiailag kötött marónátronveszteség számítását, mely a Bayer-eljárás szerinti timföldgyártás egyik jelentős költségeleme.The Na2O / SiO2 weight ratio of sodium aluminum hydrosilicate formed in a 2.5 to 3.5 molar solution of 80-200 g / l Na2Ok at a temperature of 140-150 ° C is reported by various authors as 0.62-0.79 (Adamson , AN: Alumina Production: Principles and Practice, The Chemical Engineer, Huné, 1970, pp. 156-171; Z. Sartowski, Zs. Vargáné Kiss, D, Bulkai: Deacidification in the Bayer Process Mining and Metallurgy Papers, Metallurgy, 114, 1981, 2, pp. 79-85; Yamada, K. et al., U.S. Patent No. 4,426,363 to Process Foal Extraction Alumina Front Aluminum. This ratio makes it possible to calculate the chemical loss of caustic soda, which is a significant cost element in the Bayer process for alumina production.

Kausztikus Na2Ü-n, amelyet Na20k képlettel jelölünk, a folyadékfázisban szabad OH' ionként és (ΑΙ/ΟΗφΟ’ komplex anionként jelen levő OH' ionokkal egyenértékű Na + ionok NarO-ban kifejezett mennyiségét értjük.Caustic Na 2 O, represented by the formula Na 2 O k, means the amount of Na + ions in NarO equivalent to the free OH 'ions in the liquid phase and the OH' ions present as ((/ ΟΗφΟ 'complex anions).

z\ kausztikus mólviszony az oldatban levő kausztikus NarO és AI2O3 mólok hányadosa.z \ caustic molar ratio is the quotient of the caustic NarO and AI2O3 moles in solution.

Az amerikai terminológiában a fentiekkel meg2 egyezően értelmezett kausztikus koncentrációt Na2CO3-ban kifejezve adják meg. Ugyancsak az amerikai terminológiában elterjedtefi használják az oldott AI2O3 koncentráció és az Na2CO3-ban kifejezett kausztikus koncentráció hányadosát, melyet A/C viszonyszámnak neveznek.In American terminology, the caustic concentration as defined above is expressed in terms of Na2CO3. Also, in US terminology, the ratio of dissolved Al2O3 concentration to caustic concentration in Na2CO3, known as the A / C ratio, is widely used.

A gibbsites bauxitokat jellemzően 140-150 Con (kivételes esetben 105 °C-on) ún. kishőmérsékletű feltárással dolgozzák fel. A tipikus megvalósítás szerint a bauxitot a feltáráshoz vezetett, oldott Al2Ü3-ban szegény oldat 10-20%-ot kitevő hányadában felzagyolják. A mintegy 80 ’C-os zagyot rendszerint előmelegítés nélkül, 1-2 óránál nem hosszabb ideig tartó tárolás után hozzákeverik a feltárólúgnak hőcserélőkben kb. 160 ’C-ra melegített fő áramához. Gőz közvetlen bevezetésével érik el, hogy az összekeverés után kapott zagy hőmérséklete a kívánt 140-150 °C-on stabilizálódjék. A vázlatosan ismertetett megoldást kétáramú feltárának nevezik. A gibbsites bauxitok feltárására jellemzően 90-120 g/1 kausztikus Na2O-koncentrációjú, 2,6-2,8 mólviszonyú kikeverés utáni anyalúgot, (a timföldgyártással kapcsolatos szakirodalomban használatos kifejezéssel: returlúgot) használnak. A bauxitnak a feltáró lúgoldatba való bemérését (a bauxit/feltáró lúgoldat arányszabályozását) úgy irányítjuk, hogy a feltáró reaktor elhagyó oldatfázis kausztikus mólviszonya 1,34-1,45 (A/C viszonyszáma 0,66-0,72) legyen. A kishőmérsékletű feltárásnál 40-100 perc tartózkodási időt alkalmaznak, melyet 3-5 sorbakötött autoklávban valósítanak meg. A feltárás első 10-20 percében megtörténik a gibbsit beoldódása.Gibbsite bauxites are typically 140-150 Con (exceptionally at 105 ° C). low temperature digestion. In a typical embodiment, the bauxite is frozen in 10-20% of the solution in digestion-soluble Al2O3-poor. The slurry of about 80 'C is usually mixed with the digestion fluid in heat exchangers for about 1 hour after storage without preheating for up to 1-2 hours. 160 ° C for the main current. By direct injection of steam, the temperature of the slurry obtained after mixing is stabilized at the desired 140-150 ° C. The solution outlined above is called a dual-current explorer. Typically, the digestion of gibbsite bauxites is after use of a caustic Na2O concentration of 90-120 g / l, 2.6-2.8 molar (as used in the literature for alumina production: returlgae). The measurement of bauxite in the digestion solution (ratio control of the bauxite / digestion solution) is controlled so that the caustic molar ratio of the solution reactor leaving solution is 1.34-1.45 (A / C ratio 0.66-0.72). For low temperature exploration, a residence time of 40-100 minutes is used, which is accomplished in 3-5 serial autoclaves. Gibbsite dissolves in the first 10-20 minutes of the excavation.

A gibbsit reakciójával párhuzamosan a kaolinit és beoldódik a folyadékfázisba. A feltehetően komplex ionként jelen lévő oldott S1O2 egyensúlyra vezető reakcióban átalakul szilárd fázisú nátriumalumínium-hidroszilikáttá. A gócok képződéséhez, a kristályok kialakulásához és növekedéséhez hosszabb idő szükséges, mint a gibbsit beoldásához, ezért alkalmaznak rendszerint 40-100 perc tartózkodási időt a reaktorban (Carlos, S.: Interalumina Bauxite Grinding and Digestion. Engineering and Mining Journal, May, 1983, p. 29-94; Kotte, J. J.: Bayer Digestion and Prcdigestion Desilication Reactor System. Light Metals. Proc. of ΑΙΜΕ Annual Conference, 1981, p. 45-79.).Along with the gibbsite reaction, kaolinite dissolves in the liquid phase. The dissolved S1O2, which is believed to be a complex ion, is converted into a solid phase sodium aluminum hydrosilicate by reaction. The formation of nuclei, the formation and growth of crystals takes longer than the dissolution of gibbsite, and therefore a residence time of 40-100 minutes is usually used in the reactor (Carlos, S., Interalumina Bauxite Grinding and Digestion, May 1983). pp. 29-94; Kotte, J. J.: Bayer Digestion and Prcdigestion Desilication Reactor System. Light Metals. Proc. of ΑΙΜΕ Annual Conference, 1981, pp. 45-79.).

A feltáró reaktort elhagyó 140-150 °C hőmérsékletű, 1,34-1,45 mólviszonyú oldat böhmitre nézve túltelített. A bauxit és a feltáró lúgoldat arányát úgy szabályozzák, hogy az oldat AhOs-koncentrációja az egyensúlyi értéket 18-20 g/l-nél jobban ne közelítse meg. Amennyiben az egyensúlyi AI2O3koncentrációt jobban megközelítenék, a böhmitre való túltelítés növekedése miatt a szokásos tartózkodási idő alatt fellépő, 0,5-2% AbO3-at kitevő másodlagos böhmitkcpződés növekedne, gazdasági szempontból el nem viselhető mértéket érne el.The solution leaving the digestion reactor at 140-150 ° C, 1.34-1.45 molar solution, is supersaturated with respect to boehmite. Adjust the ratio of bauxite to digestion solution so that the AhOs concentration in the solution does not approach the equilibrium value by more than 18-20 g / l. If the equilibrium concentration of AI2O3 were approached, the increase in supersaturation to boehmite would result in an increase in the secondary boehmite accumulation during normal residence time of 0.5-2% AbO3, which would be economically unacceptable.

