NO143423B - Fremgangsmaate for ekstraksjon av aluminiumoksyd fra aluminiumoksydholdige malmer - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for .ekstraksjon av aluminiumoksyd fra aluminiumoksydholdige malmer .og mer spesielt, ekstraksjon fra aluminiumoksydholdige malmer (som i det følgende omtales som bauxitt) ved separat forvarming av en oppslemming av bauxitt i alkalisk oppløsning og en alkalioppløsning, -blanding av den forvarmede oppslemming med-den forvarmede alkalioppløsning., for å .bevirke ekstraks jon av aluminiumoksyd fra bauxitten, dvs. en ny metode hvorved man be-handler oppslemmingen ;på -en slik måte at man hindrer dannelsen av -belegg som skyldes avsetning av -boehmitt-aluminiumoksyd (belegget vil i det følgende bli -betegnet boehmittbel.eg.g-) ved

det såkalte to-str.ømssystem, slik at man .hindrer avsetning av belegg i oppslemmings-.f orvarmeren og samtidig opprettholder en effektiv varmegjenvinning :fra ekstraksjons-avløpet.

Bayer-prosessen benyttes oftere for ekstraksjon av aluminiumoksyd fra .-bauxitt, og omfatter et ekstraksjonstrinn hvor pulverisert bauxitt ekstraheres med en alkalisk oppløsning som natronlut-oppløsning -eller en blandet oppløsning av natron-lut og natriumkarbonat, -.under dannelse av en oppslemming av natriumaluminat-oppløsning overmettet med aluminiumoksyd, hvor alkali-uoppløselige ^bestanddeler -som ikke er aluminiumoksyd., f. eks. jernbksy.d, silikater.., vtitanbksyd etc.., ver suspendert, videre, et røds lam-sepa-ras jonstrinn som består i a .skille de uopp-løselige rester fra :oppslemmingen, ="for fremstilling av en klar oppløsning av nat-riumal-uminat, -et utfellings trinn hvor man -tilsetter podnings^alumin-iumhydrdk-sy.d ;tl-l den klare oppløsning av natriumaluminat., og derved utfeller .åluminiumhydroksyd, samt et resirkulasjonstrinn ibestående i ^separasjon av -det utfelte aluminiumhydroksyd fra oppløsningen av natriumaluminat -og resirku-lering av en del av den utfelte aluminiumhydroksyd-felling som podning, samt uttak av resten av aluminiumhydroksyd-fellingen som produkt, samtidig som den separerte oppløsning av natriumaluminat (som i det følgende kalles dekomponeringsoppløsningen) resirkuleres til ekstraksjonstrinnet for bauxitt direkte eller etter en konsentrasjon.

Bayer-prosessen kan videre klassifiseres på basis av ekstraksjons-prosess i ett-strømssystemet, hvor bauxitt og alkali-oppløsningen som brukes til ekstraksjonen blandes og gjennomgår ekstraksjon etter forvarming, samt to-strømssystemet hvor et slam av aluminiumoksyd-holdige malmer i alkali-oppløs-ning samt en alkalioppløsning blandes etter at sistnevnte er forvarmet med gjenvunnet damp, og blandingen gjennomgår ekstraksjon.

I henhold til to-strømsprosessen, blir en resirkulert dekomponerings-oppløsning vanligvis atskilt i en hovedstrøm som typisk omfattér 90 volum-% av den totale dekomponerings-opp-løsning, samt en bistrøm som i typiske tilfeller omfatter 10 volum-% av den samlede dekomponeringsoppløsning. Hovedmengden, hovedstrømmen, av dekomponeringsoppløsningen forvarmes til en temperatur i nærheten av ekstraksjonstemperaturen (vanligvis ca. 170°C eller høyere)- med damp som gjenvinnes i en dampkjel for avkjøling av oppslemmingen etter ekstraksjonen, mens bi-strømmen blandes med bauxitt til en oppslemming hvis tørrstoff-konsentrasjon kan være ca. 20 til 50 vekt-%, og den resulterende oppslemming blandes med nevnte forvarmede hovedstrøm av dekomponeringsoppløsning, hvorpå blandingen føres til en samle-beholdef for ekstraksjon.

Siden bistrømmen er et slam med høyt innhold av faste stoffer, vil belegg kunne avsettes på forvarmerens inn-side når innholdet oppvarmes, hvilket fører til vesentlig re-duksjon av varmeoverførings-koeffisienten og varmegjenvinnings-graden. Videre, forkortes den effektive driftstid på grunn av at slike belegg må fjernes, samtidig som dette tar mye tid og omkostninger. På grunn av disse ulemper, gjennomføres forvarmingen vanligvis bare omtrent opp til oppslemmingens kokepunkt. Den gjenvunnede damp blir således ikke fullt ut utnyttet, og utnyttelses-potensialet blir betraktelig mindre.

