HU225042B1 - Method for the removal of iron from sodium aluminate liquors resulting from alkaline attack on alumina-monohydrate-containing bauxite - Google Patents

Method for the removal of iron from sodium aluminate liquors resulting from alkaline attack on alumina-monohydrate-containing bauxite Download PDF

Info

Publication number
HU225042B1
HU225042B1 HU9602275A HU9602275A HU225042B1 HU 225042 B1 HU225042 B1 HU 225042B1 HU 9602275 A HU9602275 A HU 9602275A HU 9602275 A HU9602275 A HU 9602275A HU 225042 B1 HU225042 B1 HU 225042B1
Authority
HU
Hungary
Prior art keywords
bauxite
calcium
lime
weight
digestion
Prior art date
Application number
HU9602275A
Other languages
English (en)
Other versions
HU9602275D0 (en
HUT76868A (en
Inventor
Jean-Michel Lamerant
Jean Deville
Original Assignee
Pechiney 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 Pechiney Aluminium filed Critical Pechiney Aluminium
Publication of HU9602275D0 publication Critical patent/HU9602275D0/hu
Publication of HUT76868A publication Critical patent/HUT76868A/hu
Publication of HU225042B1 publication Critical patent/HU225042B1/hu

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
    • C01F7/062—Digestion
    • C01F7/0633—Digestion characterised by the use of additives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F7/00—Compounds of aluminium
    • C01F7/02—Aluminium oxide; Aluminium hydroxide; Aluminates
    • C01F7/04—Preparation of alkali metal aluminates; Aluminium oxide or hydroxide therefrom
    • C01F7/06—Preparation of alkali metal aluminates; Aluminium oxide or hydroxide therefrom by treating aluminous minerals or waste-like raw materials with alkali hydroxide, e.g. leaching of bauxite according to the Bayer process
    • C01F7/062—Digestion
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F7/00—Compounds of aluminium
    • C01F7/02—Aluminium oxide; Aluminium hydroxide; Aluminates
    • C01F7/46—Purification of aluminium oxide, aluminium hydroxide or aluminates
    • C01F7/47—Purification of aluminium oxide, aluminium hydroxide or aluminates of aluminates, e.g. removal of compounds of Si, Fe, Ga or of organic compounds from Bayer process liquors

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Nutrition Science (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)

