HU226880B1 - Improved method for processing bauxite rich in alumina monohydrate - Google Patents

Improved method for processing bauxite rich in alumina monohydrate Download PDF

Info

Publication number
HU226880B1
HU226880B1 HU0001730A HUP0001730A HU226880B1 HU 226880 B1 HU226880 B1 HU 226880B1 HU 0001730 A HU0001730 A HU 0001730A HU P0001730 A HUP0001730 A HU P0001730A HU 226880 B1 HU226880 B1 HU 226880B1
Authority
HU
Hungary
Prior art keywords
bauxite
slurry
alumina
sodium aluminate
aluminate solution
Prior art date
Application number
HU0001730A
Other languages
English (en)
Inventor
Jean-Michel Lamerant
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 HUP0001730A2 publication Critical patent/HUP0001730A2/hu
Publication of HUP0001730A3 publication Critical patent/HUP0001730A3/hu
Publication of HU226880B1 publication Critical patent/HU226880B1/hu

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01FCOMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F7/00Compounds of aluminium
    • C01F7/02Aluminium oxide; Aluminium hydroxide; Aluminates
    • C01F7/04Preparation of alkali metal aluminates; Aluminium oxide or hydroxide therefrom
    • C01F7/06Preparation 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
    • C01F7/062Digestion