For å fjerne disse ulemper, er det foreslått en fremgangsmåte som består i å oppvarme oppslemmingen til en temperatur på ca. 70° til 250°C på forhånd, for slik å gjennomføre en såkalt forutgående cesilikering, hvoretter slairanot forvarmes til en temperatur nær ekstraksjonstemperaturen, slik at silisiumoksyd-bestandueler i oppslemmingen avsettes som desilikeringsprodukter før forvarming, hvilket hindrer beleggdannelse i forvarmeren og reduserer beleggmengden som avsettes på forvarmerens innsider (U.S. patent nr. 3.413.087). Denne kjente fremgangsmåte er fremragende når det gjelder å hindre dannelsen av belegg som skyldes desilikeringsprodukter. For å utnytte to-stry;ms-systemets fordeler maksimalt, er det en fordel å forvarme oppslemmingen til så høy temperatur som mulig, feks. i nærheten av ekstraksjonstemperatur.

Imidlertid gjennomføres den forutgående desilikering vanligvis ved slammets kokepunkt, men når oppslemmingen som kommer fra forutgående desilikering, forvarmes til en temperatur i nærheten av ekstraksjonstemperaturen, er det umulig å hindre avsetning av belegg på forvarmerens innsider, til tross for den forutgående desilikerings-behandling som er foretatt. Forøvrig er det avsatte belegg lite oppløselig i mineralsyre og vanskelig å trekke av.

Man har nå foretatt utstrakte studier med hensyn

på hvorledes belegg ble dannet på innsiden av forvarmere under slike forhold, og har funnet, som et resultat av undersøkelser av belegg dannet ut fra oppslemminger etter forutgående desilikering, at belegget besto hovedsakelig av boehmitt-aluminiumoksyd, dvs. at belegget besto av avsetninger med opprinnelse i desilikerings-produktene og produkter som skyldes avsetning av boehmitt-aluminiumoksyd og at avsetning av boehmitt-belegg var avhengig av et visst molart forhold Na20/Al203 i oppslemmingen, dvs. at boehmitt-belegg bare ble dannet ved Na20/Al203-forhold på høyst 1, og ikke ved mol-forhold over 1.

Ett formål med oppfinnelsen er å hindre avsetning av belegg på innersiden av en oppslemmings-forvarmer, og oppnå effektiv utnyttelse av gjenvunnet varme ved ekstraksjonstrimmet ved ekstraksjon av aluminiumoksyd fra bauxitt bygget på to-strømssystemet.

Ifølge foreliggende oppfinnelse er det således til-veiebrakt en fremgangsmåte for ekstraksjon av aluminiumoksyd fra aluminiumoksydholdige malmer ved separat forvarming av en oppslemming av aluminiumoksydholdige malmer i alkalisk oppløsning og en alkalisk oppløsning f.eks. kaustisk soda og/eller natriumkarbonat, og innføring av den forvarmede oppslemming og den forvarmede alkaliske oppløsning i en ekstraksjonsbeholder ved en temperatur på 200-300°C for ekstraksjon av aluminiumoksyd fra malmene, og denne fremgangsmåte er kjennetegnet ved at man av de aluminiumoksydholdige malmer og den alkaliske oppløsning danner en oppslemming som har et molforhold Na-pO/A^O-j på

høyst 1, om nødvendig underkaster oppslemmingen en desilikerings-behandling, deretter tilsetter ved en temperatur på 130-170°C

et alkali-materiale omfattende resirkulert dekomponeringsopp-løsning, ekstraktoppslemming eller alkalisk oppløsning fra utenfor systemet, til oppslemmingen for å hindre dannelse av boehmitt-belegg ved avsetning av boehmitt-aluminiumoksyd fra oppslemmingen, hvorved det dannes en oppslemming med et innstilt molforhold Na20/Al2C>2 på over 1, videre forvarmer oppslemmingen med det innstilte molforhold til en temperatur hvor der ville dannet seg boehmitt-aluminiumoksydbelegg hvis molforholdet ikke var blitt regulert, og innføring av den forvarmede oppslemming og den separate forvarmede alkaliske oppløsning til ekstraksjonsbeholderen for ekstraksjon av aluminiumoksyd fra oppslemmingens aluminiumoksydholdige malmer.

Fremgangsmåten skal beskrives detaljert i det følg-ende. Den kan anvendes på to-strøms-systemet, som består i separat forvarming av en oppslemming av bauxitt i alkaliopp-løsninq og av en alkalioppløsning, hvor den forvarmede oppslemming og den forvarmede alkalioppløsning sendes til en ekstraksjonsbeholder som holdes ved en temperatur på ca. 200° til 300°C for ekstraksjon av aluminiumoksyd fra bauxitt.

Ved utførelse av oppfinnelsen separeres resirkulert dekomponeringsoppløsning i en hovedstrøm og en bistrøm som utgjør en transportertar oppslemming av bauxitt med mol-forhold Na20/ ■^]"2^3 (som betegner mol-forho ] det mellom alkali-forbindelsen og total mengde lettoppløselig aluminiumoksyd (aluminiumoksyd-tri-hydrat) i bauxitt og aluminiumoksyd i dekomponeringsoppløsningen) på høyst 1, vanligvis 0,2 - 1 og fortrinnsvis 0,3 - 0,8.' Mengde-forholdet mellom hovedstrømmen og bistrømmen som skal separeres fra den resirkulerte dekomponerings-oppløsning avhenger av den anvendte type bauxitt etc, men den resirkulerte dekomponerings-oppløsning separeres vanligvis i et mengdeforhold mellom hoved-strøm og bistrøm på 00:40 til 95:5-

Hvis Na20/Al20^-molforholdet i den fremstilte oppslemming er over 1, økes mengden resirkulert dekomponeringsopp-løsning til slam-forvarmeren hvor beleggavsetningen finner sted, og følgelig nedsettes den høye varmegjenvinnings-grad som er karakteristisk for to-strøm-systemet. I tillegg blir silikat-konsentrasjonen lavere, og en forlenget oppholdstid vil være nødvendig for en eventuell forutgående desilikeringsbehandling.