A vörösiszapmosás célja, hogy ellenáramú mosás révén a gyárat elhagyó vörösiszapot kísérő folyadékfázis oldott Na20k- és Al2O3-koncentrációját a lehető legkisebbre csökkentsék. Az ülepítőben a folyadékfázis AhO3-ra nézve túltelített, ezért megkezdődik az adott körülmények között egyensúlyi fázis, a gibbsit kiválása. Az 1. mosóban a ki-2HU 201276 A sebb Na2O-koncentráció és hőmérséklet következtében a túltelítés nagyobb, mint az ülepítőben, ezért a másodlagos gibbsitképződés erőteljesebb. Az ülepítés-mosás során a másodlagos gibbsitképződés miatt a bauxittal bevitt AI2O3 2-3%-át kitevő veszteség lép fel.The purpose of red mud washing is to minimize the concentration of dissolved Na 2 O and Al 2 O 3 in the liquid phase accompanying the red mud leaving the factory by countercurrent washing. In the settler, the liquid phase is supersaturated with respect to AhO3, and therefore, under the given conditions, the equilibrium phase, gibbsite, begins to precipitate. In wash 1, ki-2EN 201276 Due to the higher Na 2 O concentration and temperature, the supersaturation is higher than in the settler, so secondary gibbsite formation is more potent. A loss of 2-3% of bauxite-fed AI2O3 occurs during sedimentation washing due to secondary gibbsite formation.

A 203 873 sz. közzétett európai szabadalmi bejelentés és a T/41326 számon közzétett 1697/86 sz. magyar szabadalmi bejelentés kis SiOz-tartalmú gibbsites bauxitok feldolgozására vonatkozik. Lepetit és Mordini eljárása szerint a barnától 50-120 g/l Na2Ok-koijceutrációjú oldatban őrlik, mely oldat legalább részben vörösiszap vagy timföldhidrát mosásából származik, a kapott zagyot 80-100 °C hőmérsékleten annyi ideig kezelik, hogy a kaolinit legalább 85%-a átalakuljon nátrium-alumíniumhidroszilikáttá. Az eljárás hátránya, hogy a mosóvízben végzett őrléssel a feltárási műveletet felesleges víz bevitelével terheli, mely víznek az elpárologtatósa a gyártás energiafelhasználását növeli.No. 203,873. European Patent Application Publication Publication No. 1697/86 and Publication No. 1697/86, Publication No. T / 41326. Hungarian patent application relates to the processing of low SiO2-containing gibbsite bauxites. According to the method of Lepetite and Mordini, the brown slurry is milled in a solution of 50-120 g / l Na 2 O, which is at least partially obtained by washing red mud or alumina hydrate, the resulting slurry being treated at 80-100 ° C for at least 85% kaolinite. -convert to sodium aluminum hydrosilicate. The disadvantage of the process is that by grinding in the wash water, the digestion operation is burdened with the addition of excess water, which evaporator increases the energy consumption of the production.

Nagy kaolinittartalmú, gibbsites típusú bauxitok feldolgozására ajánl eljárást Grubbs találmány (4 614 641 sz. USA szabadalmi leírás). A találmány szerint a barnától törik, majd 105 pm-nél (50 mesh) osztályozzák, a kaolinitban dúsabb finom frakciót 140 g/l-nél nagyobb Na2Ok-koncentrációjú nátriumaluminát oldatban 80-130 °C hőmérsékleten feltárják, a szilárd fázist ülepítéssel eltávolítják, az oldott alumíniumban és kovasavban dús folyadékfázist hozzákeverik a külön ágon, 140-150 °C hőmérsékleten feltárt durva frakcióhoz.A process for the processing of high kaolinite-containing gibbsite bauxites is disclosed in the Grubbs invention (U.S. Patent No. 4,614,641). According to the present invention, it is broken from brown to classified at 105 µm (50 mesh), the fine fraction rich in kaolinite is decomposed in a solution of sodium aluminate containing more than 140 g / l Na 2 O at 80-130 ° C, and the solid phase is removed by settling , the liquid phase rich in dissolved aluminum and silicic acid is mixed with the coarse fraction which has been digested on a separate branch at 140-150 ° C.

A gibbsites bauxitok feldolgozására széleskörűen alkalmazott ismert technológiák kedvezőtlen vonása, hogy a timföldgyárba bekerülő reaktív SiO2 kb. 0,65-0,69 Na2O/SiO2 tömegaránnyal kötött marónátron-veszteséget okoz. A feltárólúg oldóképességét nem használják ki teljesen, ilyen módon a lúgáram egy részének felmelegítésére és szivattyúzására feleslegesen fordítanak hő- és villamosenergiát. Mindez a feltáró üzemrész átbocsátóképességét csökkenti, a fajlagos energiafelhasználást növeli. A tipikus kishőmérsékletű feltárási technológia további hátránya a 0,5-2 órás tartózkodási idő, mely költséges, nyomás alatt üzemelő berendezések (autoklávok) beépítését igényli. Az autoklávokban nehézkes az anyagtovábbítás megoldása ill. a zagy leülepedésének megakadályozása. Az elterjedten alkalmazott kishőmérsékletű feltárási technológia további hátránya a másodlagos böhmítképződés, emly sok esetben 0,5-2% AI2O3veszteséget okoz. A jelenlegi technológiák hátránya az ülepítő- és mosórendszerben bekövetkező másodlagos gibbsitképződés is, melynek következtében rendszerint 2-3% AI2O3-veszteség lép fel.A disadvantage of the well-known technologies widely used for the processing of gibbsite bauxites is that reactive SiO 2 entering the alumina plant is ca. 0.65-0.69 Na 2 O / SiO 2 causes loss of caustic soda. The solubility of the digestate is not fully utilized, thus wasting heat and electricity on heating and pumping part of the digestate stream. All this decreases the throughput of the exploration unit and increases the specific energy consumption. A further disadvantage of the typical low temperature digestion technology is the residence time of 0.5-2 hours, which requires the installation of costly pressurized equipment (autoclaves). In autoclaves it is difficult to solve the problem of material transfer. preventing slurry settling. Another disadvantage of widespread low temperature digestion technology is secondary boom formation, which in many cases causes a loss of 0.5-2% AI2O3. Current technologies also have the disadvantage of secondary gibbsite formation in the settling and washing system, which usually results in a loss of 2-3% AI2O3.

A találmány célja az ismert technológiák hátrányainak csökkentése olyan egyszerű eljárás révén, mely lehetővé teszi a reaktív SÍO2 által okozott kötött marónátron-veszteségek csökkentését, a feltárólúg oldóképességének és a berendezések kapacitásának teljesebb kihasználását, a feltárási reakció idejének és a feltárási művelet energiafelhasználásának számottevő csökkentését, valamint azt, hogy az oldatban a piaci igényeknek megfelelő minőségű timföld gyártásához kedvező SiO2-koncentrációt érjünk el. A találmány célja továbbá a vesz4 teséget okozó másodlagos bölpni(- és, gjtyjsitképződés mérséklése, il stve megelőzése is.SUMMARY OF THE INVENTION The object of the present invention is to reduce the drawbacks of known technologies by a simple process which allows to reduce the bound caustic soda losses caused by reactive SiO2, to fully utilize the solubility of the digestate and equipment capacity, significantly reduce the digestion reaction time and to achieve a favorable SiO 2 concentration in the solution for the production of grade alumina meeting market requirements. It is a further object of the present invention to reduce and prevent secondary loss-inducing secondary warts.