Landscapes

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

Description

A találmány tárgya eljárás alumínium-oxid-monohidrátos bauxit vagy böhmit lúgos feltárással való kezelésére Bayer-eljárással, alumínium-oxid-trihidrát vagy gibbsit hozzáadásával.
A szakirodalomban részletesen ismertetett Bayereljárás a timföld alapvető előállítási módja. Az így előállított timföldet tűzi elektrolízissel alumíniummá alakítják, vagy hidrát állapotban vagy átmeneti állapotban, kalcinálva, szinterezve vagy olvasztott alumínium-oxid alakjában használják az alumínium-oxid alkalmazásának számos műszaki területén.
Az említett eljárással a bauxitásványt forrón feltárják nátrium-hidroxid megfelelő koncentrációjú vizes oldatával, ezzel oldhatóvá téve az alumínium-oxidot, így zagyot kapnak, amely feltáratlan maradék (iszap) szemcséit tartalmazza egy nátrium-aluminátos folyadékban, amelyet aluminátlúgnak neveznek.
A zagyot azután rendszerint felhígítják, hogy az iszapot ülepítéssel elválasszák az aluminátlúgtól. Amikor a folyadékot megtisztították ettől az iszaptól, lehűtik egy olyan hőmérsékletre, amelyen az erősen túltelített, nem egyensúlyi állapotban van. Az ilyen fázisban lévő lúgot nevezik nátrium-aluminát-oldatnak. A nátriumaluminát-oldatot azután alumínium-oxid-trihidrát-részecskékkel beoltják, hogy megindítsák annak kristályosodását, vagyis az alumínium-oxidnak alumíniumoxid-trihidrát alakjában való kicsapódását. Végül az úgynevezett kikeverés során végbemenő kristályosodás folytán alumínium-oxidban megfogyatkozott nátrium-aluminát-oldatot, melyet retúrlúgnak neveznek, bepárlással való betöményítés után visszavezetik a feltárási lépésbe, és ekkor szükség esetén nátrium-hidroxidot adnak hozzá, hogy feltárólúg néven ismert oldatot kapjanak, amelynek koncentrációját az ásvány feltárásának követelményei szerint állítják be.
Amint az a tárgyban jártas szakemberek számára ismeretes, a kezelési körülményeket a bauxitban lévő alumínium-oxid hidratációs fokához és krisztallográfiai szerkezetéhez, valamint a bauxitban lévő szennyezések természetéhez és mennyiségéhez kell igazítani.
Az olyan bauxitot, amely monohidrát (böhmit, diaszpor) alakjában tartalmaz alumínium-oxidot, sokkal nehezebb feltárni, mint a trihidrátos bauxitot. Az ilyen bauxitot a Bayer-eljárásban 200 °C-nál magasabb hőmérsékleten, rendszerint 220-300 °C-on kezelik. Az alumínium-oxidot trihidrát alakjában tartalmazó (gibbsites) bauxitot 200 °C alatti, rendszerint 100-170 °C hőmérsékleten kezelik.
A feltárás hatékonyságát a feltárólúgban lévő oldott alumínium-oxid és az ásványban lévő alumíniumoxid teljes mennyiségének arányával definiálják. Jelenleg 90% körüli feltárási fokot rendszerint 2-3% szilícium-dioxidot tartalmazó monohidrátos bauxitokkal érnek el.
A bauxitfeltárás hatásfokát legnagyobb mértékben befolyásoló tényezők a hőmérséklet és a „szabad”, vagyis az alumínium-oxidot oldani képes nátrium-hidroxid, a szakmában szokásos nevén kausztikus nátron koncentrációja. A kausztikus nátron mennyiségét általában a Na2O alakban és annak koncentrációja segítségével fejezik ki, mely utóbbit Na2O g/I (g Na2O/l) egységben adnak meg.
Emellett a lúgok telítettségét vagy stabilitását a következő tömegaránnyal jellemzik:
az oldott AI2O3 koncentrációja (g/I)
A/C-a Na2O kausztikus szóda koncentrációja (g/I)
A sok monohidrátot tartalmazó bauxitok esetében a kioldódás sebessége erősen csökken a feltárás során oly mértékig, hogy gazdaságilag megvalósítható kezelési körülmények között a kioldott alumínium-oxid mennyisége lényegesen kisebb, mint amennyi azonos mennyiségű kausztikus nátronnal alumínium-oxid-trihidrát feltárásakor elérhető lenne. Ennek folytán a monohidrátos bauxittal elérhető maximális A/C tömegarány mintegy 1,20, míg a trihidrátos bauxittal 1,40 tömegarány érhető el.
Az A/C tömegarány, amely a Bayer-körfolyamat lúgjának telítettségét jellemzi a benne oldott alumínium-oxidra vonatkozólag, meghatározza a nátriumaluminát-oldat kikeverési hatékonyságát. Definíció szerint ez a hatékonyság, az úgynevezett oldathatékonyság azonos a nátrium-aluminát-oldatból a kikeverés után alumínium-oxid-trihidrátként kinyert alumíniumoxidnak a nátrium-aluminát-oldat egy adott térfogatára vonatkoztatott mennyiségével. A hatékonyságot 1 m3 oldattérfogatra vonatkoztatott, kg-ban megadott alumínium-oxid-mennyiséggel fejezik ki (kg AI2O3/m3), és úgy számítják ki, hogy a kikeverés előtti és utáni A/C tömegarány különbségét megszorozzák a nátrium-aluminát-oldat kausztikus koncentrációjával. Ez a koncentráció az európai Bayer-eljárásokban általában nagyobb, mint az amerikai Bayer-eljárásokban. Ebből adódik, hogy az amerikai Bayer-eljárásban a 70 kg AI2O3/m3-nél nagyobb oldathatékonyságot már jónak tartják, az európai Bayer-eljárásban viszont akkor tartják jónak az oldathatékonyságot, ha az meghaladja a 80 kg AI2O3/m3 értéket.