Den fremstilte oppslemming med nevnte forhold Na20/Al20^ føres til et forvarmingstrinn umiddelbart eller etter forutgående desilikeringsbehandling.

Nevnte forutgående desilikering foretas ved å holde oppslemmingen ved en temperatur over ca. 70°C, men lavere enn dannelsestemperaturen for boehmitt-avsetninger fra oppslemmingen, fortrinnsvis mellom 80°C og oppslemmingens kokepunkt, under atmosfæretrykk og i et tidsrom på 1/2 til 12 timer eller mer.

Dannelsestemperaturen for boehmitt-avsetning avhenger av mol-forholdet Na^O/Al^O^ i oppslemmingen, den anvendte bauxitt-type etc, men er vanligvis på 1^0° tii 170°C. For eksempel vil det dannes boehmitt-avsetninger ved et mol-forhold Na20/Al205 lik 0,5 ved 160° til 170°C for bauxitt av Syd-Øst Asiatisk opprinnelse, mens dannelsestemperaturen vil være 130° til 140°C for bauxitt fra Australia.

Dannelsestemperaturen for boehmitt-avsetninger kan lett bestemmes ved å benytte røntgen-analyse eller differ— ensial-temperaturanalyse på den dannede avsetning for påvisning av boehmitt-aluminiumoksyd i slik avsetning.

En varmekilde for nevnte forutgående desilikeringsbehandling er damp som gjenvinnes i et dampanlegg for av-kjøling av oppslemmingen etter ekstraksjonen, eller damp fra et ytre anlegg. Oppvarmingen kan skje ved direkte innblåsing av damp eller indirekte oppvarming. Oppslemmingen fra forutgående desilikering eller et slam som eventuelt ikke har gjennomgått denne behandling, føres vanligvis til et forvarmingstrinn hvor oppslemmingen forvarmes til en temperatur over dannelsestemperaturen for boehmitt-avsetning, vanligvis ved en temperatur nær ekstraksjonstemperaturen, d.v.s. vanligvis over ca. 170° og fortrinnsvis over 180°C.

I henhold til foreliggende oppfinnelse, tilsettes imidlertid en alkalisk forbindelse til oppslemmingen under forvarmingen før slammet når dannelsestemperaturen for boehmitt-avsetninger, idet oppslemmingen reguleres slik at den får et mol-forhold Na20/Al203 på over 1, fortrinnsvis 1,05 til 1,3. Man hindrer derved dannelsen av boehmitt-avsetninger på innsiden av slam-forvarmeren og dermed følgende nedsettelse av varme-vekslings-effekten, og samtidig oppnås øket anvendelighet for gjenvunnet damp og lengre levetid for forvarmeren. Dessuten nedsettes arbeidstid og omkostninger som medgår for å fjerne avsatte belegg.

Nevnte alkaliske forbindelse tilsettes oppslemmingen for å hindre avsetning av boehmitt-belegg under forvarming av slammet før dette når dannelsestemperaturen for boehmitt-belegg, vanligvis før oppslemmingen når ca. 170°C etter forutgående desilikeringsbehandling som fortrinnsvis foregår ved 130° til 165°C, når den foretas. Det er ikke gunstig å gjen-nomføre tilsetning av alkalisk forbindelse over dannelsestemperaturen for boehmitt-belegg fra oppslemmingen, fordi det er helt umulig å hindre dannelse av boehmitt-belegg på innsiden av forvarmeren på denne måten. Mengden alkalisk forbindelse som skal tilsettes oppslemmingen for å hindre dannelsen av boehmitt-belegg, avhenger av oppslemmingens Na^O/Al^O^-molforhold, Na^O-konsentrasjonen i den alkaliske forbindelse som skal tilsettes etc, men alkali-forbindelsen tilsettes i slik mengde at man får et mol-forhold Na„0/Al„0-, på over 1.

Resirkulert dekomponeringsoppløsning, slam etter ekstraks j onen, alkali-oppløsning tilført utenfra etc, kan brukes som nevnte tilsatte alkali-forbindelse. I hovedstrøm-men som er avledet fra den resirkulerte dekomponeringsoppløs-ning, særlig under forvarming, benyttes mest fordelaktig.