100 ’C-on lOO-'48O,g/l,^0irkoncenttádójú, 3,1-3,4 mólviszonyv oldatokban különböző szilárdanyag-tartalmú zagyokkal végzett elpkovasavtalanítási kísérletek kimutatták, hogy 100-150 g/l Na2Ok'koncentrációr rtományban a kaolinit átalakulása 4-6 Órára törtető növelésével sem érhető el a 4-6 óra alatt elért 50-70%-nál nagyobb mértékű átalakulás.Deacidification experiments with 100 to 150 g / l, 3.0 to 3.4 molar ratios of solids at various solids contents have shown that at concentrations of 100 to 150 g / l Na 2 kaolinite conversion 4-6 hours does not achieve the 50-70% conversion achieved in 4-6 hours.

Korábban nem vizsgán ák mélyrehatóan a gibbsit beoldódásának és a kaolinit átalakulásának összefüggését.Previously, the relationship between gibbsite dissolution and kaolinite conversion has not been extensively studied.

A reakció mechanizmusát kinetikai modellezés segítségévet vizsgáltuk. A kinetikai modellezés révén jutottunk arra az új (elismerésre, hogy a komplex reakciómechanizmusban mind a kaolinit, mind a gibbsit beoldódásának közös hajtóereje a reaktív OH'-koncentráció; a kaolinit és a gibbsit mintegy verseng a rendszerben lévő szabad OH’-ionokért. A reaktív OH'-koncentráció definíciója:The mechanism of the reaction was investigated by means of kinetic modeling. Kinetic modeling has led to the novel (recognition that reactive OH 'concentration is the common driving force for the solubility of both kaolinite and gibbsite in the complex reaction mechanism; kaolinite and gibbsite compete for free OH' ions in the system. Definition of OH'concentration:

AH = 34 /^Al2O3,gi-CAl2O3 cSiO2 ‘7 102 60 1 ahol:AH = 34 / ^ Al2O3, g- C Al2O3 c SiO2 ' 7 102 60 1 where:

ceqAl2O3, gi a gibbsit tel szemben fennálló egyensúlyi Al2O3-koncentráció, g/l ‘AbOs az aktuális AI2O3-koncentráció, g/l cSiO2 az aktuális SiO2-koncentráció, g/lc eq Al2O3, gi against the gibbsite tel equilibrium existing Al 2 O 3 concentration, g / l 'Abos current Al2 O3 concentration, g / l c the current SiO2 SiO2 concentration, g / l

A képletben szereplő 102 az AI2O3, a 60 S1O2 móltömegét, a 34 két OH' móltömegét reprezentálja· .The formula 102 represents the molecular weight of Al2O3, 60 of S1O2, and 34 of two OH '.

Nem okoz lényeges változást, ha AH kiszámításánál az oldott SiO2-koncentrációt figyelmen kívül hagyjuk, ugyanis az rendszerint 2-3 nagyságrenddel kisebb az Al2O3-koncentrációnál.It does not cause a significant change if the dissolved SiO 2 concentration is ignored in the calculation of AH, since it is usually 2 to 3 orders of magnitude lower than the Al 2 O 3 concentration.

A szakirodalom szerint az átalakulási folyamat során a kaolinit beoldódása igen rövid idő alatt eljátszódik (Adamson, A.N.: Alumina production.principles and practive. The Chemical Engineer, June, 1970, p. 156-171; Kotte, J J.: Bayer Digestion and Predigestion Desilication Reactor System. Light Metals. Proc. of ΑΙΜΕ Annual Conference, 1981, p.45-79.).According to the literature, during the transformation process, the dissolution of kaolinite takes place in a very short time (Adamson, AN: Principles and Practice of Alumina Production, June, 1970, pp. 156-171; J, Kotte, Bayer Digestion and Predigestion Desilication Reactor System. Light Metals. Proc. Of ΑΙΜΕ Annual Conference, 1981, pp.45-79.).

A szakirodalom tanúsága szerint nem vizsgálták a gibbsit és a kaolinit alkálihidroxid-alkálialuminát oldatokban párhuzamosan lejátszódó reakcióinak sebessége viszonyait és a reakciók összefüggését.According to the literature, the relationship between the rate of reaction of gibbsite and kaolinite in alkali hydroxide alkaline aluminate solutions and the relationship between these reactions has not been investigated.

A kinetikai modellezés során a szakirodalom alapján nem várhatóan azt tapasztaltuk, hogy a gibbsit beoldódásának sebessége mintegy 2-8-szor nagyobb, mint a kaolinité.In kinetic modeling, it is not expected from the literature that gibbsite dissolution rate is approximately 2 to 8 times higher than that of kaolinite.

Ebből következett az a felismerés, hogy ha elegendő mennyiségű gibbsit van jelen, akkor az elfogyasztja a jelenlévő reaktív OH'-t, ezért a kaolinit bizonyos, adott esetben számottevő hányada „túléli” akár a 140-160 °C-os feltárást is.As a result, it was realized that if enough gibbsite was present, it would consume the reactive OH 'present, and therefore some, possibly significant, amount of kaolinite would "survive" up to 140-160 ° C.

Az általunk elvégzett vizsgálatok beigazolták ezt a felismerést. Megfelelő mennyiségű gibbsit jelenléte esetén a feltárás utáni iszapban az elméleti 0,69 értéknél lényegesen kisebb, 0,4-0,5 Na2O/SiO2 arányokat találtunk. Röntgendiffraktorméterrel kimu3Our investigations have confirmed this recognition. In the presence of a sufficient amount of gibbsite, a ratio of 0.4-0.5 Na 2 O / SiO 2 was significantly lower than the theoretical value of 0.69 in the digestion sludge. X-ray diffractometer kimu3

-3HU 201276 A tatható volt a reagálatlan kaolinit 20, sőt 60 percig tartó, 150 ’C-on végzett feltárás után is. Ezek az eredmények a korábbi ismeretek alapján nem voltak várhatóak.-3H 201276 It was possible to react with unreacted kaolinite after digestion for 20 minutes or even 60 minutes at 150 ° C. These results were not expected based on previous knowledge.

A közel azonos mólviszonyú, de különböző NaíOk-koncentrációjú nátriumhidroxid-nátriumaluminát oldatokban végzett mérések eredményeit legjobban leíró kinetikai modell azt sugallja, hogy a reakció során képződő nátrium-alumínium-hidroszilikát lassítja, majd leállítja a kaolinit további átalakulását. Ezt a jelenséget azzal magyarázzuk, hogy a kaolinit egy részének átalakulása során képződő nátrium-alumínium-hidroszilikát mintegy védőrétegként viselkedve gátolja a kaolinit további átalakulását. A timföldgyári lúgoldatban részlegesen átalakult kaolinit felületén a nátrium-alumínium-hidroszilikát jelenlétét a legújabb kutatások igazolták (Roach G.I.D., White, AJ.: Dissolution Kinetics of Kaolin in Caustic Liquors. Light Metals. Proc. of ΑΙΜΕ Annual Conference, 1988. p. 4147.).The kinetic model that best describes the results of the measurements in sodium hydroxide sodium aluminate solutions of approximately the same molar ratio but with different NaOH concentrations suggests that the sodium aluminum hydrosilicate formed during the reaction slows down and then stops further conversion of kaolinite. This phenomenon is explained by the fact that the sodium aluminum hydrosilicate formed during the conversion of some of the kaolinite acts as a protective layer to prevent further conversion of kaolinite. The presence of sodium aluminum hydrosilicate on the surface of the partially transformed kaolinite in alumina alkaline solution has been confirmed by recent research (Roach GID, White, AJ. Dissolution Kinetics of Kaolin in Caustic Liquors. Proc. Of ΑΙΜΕ Annual Conference, 1988, 4147). .).