A monohidrátos bauxit esetében a kikeverés kihozatalát fokozni lehetne, ha növelhető lenne az oldott alumínium-oxid koncentrációja, és ezzel az A/C tömegarány, például alumínium-oxid-trihidrát hozzáadásával és feloldásával az aluminátlúg lehűtése közben, a vörösiszap elválasztása előtt. A trihidrát jól oldódik lúgos közegben mintegy 100 °C hőmérsékletig, ezért egy ilyen művelet, legalábbis első közelítésben, annyira megnövelné az oldott alumínium-oxid mennyiségét, hogy az A/C tömegarány elérné az 1,25, sőt az 1,30 értéket is.
Az oldat túltelítésének ez a módja, amelyet az 1950-es években fejlesztettek ki, és amelyet édeskésnek neveznek, nehezen vihető keresztül ipari méretben. Ismeretes ugyanis, hogy ilyen extrém túltelítettségi körülmények között az alumínium-oxid egy része idő előtt kiválik a vörösiszap-elválasztás előtt vagy közben, és eltávozik a vörösiszappal [Yamada: J. of Jap. Inst. of Light Metals, 31, 43—48, (1981)]. A folyamat ilyen visszafordulása különösen nemkívánatos jelenség, amelyet el kell kerülni, mert csökkenti az alumíniumoxid-kinyerés hozamát.
HU 226 880 Β1
Ezért a 2 701 752 számú amerikai szabadalmi leírás szerinti édesítés során, amelynek lényege, hogy adott mennyiségű alumínium-oxid-trihidrátot adnak a zagyhoz a monohidrát magas hőmérsékletű feltárását követő hűtés közben, a feltárás utáni A/C tömegarányt 1,08-nál kisebb értékre határolják be legfeljebb 120 g Na2O/l alatti kausztikus koncentrációnál. A folyamat visszafordulásának kockázatát ugyan biztosan minimalizálják ilyen körülmények között, de ennek következtében romlik az oldathatékonyság, és nem haladja meg a 70 kg AI2O3/m3 értéket.
Ilyen feltételek mellett az édesítés műveletének csupán annyi haszna van, hogy lehetőséget nyújt a kezelés energiaráfordításának csökkentésére. A művelet lehetővé teszi ugyanis a trihidrát feltárását külön energiaráfordítás nélkül, minthogy a műveletet a monohidrát feltárásához bevitt hővel hajtják végre.
Nyilvánvaló tehát, hogy azok a technika állásából ismert különféle megoldások, amelyeknek célja az alumínium-oxid-kinyerés hozamát rontó, nemkívánatos visszafordulás csökkentése, az oldathatékonyság rovására valósulnak meg, az A/C tömegarány alig haladja meg az 1,15 értéket.
Az előbbiekből következik, hogy a timföldgyártókat még jelenleg is foglalkoztatja olyan hatékony eljárás kifejlesztése, amellyel a monohidrátban dús bauxitok feldolgozhatok, különös tekintettel arra, hogy ilyen bauxitok jelentős nyersanyagforrást képeznek. Egy ilyen eljárásnak az alábbi követelményeket kell kielégítenie:
- az alumínium-oxid-feltárás teljes hozama nagyobb legyen 90%-nál,
- a kikeverés oldathatékonysága legyen nagyobb, mint 70 kg AI2O3/m3, és európai Bayer-eljárásban haladja meg a 90 kg AI2O3/m3 értéket,
- az azonos mennyiségű alumínium-oxid kioldásához szükséges energia csökkenjen.
A találmány szerinti eljárás kielégíti ezeket a követelményeket. Fejlesztésünk során e követelmények kielégítésére édesítési lépést iktattunk be az eljárásba, de azt a korábbiaktól teljesen eltérő módon valósítjuk meg.
Részletesebben a találmány olyan eljárás alumínium-oxid-monohidrát-alapú bauxitok kezelésére, amelynek során az őrölt bauxitot magas hőmérsékletű lúgos feltárásnak vetjük alá, a képződött zagyot ülepítjük és szűrjük, így az oltóanyag jelenlétében kristályosítandó nátrium-aluminát-oldatot és az oldhatatlan maradékot elválasztjuk egymástól. Az eljárás során
a) a bauxitot, előnyösen az őrölt bauxitot 200 °C-nál magasabb hőmérsékleten feltárólúggal feltárjuk, kívánt esetben rázás közben, amely feltárólúg kausztikus koncentrációja 160 g Na2O/l vagy annál nagyobb, és A/C tömegaránya 0,45 és 0,75 közötti, ahol az alumínium-oxid-monohidrát kioldásához és 1,10 és 1,20 közötti A/C tömegarány eléréséhez elegendő érintkezési időt alkalmazunk,
b) a kapott zagyot lehűtjük és expandáltatjuk, azután a zagyba alumínium-oxid-trihidrátot vezetünk be 200 °C-nál alacsonyabb hőmérsékleten, így az aluminátlúg A/C tömegarányát 1,20 és 1,30 közé állítjuk be, amikor az légköri nyomásra kerül, és hőmérséklete csekély mértékben alacsonyabb a forráspontnál,
c) a zagyot egy első hígításnak alávetve kausztikus koncentrációját 160-175 g Na2O/l értékre állítjuk be,
d) a kapott zagyot ülepítve, előnyösen ülepítőszer jelenlétében az oldhatatlan maradékot a nátrium-aluminát-oldattól, melynek A/C tömegaránya 1,20 és
1,30 közötti, elválasztjuk,
e) a nátrium-aluminát-oldatot szűrjük,
f) a nátrium-aluminát-oldat koncentrációját 160 g Na2O/l-nél kisebb értékre csökkentjük kiegészítő hígítással, amit a kikeverés előtt vagy alatt hajtunk végre, amely kikeverés folyamán kicsapódik az alumíniumoxid-trihidrát, melynek egy részét oltókristályként visszavezetjük, másik részét pedig szűrjük és mossuk,
g) az alumínium-oxid-trihidrát szűréssel való elválasztása után a kapott retúrlúgot visszavezetjük, és betöményítés, így bepárlás, valamint adott esetben nátrium-hidroxid hozzáadása után legalább 160 g Na2O/l kausztikus koncentrációjú feltárólúgként újra használjuk.