Når hele mengden av hovedstrømmen bestående av resirkulert dekomponeringsoppløsning tilsettes til oppslemmingen i det tilfelle, kan man hindre dannelsen av boehmitt-belegg i henhold til oppfinnelsen, men dannelse av desiliker--ings-belegg kan ikke fullstendig elimineres fra slam-forvarm-ertrinnet. Følgelig, vil en nedsatt varmeveksler-effekt være resultatet når en blanding av en stor mengde hovedstrøm av resirkulert dekomponeringsoppløsning og oppslemming forvarmes, og de karakteristiske fordeler ved tostrøm-systemet kan ikke oppnås. Når derfor hovedstrømmen av resirkulert dekomponer-ingsoppløsning i forvarmer-linjen derfor tilsettes oppslemmingen som alkali-forbindelse, bør høyst 80%, og vanligvis 20 til 70% av hovedstrømmen av dekomponeringsoppløsning avgrenes fra forvarmerlinjen for denne hovedstrøm og tilføres oppslemmingen .

Som ovenfor nevnt, vil tilsetning av alkali-forbindelse til oppslemmingen hindre dannelse av boehmitt-belegg, men er ikke så effektiv når det gjelder å hindre dannelse av desilikeringsbelegg. Desilikeringsreaksjonen finner særlig sted ved ca. 130° til 170°C og således innkobles en reaksjons-beholder for desilikerings-reaksjon på et punkt hvor slammets forvarmingstemperatur er 130° til 170°C. Alkali-forbindelse tilsettes til desilikerings-beholderen slik at man fortrinnsvis samtidig gjennomfører desilikerings-reaksjonen og behandlingen som hindrer dannelse av boehmitt-belegg.

Oppholdstiden i desilikeringsbeholderen avhenger av oppslemmingens silisiumoksyd-innhold, temperatur etc, men slammet må holdes ved denne temperatur i minst ca. 3 minutter og fortrinnsvis 5 til 60 minutter.

Man kan bruke en autoklav, en autoklav med rører etc, som desilikeringsbeholder. I desilikeringsbeholderen skal, som navnet sier, desilikeringsreaksjonen finne sted, og det er derfor gunstig å benytte en varmeisolert beholder uten varmeoverførings-overflate, men som kan oppvarmes ved innb låsing av friskdamp eller eventuelt indirekte oppvarming. Som oppvarmings organer for desilikerings-reaksjonen er det særlig gunstig å benytte varmen i hovedstrømmen av dekomponeringsopp-løsning som skal tilføres oppslemmingen, for å hindre dannelse av boehmitt-belegg.

Oppslemmingen som blandes med alkalisk forbindelse for regulering av mol-forholdet, som beskrevet tidligere, oppvarmes videre til en temperatur høyere enn dannelsestemperaturen for boehmitt-belegg fra oppslemmingen som ikke har regulert mol-forhold, d.v.s. fra oppslemmingen før reguleringen av mol-forholdet, fortrinnsvis til en temperatur nær ekstraksjonstemperatur, d.v.s. ca. 170°C eller høyere.

Dannelsen av boehmitt-belegg avhenger av den anvendte råmaterial-bauxitt og mol-forholdet Na 0/Al20^ i oppslemmingen, men starter vanligvis ved ca. 130° til 170°C. Dannelse av slike belegg finner sted ved et mol-forhold Na„0/Al„0_ 2 2 3 på ikke over 1, og når således alkali-forbindelse tilsettes oppslemmingen under forvarming av denne før den når en temperatur hvor boehmitt-belegg kan dannes, slik at mol-forholdet Na20/ A120^ i oppslemmingen innstilles på en verdi over 1, kan man forhindre dannelse av. slikt boehmitt-belegg helt eller delvis under oppvarmingen.

Som oppslemmings-forvarmer kan man bruke en dobbelt rørveggbeholder, en autoklav-varmeveksler, kjele/rør-varmeveksler etc.

Ved den foreslåtte fremgangsmåte blir hovedstrøm-men av dekomponeringsoppløsning oppvarmet til en temperatur nær ekstraksjonstemperaturen på kjent måte, d.v.s. ved hjelp av damp utvunnet i en fordamper for avkjøling av oppslemmingen etter ekstraksjon, f.eks. i en dobbeltrør- eller kjele/rør-varmeveksler.

I henhold til oppfinnelsen blir forvarmet oppslemming .og forvarmet hovedstrøm av dekomponeringsoppløsning tilført ekstraksjonstrinnet separat eller etter blanding, og ekstraksjonen skjer deri.

Det er ikke alltid nødvendig å forvarme oppslemmingen og alkali-oppløsningen i to fullstendig uavhengige strømmer. For eksempel, kan den foreslåtte fremgangsmåten også benyttes i forbindelse med en oppslemming som danner boehmitt-belegg ved 130°C. Alkali-forbindelse tilsettes oppslemmingen ved en temperatur under 130°C for å regulere mol-forholdet i oppslemmingen,og den dannede oppslemming med regulert mol-forhold forvarmes videre f.eks. opp til 150°C og blandes deretter med dekomponeringsoppløsningens hovedstrøm. Så forvarmes blandingen videre til en temperatur nær ekstraksjonstemperaturen og deretter til ekstraksjonsbeholderen.