Description

A találmány vas eltávolítására vonatkozik alumíniumoxid-monohidrátot tartalmazó bauxit Bayer-eljárás szerinti lúgos feltárása során kapott túltelített nátrium-aluminát-lúgból.
A szakirodalomban részletesen tárgyalt Bayer-eljárás az alapvető gyártási eljárás, amellyel az olvadékelektrolízissel előállított alumínium gyártásához használt vagy timföldhidrátként átmeneti állapotú timföldként hasznosított vagy a timföld számos alkalmazása között ismert égetett, színtereit vagy olvasztott timföldként használt timföldet előállítják.
A Bayer-eljárásnak megfelelően a bauxitot megnövelt hőmérsékleten nátrium-hidroxid megfelelő koncentrációjú vizes oldatával vagy feltárólúggal kezelik, ezáltal az alumínium-oxidot oldják és túltelített nátrium-aluminát-oldatot kapnak.
A reagálatlan ércet (vörösiszapot) tartalmazó szilárd fázis elválasztása után a túltelített nátrium-aluminát-oldatot alumínium-oxid-trihidrát-szemcsékkel oltják be a timföld alumínium-oxid-trihidrátként való kiválásának indukálására. Az alumínium-oxidban elszegényedett - elbontott anyalúgnak is nevezett - nátrium-aluminát-lúgot visszavezetik a feltárási műveletbe, miután betöményítették és - adott esetben új feltárólúg készítése céljából - friss nátrium-hidroxidot adtak hozzá.
Szakember számára ismert, hogy a feltárás körülményeit az alumínium-oxid hidratálási fokának és kristályszerkezetének, valamint a bauxitban lévő szennyeződések tulajdonságainak és mennyiségének megfelelően kell megválasztani. Ez az oka annak, hogy a monohidrátállapotban lévő alumínium-oxidot tartalmazó bauxitot (böhmitet vagy diaszport) az oldható alumínium-oxidra vonatkoztatott 95%-ot meghaladó kitermelés elérésére 200 °C-ot meghaladó, általában 220 és 300 °C közötti hőmérsékleten kezelik. Nagy nátrium-hidroxid-koncentrációjú, Na2O-ban kifejezve szokásosan 130 és 180 g/l közötti koncentrációjú feltárólúg használata esetén az oldható alumínium-oxid gyorsan feloldható kis térfogatú lúgban. Ez lehetővé teszi a túltelített lúg nagy termelékenységű alkalmazását, azaz 1 m3 túltelített lúgra számítva oltást és hűtést követően legalább 80 kg timföld előállítását. Ezt a termelékenységet szokásosan a nátrium-hidroxid (Na2O g/l-ben megadott) C koncentrációjának és a ARp-változásnak a szorzataként fejezik ki - ahol Rp az oldható AI2O3 és a Na2O g/l-ben megadott koncentrációjának aránya - az elbontás kezdetére (előnyösen 1<Rp<1,12) és végére (0,5<Rp<0,7) vonatkozóan.
Ilyen, viszonylag szigorú feltárási körülmények között következésképpen bizonyos szennyeződések, különösen a bauxitban oxidként jelen lévő vas, így a hematit, goethit, azonban még a magnetit és ilmenit is oldódnak. Az ilyen alakban lévő vas részben oldódik még ismeretlen mechanizmus szerint, ennek során oldható komplexek, így [Fe(OH)4]~ képletű ferrátionok képződnek, a vas azonban kolloid állapotban nagyon finom (0,1-3 pm) méretű hidroxidrészecskék alakjában ki is válhat. Ezek a részecskék szűréssel nem különíthetők el, így a túltelített nátrium-aluminát-lúgot, valamint a lúg bomlása során kivált alumínium-oxid-trihidrátot szennyezik.
A Bayer-eljárás során kapott lúgból a vas eltávolítására ismert eljárások néhány változata kielégítő megoldás a bauxitban lévő vas által okozott timföldszennyezés elkerülésére, különösen ha az alumínium-oxid-trihidrátban 0,01 tömeg%-nál kisebb vastartalom biztosítandó, amelyet ma a timföld legtöbb alkalmazása, különösen a műszaki timföldek területén a megengedhető legnagyobb vastartalomnak tekintenek. Szakember számára ez a gyakorlatban azt jelenti, hogy a túltelített aluminátlúg vastartalma nem érheti el a 10 mg/l értéket.
Az eljárások egyik változata szerint a szelektív elbontás előtt a túltelített lúgot szűrik. Az ilyen eljárások ipari lefolytatása azonban majdnem lehetetlen, tekintet nélkül arra, hogy a szűréshez homok- vagy bauxitágyat (US A 3 792 542 és US A 3 728 432) vagy speciális szűrőpapírt (US A 4 446 177) használnak.
Iparilag könnyebben használható egyéb eljárások adalékokat alkalmaznak, amelyek elősegítik a kolloid vas- és szilícium-hidroxid-részecskéinek agglomerálódását, majd a dekantálást és a vörösiszap szűrését. Ilyen adalékok között említhetők a szintetikus flokkulálószerek, így a nagy molekulatömegű anionos polielektrolitok, amelyeket általában poliakrilátokból állítanak elő és előnyösen a dekantálási művelet kezdetén visznek be a rendszerbe (US A 3 390 959, US A 3 681 012 vagy US A 3 975 396).
Az ásványi adalékok, így a mész is megemlítendők. Ezt az anyagot gyakran használják adalékként a bauxit lúgos feltárása előtt kis mennyiségű nátrium és alumínium-oxid oldására, amelyek eredetileg a bauxitban együtt vannak jelen szennyeződésekkel, így szilícium és vas, titán vagy vanádium oxidjaival alkotott sók vagy komplex oldhatatlan oxidok alakjában.