Az alumínium-oxid-trihidrátot a b) lépésben előnyösen zagy injektálásával visszük be, mely zagyot alumínium-oxid-trihidrátos bauxitnak vagy azt tartalmazó hulladéknak a feltárólúg egy aliquot része jelenlétében való őrlésével kapunk.
Ugyancsak előnyös, ha a nátrium-aluminát-oldat kiegészítő hígítását, amelyet a találmány szerint az ülepítési lépés után hajtunk végre, egy, a vörösiszap mosóléből származó hígított folyadék előzetesen szűrt frakciójával végezzük, amely adott esetben az előállított alumínium-oxid-trihidrát mosásából eredő vizet tartalmaz. Ezt a műveletet a kikeverés előtt vagy alatt hajtjuk végre. Fontos, hogy megfelelően, például előzetes szűréssel elejét vegyük annak, hogy ezzel a mosóvízzel szennyeződést okozzunk. Eljárhatunk például úgy, hogy a folyadékot hígítjuk, szűrjük, és azután visszük be a kikeverősorba.
Minden várakozással ellentétben arra a megfigyelésre jutottunk, hogy a nátrium-aluminátlúg hígítását legalább részben el lehet halasztani a kikeverés kezdetéig. Ez az eljárásmód ellentétes a szokásos gyakorlattal, amelyben a zagyhoz vizet adnak, hogy megkönnyítsék a vörösiszap kiülepedését. Ennek a hígításnak megvan az a kettős előnye, hogy egyrészt csökkenti a viszkozitást, másrészt lehetővé teszi számos olyan ülepítőszer adagolását, amely túlságosan nagy koncentrációjú folyadékokban bomlékony. Ugyanakkor viszont növeli az alumínium-oxid-túltelítettséget, ami a visszafordulás esélyét növeli. A kicsapódás azonban lassú folyamat, ha az A/C tömegarány nem nagyobb, mint 1,10-1,15 vagy akár 1,20, ezért ezt a kockázatot minimálisnak tekintették, feltéve, hogy az ülepítés nem tartott túl hosszú ideig. Ha az ülepítés túl hosszú ideig tart, akkor a zagyban lévő feltáratlan maradék finom részecskéi valóban iniciálhatják a kicsapódást, és 5-6 órával az ülepítés kezdete után még mindig nagymértékű visszafordulás fejlődhet ki. A vörösiszap ülepítése előtti hígítást mindig következetesen kötelezőnek tartották, mert az lerövidíti az ülepedés idejét, és fenntartja az ülepítőszerek stabilitását.
HU 226 880 Β1
Váratlanul azt tapasztaltuk, hogy a jelenleg használatos ülepítőszerek mellett - ezek általában anionos polielektrolitok, például szintetikus poliakrilátok, amelyek előnyösen kombinálhatók poliszacharidalapú, az átlátszóságot javító adalékokkal - a koncentrált nátrium-aluminát-oldatban lévő oldhatatlan anyagot az igen nagy, 1,20-nál nagyobb A/C tömegarány ellenére elfogadható idő alatt ki lehet ülepíteni anélkül, hogy visszafordulás következne be. Kiderült, hogy a nagy kausztikus koncentráció visszafordulást késleltető hatása felülmúlja azt a gyorsítóhatást, amely az ülepedési idő csekély megnövekedéséből adódik. Emellett a nagy aluminátkoncentráció jelentősen megnöveli a forráspontot, ezzel lehetővé teszi, hogy az ülepítést magasabb hőmérsékleten hajtsuk végbe, és így tovább csökkenti a visszafordulás kockázatát.
Ez azt jelenti, hogy az édesítés folytán kialakult igen nagy, az 1,20-nál nagyobb A/C tömegarány ellenére jelentősen lecsökken a nátrium-aluminát-oldatban a visszafordulás veszélye az oldhatatlan anyagok kiülepítése közben, ha a kausztikus koncentráció 160 g Na2O/l értéken vagy annál nagyobb értéken marad annak következtében, hogy a hígítást részben áthelyezzük az ülepítés utánra.
A találmány szerinti eljárás szempontjából lényeges, hogy a hígítás egy részét az ülepítés után hajtjuk végre. A nátrium-aluminát-oldatnak ezt a kiegészítő hígítását egyszerre végezzük el, rögtön a kikeverés kezdetén. Ezt az egyszerű eljárást választottuk a példáinkban. A hatékonyság további javítását szem előtt tartva a kikeverősort elrendezhetjük azonban úgy is, hogy a kikeverés során több lépcsőben is hígítunk. Ismeretes ugyanis, hogy az A/C tömegarány csökkenésével együtt csökken a hatékonyság szempontjából optimális kausztikus koncentráció is [J. V. Sang és munkatársai: Light Metals 1989, 33-39,1. ábra]. Minthogy az A/C tömegarány szükségszerűen csökken a kikeverés során, fontos, hogy a kikeverősorban áramló aluminátzagy folyadékfázisát fokozatosan hígítsuk, hogy a hatékonyság állandóan optimális szinten maradjon.
A találmány alaposabb megértését segíti elő a találmány alkalmazásának a mellékelt rajzokon alapuló következő részletes ismertetése. Az 1. ábra anyagáram-diagram, amely a technika állása szerinti feltárási eljárást szemlélteti.
A 2. ábra egy anyagáram-diagram, amely a találmány szerinti eljárás alapváltozatát szemlélteti.