A találmány alapja az a felismerés, hogy ha a 140-180 °C hőmérsékletű feltárásnál az adott esetben részlegesen előkovasavtalanított bauxitot tartalmazó zagy oldatfázisának reaktív OH-koncentrációját 6 g/l-nél, előnyösen 2 g/l-nél kisebb értéken tartjuk, akkor meggátolhatjuk a kaolinitnek nátrium-alumínium-hidroszilikátokká történő átalakulását.The invention is based on the discovery that if the reactive OH concentration of the solution phase of the slurry optionally containing partially deacidified bauxite is kept below 6 g / l, preferably less than 2 g / l during digestion at 140-180 ° C. conversion of kaolinite to sodium aluminum hydrosilicates.

E felismerés alapján gibbsites bauxitokból azokat alkálihidroxid-alkálialuminát feltáró oldattal összekeverve és 100-180 eC, előnyösen 140-160 °C hőmérsékleten feltárva, a feltárt zagyból a vörösiszap hígítás után ülepítéssel való elkülönítése és kimosása révén kapott nátriumaluminát oldatból a timföldhidrát hűtéssel és keveréssel való kiválasztása és a timföldhidrát kalcinálása útján oly módon állítunk elő timföldet, hogy a feltárásba bevezetett bauxitot adott estben előzetesen ismert módon kovasavtalanítjuk, és a bauxitot adott esetben előzetesen ismert módon kovasavtalanítjuk, és a bauxit és a 80-180 g/1 Na2Ok-tartalmú, legalább 2,1 mólviszonyú és 1 g/l-nél kisebb SiO2-koncentrációjú feltáró oldat arányának ismert módon való szabályozásával a feltáró reaktorból kilépő zagy folyadékfázisában a fenti képlet szerinti reaktív hidroxidionkoncentrációt 6 g/l-nél kisebb, előnyösen 0-2 g/1 közötti értéken tartjuk.Mixed gibbsites Based upon this finding it bauxitokból alkálialuminát exploratory alkali hydroxide solution and 100 to 180 e C and exposing temperature is preferably 140-160 ° C, the digested slurry of red mud after dilution resulting sodium aluminate by separation by sedimentation and washing solution from the hydrate by cooling and stirring and calcining the alumina hydrate, the alumina is prepared by desulfurizing the bauxite introduced into the digestion in a known manner and optionally in a known manner, and containing bauxite and at least 80-180 g / l Na2Ok. By controlling the ratio of the digestion solution having a molar ratio of 2.1 molar to less than 1 g / l in the liquid phase of the slurry outlet slurry, the reactive hydroxide ion concentration of the above formula is less than 6 g / l, preferably 0-2. g / l.

A feltáró berendezésekben 3 fő rész különíthető el:The exploration equipment has three main parts:

a) a feltárólúg, illetve a bauxitzagy feltárási hőmérsékletre történő felmelegítésére szolgáló rész(a) a part for heating the digestion fluid or the bauxite slurry to digestion temperature

b) a feltárási reakció lefolytatására szolgáló rész (reaktor)(b) the reactor part

c) a reaktort elhagyó zagy hőmérsékletének és nyomásának csökkentésére szolgáló rész.(c) a part for reducing the temperature and pressure of the sludge leaving the reactor.

Ha a reaktív hidroxidion-konccntráció számításánál az SiO2-koncentrációt elhanyagoljuk, a reakció hajtóereje az egyensúlyi és az aktuális AI2O3koncentrációk különbségével lesz arányos.If the SiO2 concentration is neglected in the calculation of the reactive hydroxide ion concentration, the driving force of the reaction will be proportional to the difference between the equilibrium and the actual Al2O3 concentrations.

Ezért a találmány szerinti eljárást előnyösen úgy valósítjuk meg, hogy a bauxit és a feltáró oldat arányának szabályozásával a feltárást a feltáró reaktorból kilépő zagy folyadékfázisára jellemző egyensúlyi AhCb-koncentráció legalább 18 g/l-re, 4 előnyösen 0-6 g/l-re való megközelítéséig vezetjük.Therefore, the process according to the invention is preferably carried out in such a way that by controlling the ratio of the bauxite to the digestion solution, the equilibrium concentration of AhCb is at least 18 g / l, 4 preferably 0-6 g / l, typical of the liquid phase of the digestion effluent slurry. until we approach it.

A bauxit és a feltáró oldat összekeverésekor a két komponens arányát ismert módon állítjuk be. Előnyösen a bauxit tömegáramát és a feltáró oldat térfogatáramát mérjük, és ezek arányának szabályozásával tartjuk a reaktív hidroxidion-koncentrációt a fent megadott határok között. Ez az egyébként ismert művelet analóg a szakirodalomban zagybeállításnak, A/C viszony-, illetve mólviszonyszabályozásnak nevezett művelettel.When mixing the bauxite and the digestion solution, the ratio of the two components is adjusted in a known manner. Preferably, the mass flow rate of the bauxite and the volume flow rate of the digestion solution are measured and the reactive hydroxide ion concentration is kept within the limits given above by controlling their proportion. This otherwise known operation is analogous to what is known in the literature as slurry adjustment, A / C ratio or molar ratio control.

A találmány gyakorlati megvalósítása során előnyösen úgy járunk el, hogy a szabályozott jellemzőt számítjuk, és annak kiszámítása során figyelembe vett koncentrációkat a folyamat modellje segítségével határozzuk meg. A szabályozás egyszerűen megvalósítható a feltárt zagy elektromos vezetésének mérése révén is.In the practice of the invention, it is advantageous to calculate the controlled characteristic and to determine the concentrations taken into account in the calculation using the process model. Control can also be easily accomplished by measuring the electrical conductivity of the digested slurry.

A találmány megvalósítása során előnyösen úgy járunk el, hogy a bauxitot a feltáró oldat legalább 10/-ával összekeverve pihentetjük. Ezt az előkovasavtalanításnak nevezett műveletet 80-120 CC, előnyösen 90-100 °C hőmérsékleten enyhe keverés mellett - 0,03-0,2 kW/m3 zagy keverési energia felhasználásával - végezzük, a kaolinit átalakulását 0,5-20, előnyösen 2-4 óra után, azaz a kaolinit 1080, előnyösen 20-50%-ának átalakulása után megszakítjuk. így gátoljuk meg a még nem reagált kaoIinitnek a későbbi műveletekben nátrium-alumínium-hidroszilikáttá való átalakulását. Ugyanakkor annak révén, hogy a feltáró reaktorba kerülő szilárd fázisban nátrium-alumínium-hidroszilikát gócokat képezünk, elősegítjük a folyadékfázisba a feltárás műveletében beoldódó S1Ó2 nátrium-alumíniumhidroszilikátként való mielőbbi kiválását.In the practice of the invention, the bauxite is preferably rested by mixing with at least 10 of the digestion solution. This operation, called dehydrogenation, is carried out at 80-120 ° C, preferably 90-100 ° C with gentle agitation, using 0.03-0.2 kW / m 3 slurry mixing energy, converting kaolinite into 0.5-20, preferably After 2-4 hours, i.e. after conversion of 1080, preferably 20-50%, of the kaolinite. This prevents the conversion of unreacted kaolinite into sodium aluminum hydrosilicate in subsequent operations. At the same time, the formation of sodium aluminum hydrosilicate nodules in the solid phase entering the digestion reactor facilitates the rapid precipitation of the S1O2 sodium aluminum hydrosilicate which is dissolved in the liquid phase during digestion.