A mész beadagolható a szuszpenzió dekantálása előtt is, amelyet bauxit nagy hőmérsékletű lúgos feltárása, majd a nyomás légköri értékre történő csökkentése során közel 100 °C hőmérsékletre való hűtése útján kapnak. Ezáltal meggyorsítják a vörösiszap dekantálását és elősegítik bizonyos szennyeződések, így a vas elválasztását. Az US A 3 796 789 dokumentum ezt javasolja a nátrium-aluminát-lúg vastartalmának 10 mg/l érték alá csökkentésére, különösen nátrium-karbonát és a bauxit első lúgos feltárásából származó oldhatatlan maradék színtereit elegyének kilúgozása (szinterelési eljárás) során kapott nátrium-aluminát-lúgok esetében. A fenti dokumentum azonban nem részletezi a bauxit lúgos feltárásából közvetlenül kapott lúgban elérhető vasmentesítés mértékét.
Vizsgálataink során megállapítottuk, hogy a különböző adalékokat használó eljárások esetenként lehetővé teszik a bauxit lúgos feltárásából eredő túltelített lúg vastartalmának lényeges csökkentését, azonban a bauxit eredetétől függetlenül az eljárás nem garantál minden esetben 10 mg/l-nél kisebb vastartalmat.
Ez az eredmény azonban olyan eljárásokkal érhető el, amelyek legalább egy sajátos és kiegészítő eltávolí2
HU 225 042 Β1 tási lépést javasolnak kolloid hidroxid vagy többé-kevésbé oldható metastabil komplexek alakjában jelen lévő szennyeződésekre, így vasra vonatkozóan. így az US A 3 607 140 és (az US A 4 732 742 ekvivalenseként) az EP 0 231 175 dokumentumok szerinti eljárások a túltelített lúg elbontása előtt előzetes elbontást hajtanak végre nagyon kis mennyiségű kristálycsíra jelenlétében, amelynek során a szennyeződések, különösen a vas szennyeződéscsapdaként feláldozott alumínium-oxid-trihidráttal együtt válik ki. Ezek az eljárások hatásosak ugyan, a lúg termelékenységének enyhe csökkenése és az elbontás technológiai berendezésében a tartózkodási idő növelése útján azonban növelik a termelési költségeket.
A fentiek alapján igény mutatkozik olyan eljárás iránt, amely a túltelített nátrium-aluminát-lúgban elbontás előtt lehetővé teszi a vas eltávolítását 10 mg/l vastartalomnál kisebb értékig a termelés gazdaságossági feltételeinek változása nélkül, különös tekintettel a lúg termelékenységére és az oldható alumínium-oxid kitermelésére.
A találmány azon a felismerésen alapszik, hogy a bauxit magas hőmérsékletű feltárása végén, pontosan a szuszpenzió - reaktornyomás fokozódó csökkentésével kiváltott - hűtésének kezdetén injektált mész sokkal hatásosabban csökkenti a túltelített lúg vastartalmát, mint bármely egyéb típusú adalék anyag, különösképpen pedig a feltárás előtt vagy a feltárást követően légköri nyomásra csökkentett lehűtött szuszpenzióba bevitt mészadalék.
A fentiek alapján a találmány eljárás vas eltávolítására alumínium-oxid-monohidrátot tartalmazó bauxit Bayer-eljárás szerinti lúgos feltárásával kapott túltelített nátrium-aluminát-oldatokból, amelynek során a bauxitot elbontott anyalúg aliquot részének jelenlétében megőröljük és adott esetben szilikátmentesítjük, az őrölt és adott esetben szilikátmentesített bauxitot az elbontott anyalúg maradék részével 200 °C-ot meghaladó, szokásosan 240-270 °C hőmérsékleten reaktorban feltárjuk, az alumínium-oxid-hidrátot oldjuk, a feltárás végén a túltelített nátrium-aluminát-lúgban oldhatatlan maradék vagy vörösiszap szuszpenzióját kapjuk, amelyet hűtés és hígítás után dekantálva az oldhatatlan maradékot vagy vörösiszapot elválasztjuk a túltelített anyalúgtól, majd az anyalúgot szűrjük és kristálycsírák jelenlétében elbontjuk. A feltárás végén a reaktorban lévő nyomás fokozatos csökkentésekor kapott szuszpenzió hűtése során a szuszpenzióba 140 °C-ot meghaladó hőmérsékleten csekély mennyiségű kalciumtartalmú vegyületet tartalmazó keveréket injektálunk.
A találmány szerint a kalciumtartalmú vegyület mész vagy kalciumsó lehet. Az injektált szuszpenzióban lévő kalciumtartalmú vegyület kis mennyisége alatt CaO-ban kifejezve 0,5-3 tömeg% mennyiséget értünk, a száraz bauxit tömegére vonatkoztatva.
A szuszpenzió hőmérséklete a kalciumtartalmú keverék injektálása során előnyösen 170-220 °C.
Kalciumtartalmú keverékként a mészen kívül bevihetünk kalciumsókat, így kalcium-karbonátot vagy kalcium-szulfátot, továbbá olyan termékeket is, amelyeket mész alkalikus aluminátlúgban lefolytatott kilúgozásával kapunk, ezekre többek között példa a trikalcium-aluminát-hexahidrát (AI2O3-3CaO-6H2O). A kalciumtartalmú keverék csekély mennyisége CaO alakban kifejezve és a feltárt száraz bauxit tömegére vonatkoztatva 0,5-3 tömeg%, előnyösen 1-2 tömeg%.
A vas oldhatóságának csökkentése és kicsapásának gyorsítása érdekében az őrölt és adott esetben szilikátmentesített bauxitot az eljárás kezdetén kis mennyiségű keringetett dekantált iszap jelenlétében tárjuk fel. A dekantált iszap ezen kis mennyisége a száraz bauxit tömegére vonatkoztatva legalább 5 tömeg%, előnyösen 10-18 tömeg%.