Az 1. ábrán, mely a technika állását szemlélteti, az 1 monohidrátos bauxitot A1 nedvesőrlésnek vetik alá az előnyösen 0,5 és 0,7 közötti A/C tömegarányú és 160 és 220 g Na2O/l kausztikus koncentrációjú 20 feltárólúg 20a aliquot részének jelenlétében. A 20 feltárólúg egy másik 20b aliquot részével az egész anyagot autoklávokba viszik, zagyot képezve, amelyet 220 °C és 300 °C közötti hőmérsékletre melegítenek fel az alumínium-oxid-monohidrát kioldásához elegendő, általában 0,2 óra és 1 óra közötti időtartamra. A nyomás alatti A2 feltáráskor keletkezett 2 zagyot lehűtik, és nyomását légköri nyomásra csökkentik (B1 hűtés/expandáltatás), azután hígítják (B2 hígítás). E hígítás után a kausztikus koncentráció 160 g Na2O/l értéknél kisebb, előnyösen 140 és 150 g Na2O/l közötti érték. A kapott 3 zagyot előbb egy ülepítőszer jelenlétében végzett C1 ülepítésnek, majd C2 szűrésnek vetik alá az 5 oldhatatlan maradéknak a 4 nátrium-aluminát-oldattól való elválasztására. A 7 vízzel és a kikeverésből származó 13a mosófolyadékkal való F mosás után az 5a inért maradékot vagy vörösiszapot a G úton elvezetik, a 7a mosófolyadékot pedig a 3 zagy C1 ülepítés előtti B2 hígítására használják.
A 4 nátrium-aluminát-oldatot, amelynek A/C tömegaránya 1,05 és 1,15 között, kausztikus koncentrációja 110 és 160 g Na2O/l között van, ezután lehűtik, és 80 °C és 50 °C közötti hőmérsékleten kikeverik (D kikeverés) az oltókristályként visszavezetett 10 csapadék finom részecskéinek jelenlétében. Az így kapott alumínium-oxid-trihidrát szemcséit oly módon osztályozzák, hogy a legnagyobb méretű 11 frakciót kinyerik, és 13 vízzel való H mosás után kalcinálják (K kalcinálás), hogy termékként 12 timföldet kapjanak, míg a legfinomabb 10 frakció a visszavezetett oltókristályok között marad. A 8 retúrlúgot, amelynek A/C tömegaránya 0,5 és 0,7 között van, azután E bepárlással újra betöményítve, adott esetben 9 nátrium-hidroxidot adva hozzá, 20 feltárólúgot kapnak.
A találmány szerinti alapeljárást, amelyet a 2. ábrán szemléltetünk, az alábbiak szerint folytatjuk le a gyakorlatban.
Az előbbivel megegyező 1 monohidrátos bauxitot a 0,55 és 0,65 közötti A/C tömegarányú és 160 és 220 g Na2O/l közötti kausztikus koncentrációjú 20 feltárólúg 20a aliquot részének jelenlétében végzett első A1 nedvesőrlés után a 20 feltárólúg egy másik 20b aliquot részével autoklávokba visszük, zagyot képezve, melyet 220 °C és 300 °C közötti hőmérsékleten melegítünk az alumínium-oxid-monohidrát kioldódásához elegendő, 0,2 órától 1 óráig terjedő időtartamig. Az első nyomás alatti A2 feltárásban kapott, 1,05 és 0,20 közötti A/C tömegarányú 2 zagyot részlegesen lehűtjük és expandáltatjuk (N1 hűtés/expandáltatás). A 2 zagyba 200 °C alatti hőmérsékleten nyomás alatt alumínium-oxid-trihidrátot tartalmazó 6 zagyot injektálunk (N2 édesítés), amely zagyot 13 trihidrátos bauxitnak a 20 feltárólúg egy harmadik 20c aliquot részében való L nedvesőrlésével állítunk elő. Mielőtt a 2 zagyba injektálnánk, az őrölt 6 zagyot 3-24 órán át pihentetjük előkovasavtalanítás végett.
Az injektálást előnyösen 190 °C és 130 °C közötti hőmérsékleten, az ennek megfelelő hőmérsékletű expanziós tartályban hajtjuk végre legalább 2 perc tartózkodási időt biztosítva. Az őrölt 6 zagy injektálása következtében alumínium-oxidban feldúsult 3a zagyot ezután lehűtjük, és légköri nyomásra expandáltatjuk. A/C tömegaránya 1,20 és 1,28 között, kausztikus koncentrációja 180 és 220 g Na2O/l között van. A vörösiszap mosásból származó mosófolyadék hígított 7b frakciójának hozzáadásával egy első hígításnak vetjük alá. Koncentrációja ekkor 160 és 175 g Na2O/l közötti értékre csökken. Ezután kevéssel - legfeljebb 5 °C-kal a forráspont alatti hőmérsékleten egy ülepítőszer jelen4
HU 226 880 Β1 létében C1 ülepítésnek, majd végül C2 szűrésnek vetjük alá, hogy a 4a nátrium-aluminát-oldatot az 5 oldhatatlan maradéktól elválasszuk. A 7 vízzel és a termelt 11 alumínium-oxid-trihidrát mosásából származó 13a mosófolyadékkal ellenáramban való mosás után ezt az 5a inért maradékot vagy vörösiszapot a G úton elvezetjük.
A 4a nátrium-aluminát-oldatot az 5 maradék 0 szűréséből származó szűrt 7c mosófolyadékkal hígítjuk (M hígítás). A hígított 4b oldatot, amelynek kausztikus koncentrációja 140 és 155 g Na2O/l között van, lehűtjük, és 80 °C és 50 °C közötti hőmérsékleten az oltókristályként szolgáló 10 csapadék finom részecskéinek jelenlétében kikeverjük (D kikeverés). Az így kapott alumínium-oxid-trihidrát szemcséit úgy osztályozzuk, hogy a legdurvább 11 frakciót kinyerjük, és 13 vízzel való H mosás után 21 timföld előállítására K kalcinálásnak vetjük alá, míg a legfinomabb frakció a visszavezetett 10 oltókristályok között marad. A 8 retúrlúgot ezután bepárlással újra betöményítjük, és adott esetben nátrium-hidroxidot adunk hozzá, hogy kausztikus koncentrációja elérje a 160 és 220 g Na2O/l közötti értéket. Betöményítés után a retúrlúgot 20 feltárólúgként használjuk.
A következő példákban egy első monohidrátos bauxiton (diaszpor) a technika állása szerinti eljárást mutatjuk be (1. példa), majd a találmány szerinti eljárást (2. és 3. példa), amely bauxitot európai Bayer-eljárással tárjuk fel. Ezután a 4. példában egy monohidrátos ausztrál bauxitot (böhmit) tárunk fel amerikai Bayereljárással.
Az első bauxit összetétele (száraz tömegre vonatkoztatva):
AI2O3 56,77 tömeg%
Fe2O3 21,58 tömeg %
Összes SiO2 2,63 tömeg%
TiO2 2,69 tömeg%
Izzítási veszteség és egyéb 16,33 tömeg%
1. példa