A találmány szerint a korábban szokásosnál lényegesen kisebb idő, 1-60, előnyösen 3-20 perc alatt elvégezhető a gibbsites barnátok feltárása. A művelet az úgynevezett autoklávsornál eljárástechnikai szempontból kedvezőbb csőreaktorban is gazdaságosan megvalósítható.According to the invention, the digestion of gibbsite brunates can be carried out in a much shorter time than usual, 1-60 minutes, preferably 3-20 minutes. The operation is also economically feasible in a tubular reactor which is more technically advantageous than the so-called autoclave series.

Előnyös továbbá, ha oldott AhCb-ban szegény alkálihidroxid-alkálialuminát oldatot vezetünk a hígítás és/vagy a vörösiszap-elkülönítés (ülepítés) és/vagy a vörösiszapmosás művelethez. Ily módon ugyanis a mosósori oldatfázis AbOytúltelítését csökkenthetjük, ezáltal a másodlagos gibbsitképződést mérsékelhetjük. Oldott Al2O3-ban szegénynek azt a timföldgyári lúgoldatot tekintjük, amelynek kausztikus mólviszonya 2,5-nél, előnyösen 2,7nél nagyobb. Az oldott AkOyban szegény alkálihidroxid-alkálialuminát oldat nemcsak returlúg, hanem vörösiszap-kausztifikálásból, szódasó-kautisztifikálásból, timföldhidrát mosásából, vörösiszap hidrotermális kezelésből származó oldat ill. ezek keveréke is lehet. Az oldott Al2O3-ban szegény oldat(ok)at a vörösiszapülepítés-mosás folyamatban egy vagy több ponton is hozzáadhatjuk a vörösiszap-zagyhoz ill. a mosófolyadékhoz. A feltárást megkerülő returlúg ülepítő és mosósor közötti megosztásának optimumát műszaki-gazdasági vizsgálat segítségével, szabályozástechnikai megfontolások figyelembevételével célszerű meghatározni.It is further preferred that a solution of a poor alkaline hydroxide alkaline aluminate in dissolved AhCl2 is subjected to a dilution and / or red mud separation (settling) and / or red mud washing operation. In this way, the AbO over-saturation of the scrubbing solution phase can be reduced, thereby reducing secondary gibbsite formation. A solution of alumina having a caustic molar ratio of greater than 2.5, preferably greater than 2.7, is considered poor in dissolved Al 2 O 3 . Not only is the solution in AkOy soluble in alkali hydroxide alkaline aluminate solution a solution derived from red mud causticisation, caustic soda causticisation, washing of alumina hydrate, hydrothermal treatment of red mud. it can also be a mixture of these. Dissolved in 3 Al2O poor solution (s) of vörösiszapülepítés washing process one or more points can be added to the red mud slurry, respectively. to the washing liquid. The optimum distribution of the digestate by-pass between settling and washing line by digestion should be determined by a feasibility study, taking into account regulatory considerations.

A különféle eredetű és minőségű barnátok esetében a technológiai jellemzők optimális kombinációját optimalizáló kísérletekkel határozzuk meg.For browns of various origins and qualities, the optimal combination of technological features is determined by optimization experiments.

-4HU 201276 A-4EN 201276 A

88

A feltárás végén megengedhető Si02-koncentráció meghatározását egyszerűsített példán mutatjuk be. Vegyünk alapul egy olyan timföldgyárat, ahol jó minőségű, kevés vőrösiszapot adó gibbsites bauxit kerül feldolgozásra. Tegyük fel, hogy a kikeverés során 1 m3 aluminátlúgból 75 kg AI2O3 válik ki, a timföld SiO2-szennyezését 0,020%-ban kívánjuk maximálni és hogy a feltárást elhagyó oldatfázisban lévő S1O2 25%-a válik ki a hígítás és az ülepít és során. A szakirodalomból ismeretes (Teás, E.B., Kotte. JJ.: The effect of impurites on process efficency and methods fór impurity control and removal. Proc. of JBI/JGS Symposium 1980 Titled „Bauxite/Alumina Industry in the Americas”), hogy a kikeverőbe belépő oldott SiO2-nak mintegy 2%-a kerül a timföldbe. Tegyük fel továbbá, hogy a feltáró reaktort a hőrekuperáció előtt elhagyó és a kikeverőbe belépő oldat Na2Ok-koncentrációja nem tér el egymástól és a teljes returlúgmennyiség áthalad a feltáráson. Ebben az esetben a kikeverőbc belépő és a feltáró reaktort elhagyó oldatfázis mennyisége közel megegyezik. A fenti feltételezések mellett a feltáró reaktort elhagyó oldatfázisban az SiCb-mérlegből következően 1 g/1 SiO2 engedhető meg.The determination of the permissible SiO 2 concentration at the end of the digestion is illustrated by a simplified example. Consider a alumina plant that processes high quality gibbsite bauxite with a low level of red mud. Assume that 75 kg of AI2O3 are precipitated from 1 m 3 of alumina during mixing, that the SiO 2 contamination of the alumina is to be maximized by 0.020% and that 25% of S1O2 in the dilute solution phase is precipitated and . It is known from the literature (Teeas, EB, Kotte. J.J., The Effect of Impurites on Process Impact and Methods for Foam Impact Control and Removal. Proceedings of the JBI / JGS Symposium 1980, titled "Bauxite / Alumina Industry in the Americas") that about 2% of the dissolved SiO 2 entering the mixer goes into the alumina. Suppose, further, that the Na 2 Ok concentration of the solution leaving the digestion reactor prior to heat recovery and entering the mixer does not differ and that the total amount of returic acid passes through the digestion. In this case, the amount of solution phase entering the mixing vessel and leaving the digestion reactor is nearly equal. Under the above assumptions, 1 g / l SiO 2 is allowed in the solution phase leaving the digestion reactor from the SiCb balance.

A találmány szerinti eljárás főbb előnyei a következők:The main advantages of the process according to the invention are as follows:

a) A SiO2-tartalmú ásványok teljes átalakulását meggátoljuk, ennélfogva a kémiailag kötött marónátron-veszteség Na2O/SiO2 arányban kifejezvea) Complete conversion of SiO 2- containing minerals is prevented, therefore, the loss of chemically bound caustic soda expressed as Na 2 O / SiO 2

0,4-0,55 értékre csökken,Decreases to 0.4-0.55,

b) a korábban alkalmazott eljárásokhoz képest több bauxit mérhető be egységnyi térfogatú feltárólúgba, ezért a feltárási művelet energiafelhasználása kisebb, a feltáró berendezés kisebbre méretez10 hető, illetve a már meglévő feltáró berendezések kapacitása növekszik,(b) more bauxite can be incorporated into the digestion volume per unit volume compared to previous processes, which results in lower energy consumption in the digestion operation, scalability of the digester 10 and increased capacity of existing digester,

c) a kisebb tartózkodási idő lehetővé teszi a meglévő reaktoroknál a kapacitás további növelését, illetve új berendezés létesítésekor jelentős megtakarítás érhető el,(c) the shorter residence time allows for an additional increase in the capacity of existing reactors or significant savings in the construction of new equipment,

d) az eljárás alkalmazása révén a feltárás mellékreakciójaként lejátszódó, veszteséget okozó gibbsit -> böhmit átalakulás mérsékelhető, illetve gyakorlatilag kiküszöbölhető,d) the application of the process can reduce or virtually eliminate the loss of gibbsite -> boehmite conversion that occurs as a side reaction of the digestion,

c) az ülepítés-mosás műveletekben fellépő másodlagos gibbsitképződés számottevően mérsékelhető.(c) secondary gibbs forming in the sediment-washing operations can be significantly reduced.