Oppfinnelsen skal beskrives detaljert i det følgende i forbindelse med de vedlagte tegninger, hvor

fig. 1 viser et blokkskjema av en utførelse i henhold til oppfinnelsen, og

fig. 2 er et blokkskjema som viser en annen ut-førelse i henhold til oppfinnelsen.

På fig. 1 føres en resirkulert dekomponerings-oppløsning gjennom ledning 1 og deles i en hovedstrøm gjennom ledning 2 og bistrøm gjennom ledning 3. Bistrømmen gjennom ledning 3 blandes med aluminiumoksydholdige malmer som bauxitt etc, tilført gjennom ledning 4 i prepareringstanken 24 for fremstilling av en transporterbar oppslemming med mol-forhold Na20/Al20j på høyst 1. Oppslemmingen føres til forvarmeren 25 gjennom ledning 5 og forvarmes der til en temperatur som ligger lavere enn dannelsestemperaturen for boehmitt-belegg fra oppslemmingen, idet forvarmeren. vanligvis består av en dobbeltrør-varmeveksler med varmetilførsel fra dampspiralene 32,33 gjennom ledning 20-23 og 19-22.

Oppslemmingen som er forvarmet til en temperatur lavere enn dannelsestemperaturen for boehmitt-belegg fra oppslemmingen, føres til desilikerings-beholderen 37 gjennom ledning 6,og en alkali-forbindelse tilsettes oppslemmingen i beholderen gjennom ledning 16 for innstilling av mol-forholdet Na20/Al20 på over 1.

Som alkali-forbindelse brukes vanligvis hoved-strømmen av dekomponeringsoppløsning gjennom ledning 9, som har omtrent like høy temperatur som oppslemmingen.

Videre, kan dekomponeringsoppløsning fra et annet sted i systemet, oppslemming etter ekstraksjon eller alkali-oppløsning tilført utenfra benyttes som alkaliforbind-else. Tilsetning av alkali kan skje på ett enkelt sted eller flere steder.

Slammet med regulert mol-forhold føres til varmeveksleren 26 som vanligvis er en dobbeltrør-varmeveksler, med varmetilførsel fra damprør 31 gjennom ledning 18-21, hvor oppslemmingen forvarmes til en temperatur som ligger høyere enn dannelsestemperaturen for boehmitt-belegg fra oppslemmingen med uregulert mol-forhold, d.v.s. oppslemmingen før innstilling av mol-forholdet, fortrinnsvis en temperatur nær ekstraksjonstemperatur og vanligvis 170°C eller høyere. Ingen avsetning av boehmitt-aluminiumoksyd finner sted på grunn av tilsetningen av alkali-forbindelse gjennom ledning 16, og man kan således helt eller delvis hindre avsetning av boehmitt-belegg i varmeveksleren 26. På fig. 1 er det vist at alkali-forbindelse tilsettes desilikeringsbeholderen 37, men alkali-forbindelse kan tilsettes direkte til ledning 6.

Forøvrig blir hovedstrømmen gjennom ledning 2 forvarmet til en temperatur nær ekstraksjonstemperaturen, vanligvis 170°C eller høyere, ved hjelp av varmevekslere 27, 2 8 og 29 av kjele/rør-typen, gjennom ledning 8 og 9. Varme tilføres gjennom dampspiralene 33, 32 og 31 gjennom de resp-ektive ledninger 20, 19 og 18.

Hovedstrømmen av dekomponeringsoppløsning forvarmet til en temperatur nær ekstraksjonstemperaturen, og oppslemming som etter tilsetning av alkali-forbindelse er forvarmet til en temperatur over dannelsestemperaturen for boehmitt-belegg fra oppslemming med uregulert mol-forhold, d.v.s. oppslemming før regulering av mol-forholdet, tappes ut gjennom ledning 10 og 7 respektivt, blandes og tilføres ekstraksjonsbeholderen 30 gjennom ledningen 11. Beholderen 30 er en hdytrykksreaktor. som f,eks. en autoklav forsynt med rører, og oppvarmes vanligvis til ca. 200°-300°C, hvorved oppslemmingen holdes i tilstrekkelig lang tid til at aluminiumoksyd i det vesentlige ekstraheres fra malmene.

Ekstraksjonsbeholderen 30 oppvarmes ved innblåsing av damp direkte gjennom ledning 17 eller ved indirekte oppvarming via varmerør i beholderen.

Oppslemmingen, inneholdende aluminiumoksyd-bestanddeler, ekstrahert fra malmene i form av natrium-alu-minat i ekstraksjonsbeholderen 30 går ut gjennom ledning 12, avkjøles i dampgeneratorene 31, 32 og 33 gjennom ledning 13 og 14, og tiføres de følgende trinn gjennom ledning 15. Dampen som utvinnes i dampgeneratorene 31» 32 og 33, brukes vanligvis som dampkilde til forvarming av hoved-strømmen av dekomponeringsoppløsning og av oppslemmingen. Oppslemmingen blir etter ekstraksjonen og etter å ha passert siste dampgenerator 33, sendt til damputblåsningstanken gjennom ledning 15, hvor oppslemmingens trykk slippes opp til atmosfæretrykk. Deretter blir røds lam separert fra oppslemmingen og pod-nings-aluminiumoksyd tilsatt til den dannede klare natriumaluminat-oppløsning for å bevirke utfelling av aluminiumhydroksyd. Den utfelte aluminiumhydroksyd blir brent mens dekomponerings-oppløsningen fra separering av aluminiumhydroksydet resirkuleres til ledning 1.