A technika állása szerint eljárva 100 t fenti bauxitot tárunk fel 260 °C hőmérsékleten 1 óra alatt 120 g Na2O/l koncentrációjú feltárólúggal.
Expandáltatás, lehűtés, hígítás és vörösiszap-ülepítés után a következő eredményeket kapjuk: kikeverés előtti folyadékfázis: A/C: 1,15 kausztikus koncentráció: 146 g Na2O/l kikeverés utáni folyadékfázis: A/C: 0,58 teljes feltárási hatásfok: 90,6% feltárt alumínium-oxid az alumínium-oxid összmennyiségére számítva a kikeverés oldathatékonysága: 83 kg AI2O3/m2 3 1 kg alumínium-oxid feltárásához szükséges energia:
3,55 MJ
2. példa
Az előbbi bauxit szintén 1001 adagját tárjuk fel a találmány szerinti eljárás első változatával.
A feltárást 260 °C hőmérsékleten 1 órán át folytatjuk 210 g Na2O/l koncentrációjú feltárólúggal. A feltárt zagyot 160 °C-ra hűtjük le.
A zagyba rázás közben 9,2 t trihidrátban dús (85% trihidrátot tartalmazó) afrikai bauxitot injektálunk be zagy alakjában, amelyet úgy kapunk, hogy a bauxitot a feltárólúg egy aliquot részének jelenlétében megőröljük.
A trihidrátos bauxit összetétele:
AI2O3 56,5 tömeg%
Fe2O3 4,8 tömeg%
Összes SiO2 1,4 tömeg%
TiO2 3,7 tömeg%
Izzítási veszteség és egyéb 33,6 tömeg%
Ezt a zagyot összekeverjük a fő zaggyal, és a feltárást még 5 percig folytatjuk. Annyi alumínium-oxid oldódik, hogy a nátrium-aluminát-oldat A/C tömegaránya eléri az 1,25 értéket.
Expandáltatás után végrehajtjuk az első hígítást, amikor a koncentráció 168 g Na2O/l értékre áll be, azután 104 °C hőmérsékleten ülepítjük a vörösiszapot. Az ülepítést 1 t oldhatatlan maradékra számítva 600 g CYTEC® HX 400 kereskedelmi nevű ülepítőszer jelenlétében végezzük. Az oldhatatlan maradék elválasztása után a nátrium-aluminát-oldatot ismét hígítjuk, éspedig 147 g Na2O/l koncentrációra.
Hígítás után az alábbi eredményeket kapjuk: kikeverés előtti folyadékfázis: A/C: 1,21 kikeverés utáni folyadékfázis: A/C: 0,585 teljes feltárási hatásfok: 91,0% feltárt alumínium-oxid a teljes alumínium-oxid-mennyiségre számítva a kikeverés oldathatékonysága: 91,5 kg AI2O3/m3 1 kg alumínium-oxid feltárásához szükséges energia:
3,25 MJ
3. példa
Az előbbi bauxit ismét 100 t tömegű adagját tárjuk fel a találmány szerinti eljárás második változatával.
A feltárást 260 °C hőmérsékleten folytatjuk 1 órán át 210 g Na2O/l koncentrációjú feltárólúggal. A feltárt zagyot 130 °C-ra hűtjük le.
A zagyhoz rázás közben 13 t trihidrátban dús brazil bauxitot injektálunk zagy alakjában. A zagy előállítására a bauxitot a feltárólúg aliquot részének jelenlétében őröljük. A feltárás során annyi alumínium-oxid oldódik, hogy a nátrium-aluminát-oldat A/C tömegaránya eléri az 1,27-1,28 értéket.
Expandáltatás után elvégezzük az első hígítást, a koncentrációt 175 g Na2O/l értékre beállítva, azután a vörösiszap-ülepítést 108 °C hőmérsékleten. Az ülepítést 11 oldhatatlan maradékra számítva 800 g CYTEC® HX 400 kereskedelmi nevű ülepítőszer jelenlétében végezzük. A maradék elválasztása után a folyadékfázist 146 g Na2O/l koncentrációra hígítjuk.
Hígítás után a következő eredményeket kapjuk: kikeverés előtti nátrium-aluminát-oldat: A/C: 1,23 kikeverés utáni nátrium-aluminát-oldat: A/C: 0,59 teljes feltárási hatásfok: 91,3% feltárt alumínium-oxid a teljes alumínium-oxid-mennyiségre számítva a kikeverés oldathatékonysága: 93 kg AI2O3/m3 1 kg alumínium-oxid feltárásához szükséges energia:
3,15 MJ
HU 226 880 Β1
4. példa
Édesítés és a hígítás részleges átvitele amerikai
Bayer-eljárásban
Ebben a példában ausztráliai monohidrátos bauxitot (böhmitet) tárunk fel, amelynek összetétele (száraz tömegre vonatkozóan):
AI2O3 54,22 tömeg%
Fe2O3 12,01 tömeg%
Összes SiO2 5,6 tömeg%
TiO2 2,83 tömeg%
Izzítási veszteség és egyéb 25,34 tömeg%
Ebből az ausztráliai monohidrátos bauxitból 100 t tömegű adagot tárunk fel a találmány szerinti eljárás harmadik változatával.
A feltárást 265 °C hőmérsékleten 20 percig folytatjuk 180 g Na2O/l koncentrációjú feltárólúggal.
A feltárt zagyba, annak részleges expandáltatása és 180 °C-ra való lehűtése után zagyot injektálunk, amely 11 t trihidrátban dús afrikai bauxitot tartalmaz. Ezt a bauxitot előzetesen a minimálisan szükséges feltárólúgban megőröljük, és 8 órán át kovasavtalanítjuk 100 °C hőmérsékleten. A feltáráskor annyi alumínium-oxid oldódik ki, hogy a nátrium-aluminát-oldat A/C tömegaránya eléri az 1,23 értéket.
A vörösiszap ülepítése előtti első hígítással a koncentrációt 160 g Na2O/l-re állítjuk be, azután az ülepítést 103 °C hőmérsékleten végezzük 1 t oldhatatlan maradékra számítva 500 g CYTEC® HX 400 kereskedelmi nevű ülepítőszer jelenlétében. Ezután a folyadékfázist 130 g Na2O/l koncentrációra hígítjuk.
Hígítás után az alábbi eredményeket kapjuk: kikeverés előtti folyadékfázis: A/C: 1,20 kikeverés utáni folyadékfázis: A/C: 0,63 teljes feltárási hatásfok: 88,4% feltárt alumínium-oxid a teljes alumínium-oxid-mennyiségre számítva a kikeverés oldathatékonysága: 74 kg AI2O3/m3 1 kg alumínium-oxid feltárásához szükséges energia:
3,35 MJ