A kishőmérsékletű feltárás széles körben alkalmazott megvalósításának és a találmány szerinti eljárásnak az összevetését az alábbi táblázatban mutatjuk be:A comparison of the widely used embodiment of low temperature digestion with the process of the invention is shown in the following table:

Összehasonlító táblázatComparison table

tipikus hagyományos megoldás typical traditional solution találmány szerinti invention of feltárólúg Na2Ok-koncentrációraises Na 2 Ok concentration g/i g / L 140 140 140 140 feltárás utáni mólviszony molar relationship after excavation 1,35 1.35 1,20-1,25 1.20-1.25 feltárási hőmérséklet digestion temperature °C C 143 143 150-160 150-160 a zagy tartózkodási ideje a reaktorban the residence time of the slurry in the reactor perc minute 100 100 3-15 3-15 reaktív OH-koncentráció a feltáró reactive OH concentration is exploratory reaktorból való kilépés helyén at the exit of the reactor g/i g / L 7 7 2 2 Na2O/SiO2 tömegarány a feltárás utáni iszapbanNa 2 O / SiO 2 weight ratio in sludge after digestion 0,69 0.69 0,40-0,55 0.40 to 0.55 másodlagos böhmitképzódés a feltárás során, AI2O3 secondary boehmite formation during digestion, AI2O3 % % 0,5-2 0.5-2 0-0,5 0-0,5 másodlagos gibbsitképződés az ülepítés-mosás során, AI2O3 secondary gibbsite formation during sedimentation washing, AI2O3 % % 2-3 2-3 0-0,5 0-0,5 aluminátlúg mólviszony molar ratio of alumina __ __ 1,40 1.40 1,40 1.40 feltárást megkerülő returlúg hányad the proportion of returnee bypasses % % 0 0 20-25 20-25 A találmány szerinti eljárás néhány lehetséges kiviteli módját példák segítségével mutatjuk be, a példák azonban nem jelentik az igénypontok korlátozását. 50 Some possible embodiments of the process of the invention are illustrated by the following examples, but are not intended to limit the claims. 50 Fe2O3 Fe 2 O 3 hematitban geothítben Hematite geothítben 3,05% 7,7% 4,3% 3.05% 7.7% 4.3%

/. példa/. example

A kísérlethez az alábbi tömeg%-os összetételű, a brazililai Treebetas lelőhelyről származó, „ultráimé” minőségű bauxitot használtuk: 55For the experiment, "ultra-mee" grade bauxite from the Brazilian Treebetas site was used in the following weight percent: 55

AI2O3 Al2O3 gibbsitben böhmitben kaolinitban gibbsite boehmite kaolinite 51,0-51,4% 0,4-0,8% 2,2% 51.0 to 51.4% 0.4-0.8% 2.2% 54,0% 54.0% SiO: SiO: kvarcban quartz 0,52% 0.52% kaolinitban kaolinite 2,53% 2.53%

12,0%12.0%

Izzít ási veszteség 29,9%Loss on ignition 29.9%

A bauxitot 152,3 g/1 Na2Ok, 79,7 g/1 AI2O3-, 0,3 g/1 SiO2-koncentrációjú timföldgyári lúgban feltártuk, 1 liter oldatba 235 g száraz bauxitot mértünk be. A feltárást 150 °C-on, autokláv bombákban végeztük. A kísérleti időt az előre felmelegített olajfürdőbe való behelyezéstől számítottuk. A kísérleti technikából következően (az autokláv bomba és a benne lévő zagy felmelegítésének időigénye miatt) a zagynak a fürdő hőmérsékletén való tartózkodási ideje a mért értéknél kevesebb. A kísérleti idők lejárta után a bombákat lehűtés után kibontottuk, aThe bauxite was digested in alumina liquor having a concentration of 152.3 g / l Na 2 O 2 , 79.7 g / l Al 2 O 3, 0.3 g / l SiO 2, and 235 g dry bauxite was added to 1 liter of solution. The digestion was carried out at 150 ° C in autoclave bombs. The experimental time was calculated from the time of insertion in the preheated oil bath. Due to the experimental technique (due to the time needed to heat the autoclave bomb and the slurry inside it), the slurry's residence time at bath temperature is less than the measured value. At the end of the experimental times, the bombs were disassembled after cooling, a

-5HU 201276 A folyadékfázist centrifugálással elválasztottuk, majd elemeztük. A szilárd fázist, desztillált vízzel három10 szór kimostuk, majd szárítás után elemeztük. A mérési eredmények a következők:-5EN 201276 The liquid phase was separated by centrifugation and analyzed. The solid phase was washed with distilled water three times and then analyzed after drying. The results of the measurements are as follows:

kísérlet oldatfázis szilárd fázisexperiment solution phase solid phase

idő perc time minute Na2O g/1Na 2 O g / l AI2O3 gfl Al2O3 GFL molvi szony Molven Szõnyi SiO2 g/iSiO 2 g / i reaktív OH' g/1 reactive OH- g / 1 Na2Ű SiO Na2Ű SiO AI2O3 SiO2 Al 2 O 3 SiO 2 10 10 136,2 136.2 179,2 179.2 1,25 1.25 1,07 1.07 3,14 3.14 0,137 0,137 6,90 6.90 15 15 133,1 133.1 182,4 182.4 1,20 1.20 0,92 0.92 0,26 0.26 0,319 .319 1,80 1.80 20 20 134,2 134.2 185,5 185.5 1,19 1.19 0,68 0.68 0,03 0.03 0,327 0.327 1,52 1.52

Megjegyezzük, hogy amennyiben a kaolinitből a kísérleti körülmények között képződő nátriumalumínium-hidroszüikátban az AI2O3/SÍO2 tömegarányt a kaolinitéval megegyezően 0,85-nek veszszük és a böhmitet fel nem táródónak tekintjük, a gibbsit teljes feltárása esetén az iszapban várható AbO3SiO2 tömegarány 1,01-1,17-nek adódik attól függően, hogy a böhmites AhO3-at 0,4 vagy 0,8 értékkel vesszük számításba.It is noted that if the kaolinite form sodium aluminum hidroszüikátban Al2O3 / SiO2 weight ratio same way 0.85 has in need of kaolinitéval the experimental conditions and the boehmite not considered táródónak the gibbsite case of full disclosure expected in the slurry ABO 3 SiO2 weight ratio of 1, 01-1.17 depending on whether boehmic AhO3 is taken as 0.4 or 0.8.

Amint a táblázatból látható, 15 és 20 perces feltárás után mind az oldat mólviszonya, a szilárd fázisban mért Na2O/SiO2 és AI2O3/S1O2 tömegarány, mind az oldat SiO2-koncentrációja kedvező érték. Másodlagos böhmitképzódést nem tapasztaltunk.As shown in the table, after 15 and 20 minutes of digestion, both the molar ratio of the solution, the weight ratios of Na2O / SiO2 and Al2O3 / S1O2 in the solid phase, and the SiO2 concentration of the solution are favorable. No secondary boehmite formation was observed.