Az oldható alumínium-oxid feltárással elérhető kitermelésének növelésére a bauxithoz a feltárás előtt előnyösen az őrlés során - kis mennyiségű meszet adunk, ami a száraz bauxit tömegére vonatkoztatva és CaO alakban kifejezve legfeljebb 1 vagy 2 tömeg%.
Meglepő módon alumínium-oxid-monohidrátot tartalmazó bauxit általában meszet alkalmazó kalciuminjektálással lefolytatott kezelése során a vas oldhatóságának csökkentése és kicsapása tekintetében eltérő eredményeket kapunk.
Ha az őrölt érc és a - 0,5-0,7 Rp értékű és 130-200 g/l Na2O-koncentrációjú - feltárólúg szuszpenziójába a feltárás előtt, előnyösen a folyékony közegben lefolytatott őrlés vagy a szilikátmentesítés közben meszet injektálunk, az oldható alumínium-oxid oldási kitermelésének észrevehető növekedését tapasztaljuk. Ez a növekedés annak tulajdonítható, hogy mész jelenlétében a goethit hematittá alakulása aktiválódik, ezáltal a goethit kristályrácsába beágyazott alumínium-oxid felszabadul. A száraz bauxit tömegére vonatkoztatva általában 3-6 tömeg% CaO-ot használunk, azonban annak mennyisége az alumínium-oxid-monohidrátot tartalmazó bauxitban lévő szennyeződések tulajdonságainak és ásványi szerkezetének függvénye. Megjegyezzük még, hogy mészfelesleg a kitermelést csökkenti, minthogy a nátrium-alumináttal reagál és ennek következtében oldhatatlan trikalcium-aluminát csapódik ki.
Az 1. táblázatnak megfelelően így megállapíthatjuk, hogy afrikai (Boke) eredetű, alumínium-oxid-monohidrátot tartalmazó bauxit kitermelése 4-5%-kal növekszik anélkül, hogy a dekantált és szűrt túltelített nátrium-aluminát-lúgban elbontás előtt a vastartalom észrevehetően csökkenne.
Tekintetbe véve, hogy a vasat tartalmazó részecskék ülepedési küszöbértéke 3 μιτι nagyságrendű, 15-25 mg/l vaskoncentrációt kapunk, ami jó minőségű timföld előállításához túl nagy.
HU 225 042 Β1
1. táblázat
Kísérlet sorszáma CaO/bauxit tömegaránya feltárás előtt (tömeg%) CaO/bauxit tömegaránya feltárás után (tömeg%) CaO/bauxit tömegaránya dekantálás előtt (tömeg%) Túltelített lúg vastartalma (mg/l) Oldható AI2O3 kitermelése (%)
1. 0 0 0 15-25 91-93
2. 3 0 0 15-25 95-96
3. 5 0 0 15-20 96-97
4. 8 0 0 15-20 94-95
5. 2 1 0 8-10 96-97
6. 1 2 0 7-9 95-96
7. 0 3 0 8-10 92-94
8. 0 0 3 13-18 91-93
9. 1 0 2 15-20 92-94
10. 2 0 1 15-20 95-96
injektálási hőmérséklet: 180 °C érintkezés idő 180 °C-on: 30 perc.
Az adatok alapján másrészt észrevehető, hogy kis mennyiségű, a száraz bauxit tömegéhez viszonyít- 25 va 1-2 tömeg% CaO hozzáadása a feltárás végén, a reaktorok nyomásának csökkentése közben a 140-240 °C, előnyösen 170-220 °C hőmérsékletű szuszpenzióhoz lehetővé teszi az oldott vas vagy a kolloid állapotban lévő vas lúgban lévő koncentrációjá- 30 nak 10 mg/l-nél kisebb értékre csökkentését. Az adatokból az is látható, hogy a kitermelés nem csökken, ha a feltárás kezdetén hozzáadott mész mennyisége csak 1-2 tömeg%, ami a mész összfogyasztását legfeljebb 3-4%-ra korlátozza egyenértékű kioldási kiterme- 35 lésnél és a vas sokkal jobb, 10 mg/l nagyságrendű eltávolítása mellett. Ezek az eredmények az ipar számára nagyon fontosak, minthogy lehetővé teszik a mész hatásának megkettőzését, nevezetesen a feltárás kitermelésének külön szabályozását a feltárás előtt be- 40 adagolt mész útján, másrészt a maradó vastartalom szabályozását a nyomáscsökkentés során hozzáadott mésszel.
A kísérletek során megállapítható volt, hogy a legjobb eredményeket akkor kapjuk, ha a meszet 170 és 45 220 °C közötti hőmérsékleten adjuk a rendszerhez.
220 °C feletti hőmérsékleten ténylegesen nem észlelhető javulás a vas eltávolításában, csökkenés még 240 °C feletti hőmérsékleten sem következik be, míg 170 °C és különösen 140 °C alatti hőmérsékleteken a 50 csökkenés nagyon gyors. Azokban a kísérletekben, ahol a meszet 100 °C körüli hőmérsékleten adtuk a rendszerhez, és a szuszpenzió a dekantálóba történő átvitel előtt légköri nyomáson volt, a vas eltávolítása nagyon csekély mértékű maradt. 55
Az elbontás előtti lúgban 10 mg/l-nél kisebb vastartalom rendszeres elérésére a nyomás csökkentésekor és 170-220 °C hőmérsékleten 1-2 tömeg% CaO injektálására van szükség (lásd az 1. táblázatot), valamint a mész vagy a kalciumtartalmú keverék és a szuszpen- 60 zió között ezen a hőmérsékleten elegendő hosszúságú, azaz legalább 15 perc, előnyösen 20-40 perc érintkezési időre van szükség.
Ipari körülmények között ez a művelet a feltárás végén a reaktorokban hosszabb időtartamú és pontos nyomásszabályozást igényel, és növeli a feltárás berendezéseiben a bruttó tartózkodási időt.
A berendezésben töltött tartózkodási idő csökkentése ezért lényeges szempont.
Az első kísérletsorozat célja a lehető legaktívabb mésztartalmú keverék kiválasztása, vagyis jellegének és nevezetesen finomságának és az injektált szuszpenzióban lévő mészalapú szemcsék diszperzitásának optimalizálása volt.
Az alkalmazható mész 3 lehetséges alakját tanulmányoztuk:
- nyers, rostált gyorsoltott mész, <2 mm,
