NO167020B - Fremgangsmaate for rensing av natriumaluminat - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for rensing av alkaliske oppløsninger, fortrinnsvis fra dekomponering av natriumaluminat fra Bayer-cyklusen, ved utfelling av natriumoksalat, ved hjelp av innføring av et egnet middel for å forårsake destabilisering av den overmettede tilstand i hvilken oksalatet naturlig forekommer.

Bayer-prosessen som rikelig er beskrevet i litteraturen og som er velkjent for fagmannen, er en vesentlig prosedyre for fremstilling av aluminiumoksyd ment til omdanning til aluminium ved smelteelektrolyse. Med denne prosess blir bauxittmalm behandlet i varm tilstand ved hjelp av vandig oppløsning av natriumhydroksyd i et egnet konsentrasjonsnivå, noe som gir oppløseliggjøring av aluminiumoksyd og dannelse av en overmettet oppløsning av natriumaluminat. Ef ter separering av den faste fasen som utgjør resten som ikke er oppsluttet, det såkalte rødslam, av malmen, blir den overmettede natriumaluminatoppløsningen podet med partikler av aluminiumtrihydroksyd for å forårsake utfelling av aluminiumtrihydroksyd.

Natr iumaluminatvaesken med sitt reduserte aluminiumoksyd-innhold tilbakeføres til oppslutningstrinnet i prosessen efter å ha vært konsentrert og chargert på ny med natriumhydroksyd for å gjenopprette konsentrasjonsnivået som er egnet for oppslutning av malmen.

Samtidig som aluminiumoksyd oppløses i form av natriumaluminat, blir den overmettede natriumaluminatoppløsningen fra oppslutningen chargert med organiske stoffer i form av natriumsalter, blant hvilke oksalatet er en av de komponenter som gir mest vanskeligheter.

Akkumuleringen av slike organiske urenheter innen natrium-aluminatoppløsningen i Bayer-prosessen er årsaken til store mangler som fagmannen har søkt og fremdeles søker å over-vinne .

Manglene som oppstår spesielt med akkumulering av natrlumoksalat 1 Bayer-oppløsningen skyldes det faktum at oksalatet, når det når sitt kritiske overmettingsnivå, faller ut i form av fine nåler på aluminiumhydroksyd-podingspartiklene. De fine natriumoksalat-nåler virker også som podingselementer for utfelling av aluminiumhydroksyd, ved å forårsake en økning i antall fine partikler som således blir for stort til effektivt å kurme kontrolleres under dekomponeringen av natriumaluminat. Den kritiske overmettingsterskel over hvilken natriumoksalat spontant faller ut, varierer med oppløsningens art. Terskelen stiger proporsjonalt med innholdet i oppløsningen av organiske stoffer som ikke er nedbrutt.

Dette fenomenet er inngående beskrevet av G. Leger i "Some Aspects of the Chemistry of Bauxite Organic on the Bayer Process: The Sodium Oxalate Humate Interaction. ICSOBA-1983". Det er spesielt tydelig ved gjennomføring av oppslutning av bauxitter med høyt innhold av humusstof f er, ved høy temperatur (t > 20CC), hvori andelen av oksalat øker hurtig som et resultat av nedbrytning av de organiske stoffene, mens den kritiske overmettingsterskelen er relativt lav ut fra nedbrytningen av de organiske stoffene.

Det ovenfor antydede natrlumoksalat-utfellingsfenomenet påvirker de fysiko-kjemiske kvaliteter for det utfelte aluminiumhydroksyd og resulterer for eksempel i vide variasjoner av kornstørrelsen for det fremstilte aluminiumoksyd eller øket sprøhet når det gjelder aluminiumoksyd-kornene, noe som kan representere vesentlige mangler med henblikk på å benytte aluminiumoksydet ved fremstilling av aluminium ved en elektrolyseprosess.

Således er det funnet nødvendig ved drift for fremstilling av aluminiumoksyd i industriell målestokk, å kontrollere eller å unngå forurensning av aluminiumtrihydroksyd-podepartiklene under dekomponeringstrinnet på grunn av utfelt natriumoksalat.

En første prosess fagmannen kjenner til omfatter å benytte kalk for å behandle væsken for vasking av aluminiumtrihydrok-sydet som er fremstilt i Bayer-cyklusen for å felle ut tilstedeværende oksalat i form av kalsiumsaltet og å fjerne dette fra produksjonscyklusen mens vaskevæsken med redusert oksalatinnhold resirkuleres.

En alternativ form av denne prosess som er velkjent for fagmannen, omfatter videre å vaske en del av aluminiumtrihydroksyd-podepartiklene og å behandle væsken for vasking av podepartiklene med kalk.

Slike prosesser gjør det kun mulig å begrense graden av forurensning med natriumoksalat og var tilfredsstillende fra fagmannens synspunkt så lenge den aluminiumoksyd som var krevet for elektrolyse og som ble fremstilt i henhold til disse prosesser var av gipslignende art.