2. példaExample 2

A kísérletekhez felhasznált bauxit és lúg összetétele megegyezett az 1. példában feltüntetettel. A feltárást autokláv bombákban 150 °C hőmérsékle25 ten 60 perc reakcióidővel végeztük. A mérési eredmények:The composition of the bauxite and alkali used in the experiments was the same as that of Example 1. The digestion was carried out in autoclave bombs at a reaction temperature of 150 ° C for 60 minutes. The measurement results:

kísér- leti idő perc accompany- lations time minute bauxit- bemé- rés g/i bauxite input with gap g / L Na3O3 g/1Na 3 O 3 g / l AI2O3 szony g/i Al2O3 Szõnyi g / L oldatfázis mólvi- OH‘ solution phase mólvi- OH- S1O2 S1O2 g/i S1O2 S1O2 g / L reaktív S1O2 g/i reactive S1O2 g / L szilárd fázis solid phase Na2ONa 2 O AI2O3 Al2O3 60 60 235 235 135,4 135.4 189,6 189.6 1,17 1.17 0,58 0.58 0,00 0.00 0,346 0.346 1,21 1.21 60 60 221 221 134,9 134.9 180,9 180.9 1,23 1.23 0,73 0.73 1,97 1.97 0,386 .386 1,02 1.02 60 60 207 207 132,3 132.3 174,5 174.5 1,25 1.25 0,54 0.54 2,63 2.63 0,409 0.409 1,10 1.10

A hosszú reakcióidő ellenére valamennyi mérésnél kedvező mőlviszont, oldott SiO2-koncentrációt, AI2O3/SÍO2 tömegarányt, és alacsony Na2O/SiÖ2tömegarányt kaptunk. A 60 perc feltárás után a szilárd fázisban rcagálatlan kaolinit jelenléte kimutatható. Másodlagos böhmitképződést nem tapasztaltunk.Despite the long reaction time, all measurements yielded a favorable molar ratio, dissolved SiO2 concentration, Al2O3 / SiO2 weight ratio, and low Na2O / SiO2 weight ratio. After 60 minutes of digestion, the presence of uncharged kaolinite in the solid phase can be detected. No secondary boehmite formation was observed.

3. példaExample 3

A bauxit összetétele megegyezett az 1. példában szereplővel. A kísérlethez használt timföldgyári lúg 140 g/1 Na2Ok-l, 74,1 g/1 AbOs-at és 0,4 g/1 SiO2-t tartalmazott. 1 liter lúgba 800 g száraz bauxitot adagolva 100 °C-on 2 órás előkovasavtalanítást alkalmaztunk, miközben a bombákat percenként 19 fordulattal mozgattuk a fürdőben. Ez a keverési intenzitás ipari körülmények között tapasztalatunk szerint 0,03-0,2 kW/m3 zagy keverési energia bevitelével reprodukálható. Ezután a zagyot a feltáró lúgoldattal oly mértékben hígítottuk, hogy az oldatra vonatkoztatva 232 g/1 bauxitbemérést kapjuk. A zagyot ezután 150 °C-on autokláv bombákban 15 perces feltárásnak vetettük alá. A feltárás után a következő mérési eredményeket kaptuk:The composition of bauxite was the same as in Example 1. The alumina base used in the experiment contained 140 g / l Na 2 Ok, 74.1 g / l AbOs and 0.4 g / l SiO 2 . 800 grams of dry bauxite was added to 1 liter of alkali at 100 ° C for 2 hours, while the bombs were moved at 19 rpm in the bath. According to our experience, this mixing intensity can be reproduced by applying a mixing energy of 0.03-0.2 kW / m 3 slurry. The slurry was then diluted with the digestion liquor to a level of 232 g / l bauxite per liter. The slurry was then subjected to a 15-minute digestion in autoclave bombs at 150 ° C. After exploration, the following measurement results were obtained:

kísér- leti idő perc accompany- lations time minute Na2O g/1Na 2 O g / l AI2O3 g/i Al2O3 g / L oldatfázis molvj- szony solution phase molvj- Szõnyi SiO2 g/iSiO 2 g / i reaktív OH' g/1 reactive OH 'g / l szilárd fázis solid phase Na2O , SiO2 Na 2 O, SiO 2 AI2O3 SiO2 Al 2 O 3 SiO 2 15 15 127,2 127.2 165,4 165.4 1,26 1.26 0,81 0.81 2,49 2.49 0,504 0.504 1,01 1.01

A mérésnél kedvező Na2O/SiC>2 és AI2O3/SÍO2 tömegarányt, feltárás utáni mólviszonyt és oldott SiO2-koncentrációt kaptunk. Másodlagos böhniitképződést nem tapasztaltunk.The measurement gave a favorable weight ratio of Na2O / SiO2 and AI2O3 / SiO2, a molar ratio after digestion and a concentration of dissolved SiO2. No secondary boehnite formation was observed.

4. példaExample 4

Mind a bauxit és a lúg összetétele, mint a bemérés megegyezett a 3. példában részletezettel. A kísérlet során a 3. példa szerinti módon 100 °C-onThe composition of both the bauxite and the alkali as well as the weighing were the same as that described in Example 3. The experiment was carried out at 100 ° C as in Example 3

-6HU 201276 A órás előkovasavtalanítást alkalmaztunk, a zagyot a 3. példában megadott mértékben hígítottuk, majd feltártuk. A 150 ’C-os feltárás után mért adatok a következők:-6H 201276 The hourly deacidification was applied, the slurry was diluted to the extent given in Example 3 and then digested. The data measured after exploration at 150 'C is as follows:

kísér- oldatfázis szilárd fázispilot phase solid phase

leti idő perc lations time minute Na2O g/iNa 2 O g / i AI2O3 g/1 Al2O3 g / 1 molvi- szony molvi- Szõnyi SÍO2 g/i SiO2 g / L reaktív OH’ g/1 reactive OH- g / 1 Na2O SÍO2 Na2O SiO2 AI2O3 S1O2 Al2O3 S1O2 15 15 126,4 126.4 162,4 162.4 1,26 1.26 0,71 0.71 3,08 3.08 0,522 0.522 1,02 1.02

Mind a feltárás utáni mólviszony, az oldott SÍO2koncentráció, mind a Na2O/SiO2 és AhOs/SiChtömegarány szempontjából kedvező értéket kaptunk. Másodlagos böhmitképződést nem tapasztaltunk.Both the molar ratio after digestion, the dissolved SiO2 concentration and the Na2O / SiO2 and AhOs / SiO2 mass ratios were favorable. No secondary boehmite formation was observed.