- őrölt és rostált gyorsoltott mész, <200 pm, és
- kalcium-karbonát, <2 mm (a CaO-egyenérték alapján számított mennyiségben).
A mész fentiekben ismertetett változataival 4 hordozófolyadékot egyesítettünk:
- forró feltárólúg (60-70 °C hőmérsékleten),
- szoba-hőmérsékletű feltárólúg,
- iszap mosóvize 60 °C-ra melegítve, és
- iszap szoba-hőmérsékletű mosóvize.
A vizsgálati eredményekből kiderül, hogy a 100 g/l névleges CaO-koncentrációban adagolt különböző típusú mész alkalmassága hasonló, valamint a gyorsoltott mész és a kalcium-karbonát szemcsenagysága nem lényeges mindaddig, amíg a keverésből eredő aprítás útján a szemcsenagyság finomítása megfelelő, vagyis a jelen esetben a szuszpenzióban lévő szemcsék közül 30 tömeg%-nál kevesebb szemcse mérete nagyobb, mint 20 pm.
Ezen eljárás ipari megvalósításához szükséges műveletek minimalizálása érdekében szakember csak
HU 225 042 Β1 mm szemcsenagyságra rostált nyersmész 60-70 °C hőmérsékletű feltárólúgban történő kioldását választja.
Másrészt - minthogy nem volt megfigyelhető a reaktorban töltött tartózkodási idő csökkenése - egy második kísérletsorozatot hajtottunk végre a vas kicsa- 5 patásának kristálycsírákkal történő aktiválására, amit úgy folytattunk le, hogy kombináltuk a mész nyomáscsökkentés során történő injektálását és a feltárás kezdetén a dekantált iszap kis részletének az őrölt és szilikátmentesített bauxittal történő keringetését. 10
Az előző kísérletek során megfigyelhető volt, hogy a dekantált iszap egy részének keringetése kedvez a lúg iszaptól történő későbbi elválasztásának, nevezetesen a dekantálás során, azonban nem teszi lehetővé a szűrt lúgban a 10 mg/l koncentrációt még mindig meghaladó vastartalom jelentős csökkentését.
A vastartalom nagyon jelentős csökkenése figyelhető meg, ha a mésznek a találmány értelmében a nyomáscsökkentés során történő injektálását az iszap részleges recirkuláltatásával kapcsoljuk össze, amint azt a 2. táblázat mutatja. Ezenkívül a maradó vastartalomnak ez a csökkenése együtt jár a kalciumtartalmú vegyület reaktorban való tartózkodási idejének jelentős, 30 percről átlagosan 5-6 percre csökkenésével.
2. táblázat
Kísérlet sorszáma CaO/bauxit tömegaránya a feltárási nyomás csökkentése végén (tömeg%) CaO tartózkodási ideje a reaktorban (min) Keringetett zagy/bauxit tömegaránya (tömeg%) Túltelített lúg vastartalma (mg/l)
11. 0 10 13-18
12. 0 15 12-15
13. 0 20 12-15
14. 1 30 0 8-10
15. 1 4 0 12-15
16. 1 10 5 9-11
17. 1 6 10 8-10
18. 1 6 15 7-9
19. 1 3 20 7-9
CaO injektálási hőmérséklet: 180 °C így az iszap csíraképző hatása a nyomáscsökkentés során adagolt mésszel együtt aktiválja a vas kicsapódását, és lehetővé teszi a reaktorban a tartózkodási idő csökkentését 10 percre, vagy akár 3 percre, ha az iszap keringetési arányát 5%-ról 20%-ra növeljük. 20%-ot meghaladó keringetési arányok esetén a vas kicsapásának kinetikai sebessége már nem nő, viszont a bauxitfeldolgozási kapacitás csökkenése jelentős tényezővé válik az ipari termelés szempont35 jából.
Az előzőekhez hasonló módon a feltárás előtt, így az őrlés során végzett mészinjektálással kapott kitermelés fenntartható, ha a nyomáscsökkentés során végzett mészinjektálást az iszap részleges keringeté40 sével kapcsoljuk össze a feltárás fázisában, amint a 3. táblázat mutatja.
3. táblázat
Kísérlet sorszáma CaO/bauxit tömegaránya feltárás előtt (tömeg%) CaO/bauxit tömegaránya a feltárási nyomás csökkentese végen (tömeg%) Keringetett zagy/bauxit (tömeg %) Túltelített lúg vastartalma (mg/l) Oldható AI2O3 kitermelése (%)
20. 2 0 0 15-25 96-97
21. 2 1 0 12-15 96-97
22. 2 1 5 10-12 96-97
23. 1 1 10 8-10 95-96
24. 2 1,5 10 7-9 96-97
25. 1,5 1,5 12 7-9 96-97
26. 1 1 18 7-9 95-96
27. 2 0,5 20 9-11 96-97
* a mész injektálási hőmérséklete a nyomás csökkentése során: 200 °C a reaktorban a tartózkodási idő: 6 min
HU 225 042 Β1
A találmányt a következőkben példával szemléltetjük, amelyben részletesen bemutatjuk az előnyös ipari megvalósítás körülményeit, ennek során az 1. ábrára hivatkozunk, amely szemlélteti az alumínium-oxid-monohidrátot tartalmazó bauxit különböző kezelési lépéseit. [A feltüntetett eljárás egyes műveleteiben az L (liquid) és S (solid) jelölések folyadék- és szilárd fázis egyidejű jelenlétére utalnak.]