Fig. 2 viser en annen utførelse av foreliggende prosess, hvor oppslemmingen gjennomgår forutgående desilikerings-behandling som skjer før forvarmingstrinnet vist på fig. 1. På fig. 2 har henvisningstallene 1 - 33 og 37 samme betydning som på fig. 1. Oppslemmingen fremstilt ved å blande aluminiumoksyd-holdige malmer med sidestrømmen fra dekomponeringsoppløsningen i slamprepareringstanken 24, føres til den forutgående desiliker-ingstank 34 gjennom ledning 5, hvor oppslemmingen oppvarmes til en temperatur over 70°C men under dannelsestemperaturen for boehmitt-belegg fra oppslemmingen, ved hjelp av varme levert fra ledning 35, og holdes i beholderen inntil slammets silisiumoksyd i ønsket grad er omdannet til desilikeringsprodukter.

Som forutgående desilikeringsbeholder benyttes vanligvis en tank. Som varmekilde gjennom ledning 35 benyttes fortrinnsvis damp fra en dampgenerator, men naturligvis kan man benytte varme tilført utenfra.

Oppslemmingen som har gjennomgått den ønskede desilikerings-grad, føres til slam-forvarmeren 25 gjennom ledning 36 og gjennomgår ytterligere behandling som beskrevet i forbindelse med fig. 1.

Ved utførelse av forutgående desilikeringsbehandling som vist på fig. 2, kan man oppnå at dannelse av belegg med opphav i desilikeringsreaksjonen og av boehmitt-belegg kan for-hindres helt eller Vesentlig i slam-forvarmerne 25 og 26. På tegningene er det vist et bestemt antall dampgeneratorer (kjøl-ere), forvarmere for dekomponeringsoppløsning og slam-forvarmere, men naturligvis kan man benytte ethvert ønsket antall slike ele-menter .

Som beskrevet ovenfor, kan man helt eller i vesentlig grad hindre dannelsen av boehmitt-belegg som er nesten uoppløselig i mineralsyre, på innsiden av slam-forvarmere ved ekstraksjon av aluminiumoksyd fra bauxitt-slam på basis av to-strøm-systemet i henhold til oppfinnelsen, og damputnyttelsen kan økes vesentlig. Når foreliggende metode gjennomføres i kombinasjon med forutgående desilikering, kan man helt eller vesentlig hindre dannelsen av belegg på innsiden av slamfor-varmeren. Driftstid før man må avbryte for å fjerne belegg økes vanligvis til ca. 6 måneder i henhold til oppfinnelsen, mens driftstiden er ca. 0,7 måneder etter de kjente fremgangs-måter.

Oppfinnelsen skal beskrives detaljert ved hjelp av følgende eksempler.

Eksempel 1.

Ekstraksjon av aluminiumoksyd fra bauxitt ble utført ved hjelp av apparatur som vist på fig. 1.

Resirkulert dekomponeringsoppløsning med Si02~ konsentrasjon lik 0,4 til 0,5 g/l gjennom ledning 1 ble separert i en hovedstrøm (78 vektdeler) og en bistrøm (22 vektdeler). Hovedstrømmen ble ført gjennom ledning- 2 til forvarmerne 27, 28 og 29, som hver besto av en kjele/rør-varmeveksler, og forvarmet til 210 C, mens bistrømmen ble ført gjennom ledning 3 til siamprepareringstanken 24. Slamprepareringstanken 24 ble til-sa-:': 1C vektdeler bauxitt med Si02-innhold lik 0,2 vektprosent gjennom ledning 4, for fremstilling av oppslemming. Det resulterende slam hadde mol-forhold Is^O/Al^O^ lik 0,52.

Slammet ble ført gjennom ledning 5 til forvarmeren 25 som besto av en dobbeltrør-varmeveksler og forvarmet til 130°C i denne med damp gjenvunnet fra oppslemmingen etter ekstraksjonen. Derpå ble 37,6 vektdeler hovedstrøm av dekomponerings-oppløsning forvarmet til ca. 130°C og tilsatt fra ledning 8 gjennom ledning 16 til oppslemmingen i desilikeringsbeholderen 37 for regulering av mol-f orholdet Na20/Al20-^ i oppslemmingen til 1,1. Oppslemmingen med regulert mol-forhold ble ført videre til forvarmeren 26 bestående av en dobbeltrør-varmeveksler og forvarmet til 210°C i denne med damp gjenvunnet fra oppslemmingen etter 'ekstraksjonen.

Hovedstrømmen og oppslemmingen etter forvarmingen ble tatt ut gjennom ledning 10 og 7 respektivt, og transportert gjennom ledning 11 til ekstraksjonsbeholderen 30 for ekstraksjon av aluminiumoksyd. Ekstraksjonsbeholderen ble oppvarmet til ca. 245°C ved innb låsing av damp gjennom ledning 17.