Claims (5)

1. Eljárás timföld előállítására gibbsites bauxilekból, amelynek során a bauxitot alkálihidroxidalkálialuminát feltáró oldattal összekeverve 100180 ’C, előnyösen 140-160 ’C hőmérsékleten feltárjuk, a feltárt zagyból hígítás után a vörösiszapot ülepítéssel elkülönítjük és kimossuk, majd a kapott nálriumaluminát oldatból hűtéssel és keveréssel kiválasztjuk és szűréssel eltávolítjuk a timföldhidrátot, majd timfölddé kalcináljuk, azzal jellemezve, hogy a feltárás bevezetett bauxitot adott esetben előzetesen ismert módon kovasavtalanítjuk, és a bauxit és a 80-180 gl NaoOt-tartalmú, legalább 2,1 mólviszonyú és 1 g/l-nél kisebb SiO2-koncentrácíójú feltáró oldat arányának ismert módon való szabályozásával a feltáró reaktorból kilépő zagy folyadékfázisában az , ceqAbOi, gi - cAbO3 cSiO2 .A process for the production of alumina from gibbsite bauxils, wherein the bauxite is digested with a solution of alkali hydroxide alkali aluminum digestion at a temperature of 100-180 ° C, preferably 140-160 ° C, after dilution from the digested slurry, the red sludge is separated by sedimentation and washed with and removing the alumina hydrate by filtration and then calcining it into alumina, characterized in that the bauxite introduced in the digestion is optionally deionized in a known manner, and the bauxite and 80-180 g NaoOt, at least 2.1 molar and at 1 g / l controlling the ratio of lower SiO2 concentrations in the digest solution in a known manner leaving the reactor slurry liquid phase of finding the c eq AbOi, gi - c c AbO3 SiO2. AH = 34 . /-_ —— lAH = 34. / -_ —— l 102 60 összefüggéssel meghatározott reaktív hidroxidion-koncentrációt, ahol ceq AI2O3, gi a gibbsittel szemben fennálló egyen15 súlvi AhCb-koncentráció, g/1 *AI2O3 az aktuális A^Ch-koncentráció, g/1 cSiO2 az aktuális SiO2-koncentráció, g/1102 60 reactive hydroxide ion concentration, where c eq Al2O3, gi is the lean AhCb concentration against gibbsit, g / l * Al2O3 is the actual A ^ Ch concentration, g / 1c SiO2 is the actual SiO2 concentration, g / 1 6 g/l-nél kisebb, előnyösen 0-2 g/1 közötti érté20 ken tartjuk.It is maintained at values of less than 6 g / l, preferably 0-2 g / l. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a bauxit és a feltáró oldat arányának szabályozásával a feltárást a feltáró reaktorból kilépő zagy folyadékfázisára jellemző egyensúlyi AI2O325 koncentráció legalább 18 g/I-re, előnyösen 0-6 g/1re való megközelítéséig vezetjük.Process according to claim 1, characterized in that by controlling the ratio of the bauxite to the digestion solution, the equilibrium concentration of Al2O325 in the liquid phase of the digestion effluent slurry is at least 18 g / l, preferably 0-6 g / l. introduced. 3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a bauxitot a feltáró oldat legalább 10%-ával összekeverve a feltárás előtt 80-120 ’C,The process according to claim 1 or 2, characterized in that the bauxite is mixed with at least 10% of the digestion solution at a temperature of 80-120 ° C prior to digestion, 30 előnyösen 90-100 ’C hőmérsékleten 0,5-20, előnyösen 2-30 preferably at 90-100 ° C for 0.5-20, preferably 2- 4 órán át pihentetjük, és a bauxit és a feltáró oldat keverékét pihentetés közben adott esetben 0,03-0,2 kW/m3 zagy keverési energia felhasználásával keverjük.Allow to rest for 4 hours, and mix the bauxite and the digestion solution with, if appropriate, 0.03-0.2 kW / m 3 slurry stirring energy. 35 4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a reakcióelegyet 1-60, előnyösen 3-20 percig tartjuk a feltárási hőmérsékleten.35 4. Process according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the reaction mixture is kept at the digestion temperature for 1 to 60 minutes, preferably 3 to 20 minutes. 5. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti eljárás, azzalThe method of claim 1 or 2, wherein 40 jellemezve, hogy a szabályozott jellemzőt a feltárt zagy elektromos vezetésének mérésével határozzuk meg.Characterized in that the controlled characteristic is determined by measuring the electrical conductivity of the digested slurry.
HU885601A 1988-10-27 1988-10-27 Process for producing alum earth from bauxite containing gibbsite HU201276B (en)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
HU885601A HU201276B (en) 1988-10-27 1988-10-27 Process for producing alum earth from bauxite containing gibbsite
CA002000832A CA2000832C (en) 1988-10-27 1989-10-17 Process for producing alumina from gibbsitic bauxites
AU43731/89A AU619609B2 (en) 1988-10-27 1989-10-26 Process for producing alumina from gibbsitic bauxites
BR898905475A BR8905475A (en) 1988-10-27 1989-10-26 IMPROVEMENT IN PROCESS TO PRODUCE ALUMIN FROM GIBBSITICAL BAUXITES
ES8903647A ES2019173A6 (en) 1988-10-27 1989-10-27 Process for the production of alumina from gibbsitic bauxites
US07/530,085 US5122349A (en) 1988-10-27 1990-05-29 Process for producing alumina

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
HU885601A HU201276B (en) 1988-10-27 1988-10-27 Process for producing alum earth from bauxite containing gibbsite

Publications (1)

Publication Number Publication Date
HU201276B true HU201276B (en) 1990-10-28

Family

ID=10970450

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
HU885601A HU201276B (en) 1988-10-27 1988-10-27 Process for producing alum earth from bauxite containing gibbsite

Country Status (5)

Country Link
AU (1) AU619609B2 (en)
BR (1) BR8905475A (en)
CA (1) CA2000832C (en)
ES (1) ES2019173A6 (en)
HU (1) HU201276B (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19990028922A (en) * 1995-07-11 1999-04-15 네빌 스튜어트 티펜 High yield precipitation method
CN1295354C (en) * 2005-10-19 2007-01-17 贵阳铝镁设计研究院 Device for dissolving out aluminium oxide

Also Published As

Publication number Publication date
AU619609B2 (en) 1992-01-30
AU4373189A (en) 1990-05-03
ES2019173A6 (en) 1991-06-01
CA2000832A1 (en) 1990-04-27
CA2000832C (en) 1993-05-11
BR8905475A (en) 1990-05-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SU583735A3 (en) Method of processing goethite-containing bauxites
WO1993013017A1 (en) Improved process for separating red mud in production of alumina from bauxite
EP0389061B1 (en) Process for the production of aluminium hydroxide from bauxite
CA2352953C (en) Improved bayer causticisation
CN102502733A (en) Method for treating gibbsite by using high-concentration alkali liquor under normal pressure
Tschamper Improvements by the new Alusuisse process for producing coarse aluminum hydrate in the Bayer process
AU2024203245A1 (en) Method for processing bauxite
CA2272322C (en) Removal of silica from bauxite
HU201276B (en) Process for producing alum earth from bauxite containing gibbsite
US5122349A (en) Process for producing alumina
US3481705A (en) Predigestion of low-silica bauxite
HRP960126A2 (en) Method for processing trihydrate alumina bauxite with a low reactive silica content
Songqing et al. Preheaters and digesters in the Bayer digestion process
US3966874A (en) Extraction of alumina from bauxite ores
Shayanfar et al. Thermodynamic modeling and experimental studies of Bayerite precipitation from aluminate solution: temperature and pH effect
CN113772700A (en) Medicament for improving stability of Bayer process red mud slurry and preparation method and application thereof
US3401009A (en) Extraction of alumina from bauxite
AU716537B2 (en) Removal of silica from bauxite
Damaskin et al. Autoclave desilication of digested bauxite slurry in the flashing circuit
AU2004280272B2 (en) Method for reducing fouling of heat exchangers in a Bayer circuit
AU2004201629B2 (en) Improved bayer causticisation
Paspaliaris et al. PRECIPIT AnON AND CALCINA nON OF MONOHYDRATE ALUMINA FROM THE BAYER PROCESS LIQUORS