Claims (10)

  1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK
    1. Eljárás alumínium-oxid-monohidrát-alapú bauxit (1) kezelésére, amelynek során az őrölt bauxitot magas hőmérsékleten lúggal feltárjuk (A2), a képződött zagyot ülepítjük (C1) és szűrjük (C2), az oldhatatlan maradékot (5) és az oltóanyag (10) jelenlétében kristályosítandó (D) túltelített nátrium-aluminát-oldatot elválasztjuk, és az eljárás a következő lépéssel kezdődik:
    a) a bauxitot (1) 200 °C-nál magasabb hőmérsékleten feltárjuk (A2) 160 g Na2O/l vagy annál nagyobb kausztikus koncentrációjú és 0,45 és 0,75 közötti A/C tömegarányú feltárólúggal (20) az alumínium-oxid-monohidrát kioldásához és 1,10 és 1,20 közötti A/C tömegarány eléréséhez elegendő ideig érintkeztetve, azzal jellemezve, hogy ezt követően a következő lépéseket végezzük el:
    b) a kapott zagyot lehűtjük és expandáltatjuk (N1), azután a zagyba alumínium-oxid-trihidrátot (6) vezetünk be (N2) 200 °C-nál alacsonyabb hőmérsékleten, így az aluminátlúg A/C tömegarányát 1,20 és
    1,30 közé állítjuk be, amikor az légköri nyomásra jut (N3),
    c) a zagyot egy első hígításnak (N4) alávetve kausztikus koncentrációját 160-175 g Na2O/l értékre állítjuk be,
    d) a kapott zagyot (3a) ülepítve az oldhatatlan maradékot (5) a nátrium-aluminát-oldattól (4a), melynek A/C tömegaránya 1,20 és 1,30 közötti, elválasztjuk,
    e) a nátrium-aluminát-oldatot (4a) szűrjük,
    f) a nátrium-aluminát-oldat koncentrációját 160 g Na2O/l-nél kisebb értékre csökkentjük kiegészítő hígítással (M), amit a kristályosítás (D) előtt vagy alatt hajtunk végre, és
    g) az alumínium-oxid-trihidrát szűréssel való elválasztása után a kapott retúrlúgot (8) visszavezetjük, és betöményítés (E) után újra használjuk 160 g Na2O/l vaqy annál naqyobb kausztikus koncentrációjú feltárólúgként (20).
  2. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás bauxit kezelésére, azzal jellemezve, hogy 160-220 g Na2O/l kausztikus koncentrációjú feltárólúgot használunk.
  3. 3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti eljárás bauxit kezelésére, azzal jellemezve, hogy a monohidrátos bauxit feltárását 220 °C és 300 °C közötti hőmérsékleten 0,2-1 órán át folytatjuk.
  4. 4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti eljárás bauxit kezelésére, azzal jellemezve, hogy a b) lépésben az alumínium-oxid-trihidrátot zagy (6) injektálásával visszük be, melyet alumínium-oxid-trihidrátos bauxitnak (13) vagy azt tartalmazó hulladéknak a feltárólúg aliquot része (20c) jelenlétében való őrlésével kapunk.
  5. 5. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti eljárás bauxit kezelésére, azzal jellemezve, hogy az alumínium-oxid-trihidrátot 130 °C és 190 °C közötti hőmérsékleten legalább 2 perc alatt visszük be a zagyba.
  6. 6. Az 1-5. igénypontok bármelyike szerinti eljárás bauxit kezelésére, azzal jellemezve, hogy az édesítés (N2) után keletkezett zagyot (3a) szintetikus poliakrilát típusú ülepítőszer jelenlétében ülepítjük legalább a forráspontnál 5 °C-kal alacsonyabb hőmérsékleten.
  7. 7. Az 1-6. igénypontok bármelyike szerinti eljárás bauxit kezelésére, azzal jellemezve, hogy az ülepítés (C1) és szűrés (C2) után kapott túltelített nátrium-aluminát-oldat (4a) A/C tömegarányát 1,20 és 1,28 közötti értéken tartjuk.
  8. 8. Az 1-7. igénypontok bármelyike szerinti eljárás bauxit kezelésére, azzal jellemezve, hogy a nátriumaluminát-oldat (4a) kiegészítő hígítását (M) az oldat szűrése (C2) után hajtjuk végre, és ahhoz egy, a vörösiszap mosóléből származó hígított folyadék előzetesen szűrt frakcióját (7c) használjuk, amely adott esetben az előállított alumínium-oxid-trihidrát mosásából eredő vizet (13a) tartalmaz.
    HU 226 880 Β1
  9. 9. Az 1-8. igénypontok bármelyike szerinti eljárás bauxit kezelésére, azzal jellemezve, hogy az ülepítés (C1) és szűrés (C2) után kapott nátrium-aluminát-oldatot 140-155 g Na2O/l kausztikus koncentrációra hígítjuk (M), azután 80 °C és 50 °C közötti hőmérsékleten kristályosítjuk.
  10. 10. Az 1-9. igénypontok bármelyike szerinti eljárás bauxit kezelésére, azzal jellemezve, hogy a folyadék A/C tömegarányát a kristályosítás (D) végén 0,55-0,65 értéken tartjuk.
HU0001730A 1997-01-22 1998-01-21 Improved method for processing bauxite rich in alumina monohydrate HU226880B1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9700850A FR2758544B1 (fr) 1997-01-22 1997-01-22 Procede ameliore de traitement de bauxites riches en monohydrate d'alumine
PCT/FR1998/000104 WO1998032696A1 (fr) 1997-01-22 1998-01-21 Procede ameliore de traitement de bauxites riches en monohydrate d'alumine_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Publications (3)