Por sammenlignings formål gjennomførte man en annen ekstraksjon på samme måten som ovenfor, men uten innstilling av mol-forholdet i oppslemmingen ved tilsetning av alkaliforbindel-se .

Under drift som ovenfor fikk man de tall som fremgår av Tabell 1.

Eksempel 2.

Ekstraksjon av aluminiumoksyd fra bauxitt ble gjennomført i apparatur som vist på fig. 2.

Resirkulert dekomponeringsoppløsning med Si02~ konsentrasjon lik 0,4 - 0,5 g/l gjennom ledning 1 ble atskilt i en hovedstrøm (85 vektdeler) og en bistrøm (15 vektdeler). Hovedstrømmen ble ført gjennom ledning 2 til forvarmerne 27, 28 og 29 i form av kjele/rør-varmevekslere, og forvarmet til l85°C. i disse, mens bistrømmen ble ført gjennom ledning 3 til slamprepareringstanken 24. På slamprepareringstanken 2 4 fylte man 10 vektdeler bauxitt med SiO^-innhold lik 4 vektprosent gjennom ledning 4 for fremstilling av slammet. Slammet hadde et mol-

forhold Na20/Al20:5 lik 0,48.

Oppslemmingen ble ført gjennom ledning 5 til forutgående desilikeringsbeholder 34, oppvarmet til 90°C med damp gjenvunnet fra oppslemmingen etter ekstraksjonen og tilført gjennom ledning 35, og holdt ved denne temperatur i 5 timer for å bevirke forutgående desilikering. Derpå ble oppslemmingen etter forutgående desilikering ført gjennom ledning 36 til forvarmer 25 som besto av en dobbeltrør-varmeveks ler, og forvarmet til 150°C med damp gjenvunnet fra oppslemmingen etter ekstraksjon. Derpå ble 34 vektdeler av hovedstrømmen av dekomponeringsoppløs-ning, som var forvarmet til ca. 150°C, tilført fra ledning 9 gjennom ledning 16 til oppslemmingen i desilikerings-beholderen 37 for regulering av mol-forholdet Na20/Al20^, i oppslemmingen til 1,1. Oppslemmingen med regulert mol-forhold ble videre forvarmet til l85°C med damp gjenvunnet fra oppslemmingen etter ekstraksj on.

Hovedstrømmen av dekomponerings oppløsningen og oppslemmingen etter forvarming ble tappet ut gjennom ledning 10 og 7> respektivt, og ført gjennom ledning 11 til ekstraksjonsbeholderen 30 for ekstraksjon av aluminiumoksyd. Beholderen ble oppvarmet til ca. 220°C ved innblåsing av damp gjennom ledning 17.

Por sammenlignings formål ble det utført en annen ekstraksjon på samme måten som ovenfor, uten å gjennomføre regulering av mol-forholdet i oppslemmingen ved tilsetning av alkali-forbindelse.

Man undersøkte de aktuelle data i forbindelse med en slik prosess med resultater som fremgår av Tabell 2.

Eksempel 3

Ekstraksjon av aluminiumoksyd fra bauxitt ble ut-ført under anvendelse av apparatur som vist på fig. 1.

Resirkulert dekomponeringsoppløsning med en SiC^-konsentrasjon på 0,4-0,5 g/l fra ledning 1, ble delt i en hovedstrøm (88,3 vektdeler) og en sidestrøm (11,7 vektdeler) . Hovedstrømmen ble ledet gjennom ledning 2 til forvarmerne 27, 28 og 29, hver bestående av kjele/rør-varmevekslere, og forvarmet til 210°C, mens sidestrømmen ble ledet gjennom ledning 3 til tanken 24 for oppslemmings-preparering. Til tanken 24 ble det ført 10 vektdeler bauxitt med et SiO,,-innhold på 0,2 vekt-% gjennom ledningen 4 for dannelse av en oppslemming. Den resulterende oppslemming hadde et molforhold Na20/Al2C>2 på 0,3.

Oppslemmingen ble ledet gjennom ledningen 5 til forvarmeren 25 bestående av en varmeveksler med dobbelt rør, og forvarmet til 130°C med damp gjenvunnet fra oppslemmingen etter ekstraksjon. Deretter ble 47,9 vektdeler av hovedstrømmen av dekomponeringsoppløsning som var forvarmet til 130°C, tilsatt fra ledning 8 gjennom ledningen 16 til oppslemmingen i beholderen 37 for desilikering for regulering av molforholdet Na20/Al202 i oppslemmingen til 1,1. Oppslemmingen med det regulerte molforhold ble videre ledet til forvarmeren 2 6 bestående av en varmeveksler med dobbelt rør, og der forvarmet til 210°C med damp gjenvunnet fra oppslemmingen etter ekstraksjon.

Hovedstrømmen og oppslemmingen etter forvarmingen, ble fjernet gjennom ledningene 10 og 7, respektivt, og ledet gjennom ledningen 11 til ekstraksjonsbeholderen 30 for ekstraksjon av aluminiumoksyd. Beholderen 3 0 ble oppvarmet til ca. 245°C ved innføring av damp fra ledning 17.