Az 1. ábrának megfelelően 1600-1800 kg kezelendő érc/m3 lúg mennyiségű, alumínium-oxid-monohidrátot tartalmazó bauxitot (böhmitet vagy diaszport) érintkeztetünk elbontott nátrium-aluminát-11 anyalúg 14 aliquot részével, ahol Rp értéke 0,57 és 0,65 között, a nátrium-hidroxid koncentrációja pedig Na2O-ban kifejezve 150 és 160 g/l között van. Egyidejűleg a száraz bauxit tömegére vonatkoztatva 1-2 tömeg% mennyiségben 2 mm szemcseméretűre rostált gyorsoltott meszet adunk az elegyhez, amely az A nedvesőrlés után sűrű szuszpenziót képez, amellyel szükség esetén szilikátmentesítést végzünk, ehhez a bauxitban nátrium-szilikoaluminátként jelen lévő reakcióképes szilícium-dioxid oldására 90-105 °C hőmérsékletre hevítjük kellő, általában 5 és 10 óra közötti időtartamig. A B szilikátmentesítéstől elvezetett 3 szuszpenziót a 13 feltárólúg 13a aliquot részével érintkeztetjük, ahol Rp értéke 0,57 és 0,65 között, míg a nátrium-hidroxid koncentrációja Na. 2O alakban kifejezve 195 és 215 g/l között van. Ezenkívül dekantált iszap 19a frakcióját érintkeztetjük a szuszpenzióval, ahol a 19a frakció mennyisége száraz állapotban előnyösen 10-18 tömeg% a száraz bauxit tömegére vonatkoztatva. Az így kapott elegyet reaktorban legalább 30 perc, előnyösen 1-2 óra időtartamig hevítjük 240 és 270 °C közötti hőmérsékleten, mielőtt a reaktorban lévő nyomás fokozatos csökkentésével megkezdjük a hűtést. Ha a hőmérséklet 220 és 170 °C között van, a bauxit kezdeti száraztömegére vonatkoztatva 1-2 tömeg% mennyiségben 22 meszes vizet injektálunk a reaktorba szabályozott körülmények között, többek között nagynyomású volumetrikus szivattyút használva, ahol a 22 meszes víz koncentrációja CaO-ra számítva előnyösen 80-120 g/l.
Megjegyezzük, hogy ezt a 22 meszes vizet 23b kalciumtartalmú anyag, előnyösen gyorsoltott mész vagy kalcium-karbonát kellő (2-20 óra) időtartamig a 13 feltárólúg 13b aliquot részében végzett szuszpendáltatásával kapjuk a szuszpendáltatott részecskék kellő őrlési hatásosságának biztosítására, ahol a részecskék 30 tömeg%-nál kisebb hányada haladja meg a 20 pm-t.
Az injektált 22 meszes vizet 6 perc időtartamig keverjük a 170-220 °C hőmérsékleten tartott 3 szuszpenzióval, majd a kapott 4 szuszpenziót 105 °C hőmérsékletre hűtjük és légköri nyomás alá helyezzük. Az iszap ellengőzzel végzett F mosásából származó, 100 g/l-nél kevesebb Na2O-t tartalmazó 20 anyalúgot használva a szuszpenzió D hígítása következik annak érdekében, hogy a nátrium-hidroxid-koncentráció a következő E dekantálás és H elbontás során jó eredmények elérésére alkalmasabb tartományban legyen.
A D hígításból elvezetett - 90-105 °C hőmérsékletű, 1,135 és 1,25 közötti Rp-értékű és Na2O alakban kifejezve 150-160 g/l nátrium-hidroxid-koncentrációjú 5 szuszpenziót az E dekantálás műveletéhez továbbítjuk a vörösiszap ismert eljárással történő elválasztására, amelynek kisebb 19a frakcióját a C feltáráshoz visszavezetjük, és a visszamaradó frakciót egymást követően ellengőzzel végzett mosás után a 21 hulladékhoz továbbítjuk, ahol a mosáshoz az alumínium-oxid-trihidrát16 termék 17 mosóvizét és tiszta 18 vizet használunk.
Az E dekantálás 6 anyalúgját - Rp értéke 1,13-1,21 biztonsági G szűréshez továbbítjuk a még szuszpenzióban lévő finom iszaprészecskék eltávolítására. A tiszta, túltelített nátrium-aluminát-lúg 7 szűrletét a H elbontás műveletéhez továbbítjuk, ahol bizonyos mennyiségű 10 trihidrátcsírát a technika állásának megfelelően keringetünk. A H elbontásból származó 8 szuszpenzióban lévő timföldtrihidráttal J szűrést végzünk, ahol a kapott szemcsék túlnyomó (névlegesen 90 tömeg%) részét trihidrátcsíraként keringetjük, és a visszamaradó (névlegesen 10 tömeg%) részt 15 mosóvízzel lefolytatott K mosás után 16 termékként elvezetjük. A bauxit A nedvesőrlésében és esetleges B szilikátmentesítésében használt 14 aliquot rész eltávolítása után az elbontott anyalúg 12 visszamaradó részét - Rp értéke 0,57-0,65, nátrium-hidroxid-koncentrációja Na2O alakjában kifejezve 150-160 g/l - M bepárlás útján betöményítjük, ezáltal az őrölt és szilikátmentesített, a fentiekben már tisztázott tulajdonságú bauxit 13 feltárólúgját kapjuk.
A találmánynak megfelelően a biztonsági G szűrést követően túltelített nátrium-aluminát-lúg 7 szűrletét kapjuk, amelynek vastartalma - a kezelendő, alumínium-oxid-monohidrátot tartalmazó bauxit eredetétől függetlenül - rendszerint kisebb, mint 10 mg/l, általában 7-9 mg/l. A 7 szűrletből eredő 10 trihidrátcsírákkal a H elbontás során kicsapódott alumínium-trihidrát16 termék vastartalma ennek megfelelően a K mosás után 30-80 ppm Fe/AI2O3, így szisztematikusan kisebb, mint a 0,01 tömeg%-os felső határ.
Ha a 7 szűrlet elbontása előtt az Rp tartománya 1,13 és 1,23 között van 150 g/l Na2O-koncentrációnak megfelelő nátrium-hidroxid-koncentráció mellett, és a 11 anyalúg Rp tartománya elbontás és szűrés után 0,57-0,65 150 g/l Na2O-nak megfelelő nátrium-hidroxid-koncentráció esetén, az anyalúg termelékenysége meghaladja a 80 kg/m3 AI2O3 értéket.
Ugyanez a helyzet az oldható alumínium-oxid kioldási kitermelése terén is, amely 95 és 97% között van. Ez megfelel a feltárás előtt hozzáadott egyszeri nagyobb (a találmány szerinti két különböző, a száraz bauxitra vonatkoztatva 3 tömeg%-ot meg nem haladó adalékkal szemben 3-7 tömeg% CaO-mészadalék esetén kapott) kitermelési értékeknek, bár a vas eltávolítását a technika állása szerinti, nagyobb mennyiségű egyszeri mészadalék nem oldja meg egyetlen esetben sem.