Publication Number Publication Date
HUP0001730A2 HUP0001730A2 (hu) 2000-12-28
HUP0001730A3 HUP0001730A3 (en) 2002-02-28
HU226880B1 true HU226880B1 (en) 2010-01-28

Family

ID=9503010

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
HU0001730A HU226880B1 (en) 1997-01-22 1998-01-21 Improved method for processing bauxite rich in alumina monohydrate

Country Status (10)

Country Link
US (1) US6296818B2 (hu)
EP (1) EP0960069B1 (hu)
CN (1) CN1098810C (hu)
AU (1) AU736050B2 (hu)
CA (1) CA2278658C (hu)
DE (1) DE69802904T2 (hu)
ES (1) ES2169904T3 (hu)
FR (1) FR2758544B1 (hu)
HU (1) HU226880B1 (hu)
WO (1) WO1998032696A1 (hu)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2834979B1 (fr) * 2002-01-21 2004-02-20 Pechiney Aluminium Solubilisation des carbonates par recyclage des condensats lors de l'attaque sous pression des bauxites a monohydrates
FR2846319B1 (fr) * 2002-10-25 2004-12-10 Pechiney Aluminium Procede d'attaque de la bauxite ameliorant la filtrabilite des boues en sortie d'attaque
FR2870535B1 (fr) * 2004-05-18 2007-02-16 Aluminium Pechiney Soc Par Act Perfectionnement au procede bayer de production de trihydrate d'alumine par attaque alcaline de bauxite, ledit procede comportant une etape de predessilicatation
CN1332884C (zh) * 2005-04-29 2007-08-22 华建村 一种铝酸钠溶液的生产方法
CN100406384C (zh) * 2005-11-25 2008-07-30 中国铝业股份有限公司 一种混联法氧化铝生产拜耳法溶出矿浆稀释方法
ES2953483T3 (es) * 2018-11-26 2023-11-13 Alunorte Alumina Do Norte Do Brasil S A Proceso y sistema para producir alúmina a partir de mineral de bauxita
CN111592022B (zh) * 2020-04-20 2023-05-12 中铝山东新材料有限公司 一种拟薄水铝石的生产方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2701752A (en) * 1951-12-19 1955-02-08 Kaiser Aluminium Chem Corp Process for the production of alumina
US3390959A (en) * 1965-04-30 1968-07-02 Nalco Chemical Co Process of making alumina
CA1330865C (en) * 1989-01-31 1994-07-26 George Dennison Fulford Process for producing alumina from bauxite
FR2728556B1 (fr) * 1994-12-22 1997-01-31 Pechiney Aluminium Procede d'elimination du fer dans les liqueurs d'aluminate de sodium issues de l'attaque alcaline de bauxite a monohydrate d'alumine
FR2732332B1 (fr) * 1995-03-31 1997-05-09 Pechiney Aluminium Procede de traitement de bauxite a trihydrate d'alumine a basse teneur en silice reactive

Also Published As

Publication number Publication date
FR2758544A1 (fr) 1998-07-24
DE69802904T2 (de) 2002-08-29
CA2278658A1 (fr) 1998-07-30
CN1098810C (zh) 2003-01-15
HUP0001730A2 (hu) 2000-12-28
ES2169904T3 (es) 2002-07-16
CN1243496A (zh) 2000-02-02
DE69802904D1 (de) 2002-01-24
EP0960069B1 (fr) 2001-12-12
US6296818B2 (en) 2001-10-02
US20010012498A1 (en) 2001-08-09
EP0960069A1 (fr) 1999-12-01
CA2278658C (fr) 2007-01-02
AU736050B2 (en) 2001-07-26
AU5994098A (en) 1998-08-18
WO1998032696A1 (fr) 1998-07-30
FR2758544B1 (fr) 1999-02-26
HUP0001730A3 (en) 2002-02-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4994244A (en) Process for producing alumina from bauxite
CN1956925B (zh) 对通过碱性消化铝土矿生产三水合氧化铝的拜耳法的改进,所述方法包括预脱硅步骤
WO1993013017A1 (en) Improved process for separating red mud in production of alumina from bauxite
EP0389061B2 (en) Process for the production of aluminium hydroxide from bauxite
HU226880B1 (en) Improved method for processing bauxite rich in alumina monohydrate
US3479133A (en) Production of soda ash from trona
CA2272322C (en) Removal of silica from bauxite
HU225042B1 (en) Method for the removal of iron from sodium aluminate liquors resulting from alkaline attack on alumina-monohydrate-containing bauxite
US4650653A (en) Production of alumina from gibbsite-bearing bauxite of low reactive silica content
US5888461A (en) Process for purifying sodium aluminate solutions containing sodium oxalate
US4661328A (en) Alumina from high silica bauxite
AU675361B2 (en) Process for the treatment of bauxites containing alumina trihydrate and alumina monohydrate
AU650747B2 (en) Method for controlling sodium oxalate levels in sodium aluminate solutions
CA2163826C (en) Process for the precipitation of aluminum trihydroxide from a supersaturated sodium aluminate solution
AU669576B2 (en) Hydrate precipitation and oxalate removal
JP3293155B2 (ja) 水酸化アルミニウムの製造方法
GB2337515A (en) Removing fluoride impurity from sodium carbonate
EP0714852B1 (en) Process for the precipitation of aluminum trihydroxide from a supersaturated sodium aluminate solution
EP0739309B1 (fr) Procede de traitement de bauxite a trihydrate d'alumine
CA1191665A (en) Method for the recovery of alumina
AU716537B2 (en) Removal of silica from bauxite
Lamerant Process for treating bauxites containing a mixture of alumina trihydrate and alumina monohydrate
Banvolgyi et al. Process for Producing Alumina
HU200573B (en) Process and equipment for modifying temperature of slurries

Legal Events

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