Man undersøkte de aktuelle data i forbindelse med en slik prosess og oppnådde resultater som fremgår fra nede-stående tabell 3.

Eksempel 4

Ekstraksjon av aluminiumoksyd fra bauxitt ble ut-ført under anvendelse av apparatur som vist på fig. 1

Resirkulert dekomponeringsoppløsning med en Si02~ konsentrasjon på 0,4-0,5 g/l fra ledning 1, ble oppdelt i en hovedstrøm (62,2 vektdeler) og en sidestrøm (37,8 vektdeler) . Hovedstrømmen ble ledet gjennom ledning 2 til forvarmere 27, 28 og 29, hver bestående av en kjele/rør-varmeveksler, og der forvarmet til 210°C, mens sidestrømmen ble ledet gjennom ledningen 3 til tanken 24 for oppslemmings-preparering. Til tanken 24 ble det ført 10 vektdeler bauxitt med et SiO?-innhold på 0,2 vekt-% gjennom ledning 4 for dannelse av en oppslemming. Den resulterende oppslemming hadde et molforhold Na2/Al203 på 0,8.

Oppslemmingen ble ledet gjennom ledningen 5 til forvarmeren 25 bestående av en varmeveksler med dobbelt rør,

og der forvarmet til 130°C med damp gjenvunnet fra oppslemmingen etter ekstraksjon. Deretter ble 21,8 vektdeler av hovedstrømmen av dekomponeringsoppløsning som var forvarmet til ca. 130°C, tilsatt fra ledning 8 gjennom ledning 16 til

oppslemmingen i beholderen 37 for desilikeringsreaksjon for å regulere molforholdet for Na20/Al203 i oppslemmingen til 1,1. Oppslemmingen med det regulerte molforhold ble videre ledet • til forvarmeren 26 bestående av en varmeveksler med dobbelt rør og der forvarme til 210°C med damp gjenvunnet fra oppslemmingen etter ekstraksjon.

Hovedstrømmen og oppslemmingen ble etter forvarming fjernet gjennom ledningene 10 og 7, respektivt, og ledet gjennom ledningen 11 til ekstraksjonsbeholderen 30 for ekstraksjon av aluminiumoksyd. Ekstraksjonsbeholderen ble oppvarmet til ca. 24 5°C ved innføring av damp fra ledningen 17 .

Man undersøkte de aktuelle data i forbindelse med ovenstående prosess og oppnådde de i tabell 4 angitte resultater .

Man ser av de ovenstående tabletter at foreliggende oppfinnelse gir vesentlig bedre resultater med hensyn til beleggingsdannelse enn kjente metoder.

Claims (6)

1. Fremgangsmåte for ekstraksjon av aluminiumoksyd fra aluminiumoksydholdige malmer ved separat forvarming av en oppslemming av aluminiumoksydholdige malmer i alkalisk oppløsning og en alkalisk oppløsning f.eks. kaustisk soda og/eller natriumkarbonat, og innføring av den forvarmede oppslemming og den forvarmede alkaliske oppløsning i en ekstraksjonsbeholder ved en temperatur på 200-300°C for ekstraksjon av aluminiumoksyd fra malmene, karakterisert ved at man av de aluminiumoksydholdige malmer og den alkaliske oppløsning danner en oppslemming som har et molforhold Na20/Al203 på høyst 1, om nødvendig underkaster oppslemmingen en desilikeringsbehandling, deretter tilsetter ved en temperatur på 130-170°C et alkali-materiale omfattende resirkulert dekomponeringsoppløsning, ekstraktoppslemming eller alkalisk oppløsning fra utenfor systemet, til oppslemmingen for å hindre dannelse av boehmitt-belegg ved avsetning av boehmitt-aluminiumoksyd fra oppslemmingen, hvorved det dannes en oppslemming med et innstilt mol-forhold Na20/Al203 på over 1, videre forvarmer oppslemmingen med det innstilte molforhold til en temperatur hvor der ville dannet seg boehmitt-aluminiumoksydbelegg hvis molforholdet ikke var blitt regulert, og innføring av den forvarmede oppslemming og den separate forvarmede alkaliske oppløsning til ekstraksjonsbeholderen for ekstraksjon av aluminiumoksyd fra oppslemmingens aluminiumoksydholdige malmer.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at oppslemmingen som fremstilles ved å blande malmen med alkalisk oppløsning, har et molforhold Na20/Al203 på 0,2-1, fortrinnsvis 0,3-0,8.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at desilikeringsbehandlingen gjennomføres ved en temperatur på over 70°C og lavere enn dannelsestemperaturen for belegg ved avsetning av boehmitt-aluminiumoksyd fra oppslemmingen .

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1-3, karakterisert ved at molforholdet Na20/Al203 i oppslemmingen etter innstilling av molforholdet er 1,05-1,3.

5. Fremgangsmåte ifølge"krav 1-4, karakterisert ved at oppslemmingen holdes ved 130-170°C i desilikeringsbeholderen i et tidsrom på minst 3 minutter.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 1-5, karakterisert ved at den videre forvarming av oppslemmingen skjer ved minst 170°C.