Claims (16)

  1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK
    1. Eljárás vas eltávolítására alumínium-oxid-monohidrátot tartalmazó bauxit Bayer-eljárás szerinti lúgos feltárásával kapott túltelített nátrium-aluminát-oldatok6
    HU 225 042 Β1 ból, amelynek során a bauxitot elbontott anyalúg aliquot részének jelenlétében megőröljük és adott esetben szilikátmentesítjük, az őrölt és adott esetben szilikátmentesített bauxitot az elbontott anyalúg maradék részével 200 °C-ot meghaladó, előnyösen 240-270 °C hőmérsékleten reaktorban feltárjuk, az alumíniumoxid-hidrátot oldjuk, a feltárás végén a túltelített nátrium-aluminát-lúgban oldhatatlan maradék vagy vörösiszap szuszpenzióját kapjuk, amelyet hűtés és hígítás után dekantálva az oldhatatlan maradékot vagy vörösiszapot elválasztjuk a túltelített anyalúgtól, majd az anyalúgot szűrjük és kristálycsírák jelenlétében elbontjuk, azzal jellemezve, hogy a feltárás végén a reaktorban lévő nyomás csökkentésekor kapott szuszpenzió hűtése során a szuszpenzióba 140 °C-ot meghaladó hőmérsékleten a mész és a kalciumsók által alkotott csoportba tartozó csekély mennyiségű kalciumtartalmú vegyületet tartalmazó keveréket injektálunk, ahol az injektált szuszpenzióban lévő kalciumtartalmú vegyület kis mennyisége alatt CaO-ban kifejezve 0,5-3 tömeg% mennyiséget értünk, a száraz bauxit tömegére vonatkoztatva.
  2. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a kalciumtartalmú vegyületet 170-220 °C hőmérsékleten injektáljuk a szuszpenzióba.
  3. 3. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy kalciumtartalmú vegyületként kalciumsót, így kalcium-karbonátot vagy kalcium-szulfátot alkalmazunk.
  4. 4. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy kalciumtartalmú vegyületként mész alkalikus aluminátlúggal kapott kivonatát, így a trikalcium-aluminát-hexahidrátot alkalmazzuk.
  5. 5. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a száraz bauxit tömegére számítva 1-2 tömeg% kalciumtartalmú vegyületet injektálunk a szuszpenzióba.
  6. 6. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az eljárás indításakor a bauxitot kis mennyiségű keringetett dekantált iszap jelenlétében tárjuk fel.
  7. 7. A 6. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a száraz bauxit tömegére számítva legalább 5 tömeg0/), előnyösen 10-18 tömeg% száraz iszapot alkalmazunk.
  8. 8. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a bauxithoz a feltárás előtt, előnyösen az őrlés során kis mennyiségű meszet adagolunk.
  9. 9. A 8. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a bauxithoz a feltárás előtt a száraz bauxit tömegére vonatkoztatva CaO alakjában számítva 1-2 tömeg0/) meszet adagolunk.
  10. 10. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a kalciumtartalmú vegyület tartózkodási idejét a szuszpenzióban 170 és 220 °C közötti hőmérsékleten legalább 15 perc, előnyösen 20 és 40 perc közötti értéken tartjuk.
  11. 11. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a mészből származó kalciumtartalmú vegyületet 80-120 g/l CaO-tartalmú meszes vízként injektáljuk a szuszpenzióba, ahol a 20 pm-nél kisebb méretű részecskék mennyisége legalább 30 tömeg%.
  12. 12. A 11. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy 2 mm-es rostált égetett mész 60-70 °C hőmérsékletű feltárólúgban végzett oltásával kapott meszes vizet alkalmazunk.
  13. 13. A 6. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a kalciumtartalmú vegyület tartózkodási idejét a szuszpenzióban legfeljebb 10 perc, előnyösen 3-6 perc értéken tartjuk.
  14. 14. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az elbontott nátrium-aluminát-lúg Rp-értékét 0,57 és 0,65 között, nátrium-hidroxid-koncentrációját Na2O-ban kifejezve 150 és 160 g/l között tartjuk.
  15. 15. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az elbontott nátrium-aluminát-lúg bepárlás útján végzett betöményítésével kapott feltárólúg Rp-értékét 0,57 és 0,65 között, nátrium-hidroxid-koncentrációját Na2O-ban kifejezve 195 és 215 g/l között tartjuk.
  16. 16. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a túltelített nátrium-aluminát-lúg Rp-értékét 1,13 és 1,23 között, nátrium-hidroxid-koncentrációját Na2O-ban kifejezve 150 és 160 g/l között tartjuk.
HU9602275A 1994-12-22 1995-12-20 Method for the removal of iron from sodium aluminate liquors resulting from alkaline attack on alumina-monohydrate-containing bauxite HU225042B1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9415727A FR2728556B1 (fr) 1994-12-22 1994-12-22 Procede d'elimination du fer dans les liqueurs d'aluminate de sodium issues de l'attaque alcaline de bauxite a monohydrate d'alumine
PCT/FR1995/001703 WO1996019410A1 (fr) 1994-12-22 1995-12-20 Procede d'elimination du fer dans les liqueurs d'aluminate de sodium issues de l'attaque alcaline de bauxite a monohydrate d'alumine

Publications (3)

Publication Number Publication Date
HU9602275D0 HU9602275D0 (en) 1996-10-28
HUT76868A HUT76868A (en) 1997-12-29
HU225042B1 true HU225042B1 (en) 2006-05-29

Family

ID=9470296

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
HU9602275A HU225042B1 (en) 1994-12-22 1995-12-20 Method for the removal of iron from sodium aluminate liquors resulting from alkaline attack on alumina-monohydrate-containing bauxite

Country Status (10)

Country Link
US (1) US5628972A (hu)
EP (1) EP0748294B1 (hu)
CN (1) CN1085621C (hu)
AU (1) AU691716B2 (hu)
DE (1) DE69511528T2 (hu)
ES (1) ES2137564T3 (hu)
FR (1) FR2728556B1 (hu)
GR (1) GR3031748T3 (hu)
HU (1) HU225042B1 (hu)
WO (1) WO1996019410A1 (hu)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AUPN808296A0 (en) * 1996-02-15 1996-03-07 Queensland Alumina Limited Bauxite treatment
BR9707579A (pt) 1996-12-20 1999-07-27 Po Hang Iron & Steel Método para aumentar a proporç o de carbonização
FR2758544B1 (fr) * 1997-01-22 1999-02-26 Pechiney Aluminium Procede ameliore de traitement de bauxites riches en monohydrate d'alumine
CN1865141B (zh) * 2005-05-18 2010-10-27 贵阳铝镁设计研究院 提高氧化铝生产中溶出液Rp的方法
CN1865146B (zh) * 2005-05-18 2010-07-28 贵阳铝镁设计研究院 氧化铝生产中含泥原矿除砂与排粗的方法
FR2934852B1 (fr) * 2008-08-06 2011-06-24 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
ES2539680T3 (es) * 2012-06-20 2015-07-03 Pleason Ventures Ltd Procedimiento para el procesamiento complejo de bauxita
CN102976374B (zh) * 2012-12-01 2014-11-12 中南大学 一种氧化铝生产过程中铁矿物的转化方法
AU2014280959B2 (en) * 2014-12-24 2020-10-22 Pleason Ventures Ltd Process For The Complex Processing Of Bauxite
US9441283B2 (en) 2014-12-24 2016-09-13 Pleason Ventures Ltd. Process for complex processing of bauxite
CN108031142A (zh) * 2017-12-13 2018-05-15 上海合全药物研发有限公司 一种简化的利用湿磨来制备大量微晶种的装置及方法
CN109179461B (zh) * 2018-09-19 2021-03-23 孝义市泰兴铝镁有限公司 一种低钠拟薄水铝石及其制备方法、装置
CN111410219B (zh) * 2020-03-26 2022-11-11 重庆市九龙万博新材料科技有限公司 一种铝土矿的溶出工艺
CN113441519A (zh) * 2021-06-28 2021-09-28 广西田东锦鑫化工有限公司 一种拜耳法赤泥脱碱及碱回收工艺

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3796789A (en) * 1972-04-07 1974-03-12 Aluminum Co Of America Removal of iron from sodium aluminate liquor
SU510974A1 (ru) * 1974-01-04 1988-08-23 Всесоюзный Научно-Исследовательский И Проектный Институт Алюминиевой,Магниевой И Электродной Промышленности Способ получени глинозема
IE41148B1 (en) * 1974-05-23 1979-10-24 Alcan Res & Dev Improvement in the extraction of alumina from bauxite
US3966874A (en) * 1975-05-14 1976-06-29 Reynolds Metals Company Extraction of alumina from bauxite ores
US4483830A (en) * 1981-09-10 1984-11-20 Comalco Limited Production of alumina
FR2546872B1 (fr) * 1983-06-03 1986-01-03 Inst Aljuminievoi Procede de transformation d'aluminosilicates bruts en alumine, produits sodiques et ciment
US4518571A (en) * 1984-02-27 1985-05-21 Vsesojuzny Nauchno-Issledovatelsky I Proektny Institut Aljuminievo Magnievoi I Elektrodnoi Promyshlennosti Process for desilication of aluminate liquors in the production of alumina
DE3501350A1 (de) * 1985-01-17 1986-07-17 Alcoa Chemie GmbH, 6700 Ludwigshafen Verfahren zur herstellung von aluminiumhydroxid mit niedrigem gehalt an verunreinigungen, insbesondere an eisen, und hohem weissgrad
EP0188268A3 (de) * 1985-01-17 1990-01-31 Alcoa Chemie GmbH Verfahren zur Herstellung von Aluminiumhydroxid mit niedrigem Gehalt an Verunreinigungen, insbesondere an Eisen, und hohem Weissgrad

Also Published As

Publication number Publication date
CN1141620A (zh) 1997-01-29
EP0748294B1 (fr) 1999-08-18
HU9602275D0 (en) 1996-10-28
AU691716B2 (en) 1998-05-21
FR2728556A1 (fr) 1996-06-28
WO1996019410A1 (fr) 1996-06-27
US5628972A (en) 1997-05-13
EP0748294A1 (fr) 1996-12-18
DE69511528D1 (de) 1999-09-23
HUT76868A (en) 1997-12-29
DE69511528T2 (de) 2000-03-09
CN1085621C (zh) 2002-05-29
FR2728556B1 (fr) 1997-01-31
GR3031748T3 (en) 2000-02-29
ES2137564T3 (es) 1999-12-16
AU4450996A (en) 1996-07-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4668486A (en) Method for removing organic substances from caustic aluminate liquors
HU225042B1 (en) Method for the removal of iron from sodium aluminate liquors resulting from alkaline attack on alumina-monohydrate-containing bauxite
AU648215B2 (en) Process for the removal of sodium oxalate from solutions of sodium aluminate from the Bayer cycle
US2806766A (en) Process of purifying caustic aluminate liquors
CA1191698A (en) Treatment of aluminous materials
EP0389061B1 (en) Process for the production of aluminium hydroxide from bauxite
US5888461A (en) Process for purifying sodium aluminate solutions containing sodium oxalate
US4597952A (en) Purification of solutions of sodium aluminate in the Bayer cycle by the removal of sodium oxalate
CA2272322C (en) Removal of silica from bauxite
HU199351B (en) Process for producing aluminium-oxide from gibbsite-base bauxite containing few reactive silicium-dioxide
US4661328A (en) Alumina from high silica bauxite
HRP960126A2 (en) Method for processing trihydrate alumina bauxite with a low reactive silica content
EP0127262B1 (en) Purification of bayer process liquors
AU675361B2 (en) Process for the treatment of bauxites containing alumina trihydrate and alumina monohydrate
US3966874A (en) Extraction of alumina from bauxite ores
CA2108785C (en) Method for the control of sodium oxalate levels in sodium aluminate solutions
JP3316863B2 (ja) 赤泥の分離方法
CN115786738B (zh) 一种提高铝土矿中钒溶出率的方法
AU769535B2 (en) Method for purifying sodium aluminate liquors containing sodium oxalate and enhancing residues
CA1114173A (en) Process for digesting bauxite
AU760072B2 (en) Method for purifying sodium aluminate liquors containing sodium oxalate
AU716537B2 (en) Removal of silica from bauxite
CA1082425A (en) Lime feeding for bayer process
AU2004201629B2 (en) Improved bayer causticisation

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of definitive patent protection due to non-payment of fees