Imidlertid krever utviklingen i elektrolysetankteknologien i dag en sandiignende aluminiumoksyd med regulær kornstørrelse og med god mekanisk styrke, alt kvaliteter som fagmannen vet er vanskelig å oppnå, ved de ovenfor nevnte behandlings-prosesser .

For å komme frem til slike kvaliteter er det ønskelig å forhindre utfelling av natriumoksalat på aluminiumtrihydroksyd-podepartiklene. Det blir derfor vesentlig å opprettholde konsentrasjonen av natriumoksalat i natrium-aluminatoppløsningen ved dekomponering, på en verdi som er lavere enn den kritiske overmettingskonsentrasjon.

Forskjellige prosesser er foreslått for å begrense mengden av natriumoksalat oppløst i Bayer-oppløsninger i Bayer-cyklusen. En fremgangsmåte som er foreslått i US-PS 3 899 571 og 1 EP-PS 0 013 407 omfatter behandling av en Bayer-oppløsning som er overmettet med henblikk på oppløseligheten i likevekts-tilstanden av natriumoksalat (slik som oppløsningene med redusert natriumaluminat-konsentrasjon som kommer fra dekomponeringstrinnet og som eventuelt kan være rekonsen-trert), ved innføring av en tilbakeført natriumoksalatpoding for å forårsake utfelling av natriumoksalat i oppløsningen, og for å gi økning av konsentrasjonen ved oppløselighets-likevekt med henblikk på vannfri natriumoksalat.

Efter et faststoff-væskesepareringstrinn, blir den rensede oppløsning gjeninnført i Bayer-cyklusen, mens en andel av den faste natriumoksalatfase benyttes for fremstilling av en suspensjon i podekrystaller, mens den andre fraksjonen fjernes fra cyklusen.

Selv om prosessen tilbyr attraktive måter for å tilveiebringe utfelling av natriumoksalat ved poding, lider den imidlertid under mangler som gir grunn til vanskeligheter når den utføres i industriell målestokk.

Natriumoksalatkrystaller som danner podemidler blir relativt hurtig inaktive på grunn av forgiftning på overflaten av tilstedeværende organiske materialer. Mer enn det, de organiske stoffene krever et vasketrinn, som er vanskelig å gjennomføre for natriumoksalatkrystallene. Således er det når vasketrinnsvirkningen er funnet å være utilstrekkelig, funnet at det er aktivitetsfall for podekrystallene og således et fall i natriumoksalatutfellingsutbyttet. Hvis vasketrinnet drives i for stor grad, resulterer dette i at podekrystallene får en mindre kornstørrelse, noe som igjen resulterer i væske-faststoff-separeringstrinn og således reduksjon i effektivitetsnivået med henblikk på rensing.

En annen fremgangsmåte for å begrense mengden av natriumoksalat i Bayer-oppløsninger, og som er beskrevet i

FR-A-2 317 226 og US-PS 4 038 039, består 1 å benytte fordamping for å konsentrere en del av oppløsningen fra dekomponeringen av natriumaluminat for derved å gjøre den overmettet med henblikk på natriumoksalat, derefter å bryte overmettingen ved spraying av den konsentrerte og avkjølte oppløsningen i form av fine dråper på et sjikt av ståldreie-spon, idet destabilisering av overmettingsbetingelsene forårsakes av det mekaniske sjokket når dråpene treffer metallet og hurtig fordamping av den flytende fasen, som en konsekvens av de høye forhold mellom overflatearealet for dråpene og deres volum.

Imidlertid krever en slik prosess som har en meget kort oppholdstid, at en vesentlig mengde av oppløsningen behandles. Oppløsningen som må være konsentrert ved fordamping blir så avkjølt (ved fra 10 til 15° C) før den sprøytes på stål. Således krever prosessen først bruken av en spesifikk teknologi, men mer spesielt finnes den å forbruke en stor mengde energi, for det første for konsentrering av oppløs-ningen som skal behandles ved fordamping og så for avkjøling av oppløsningen før den sprøytes på metallet.

Til slutt omfatter ytterligere en prosess for begrensning av mengden natriumoksalat i Bayer-oppløsninger og som er beskrevet i US-PS 4 275 043 og 4 275 042, utfelling av natriumoksalat ved selektiv absorpsjon på aktivkarbon, eller ved kationiske sekvesteringsmidler, fra de organiske stoffer som er ansvarlig for stabiliteten av natriumoksalat-overmettingen. Efter et faststoff-væskesepareringstrinn blir så oppløsningen med redusert natriumoksalatinnhold gjeninnført i Bayer-cyklusen mens det utfelte oksalat ekstraheres fra kretsen, samtidig som det aktiverte karbon, hvilke sistnevnte derefter kan regenereres ved varmebehandling. Imidlertid gir prosessen som beskrevet ikke den fulle effektivitet som kunne vært forventet i en slik grad at det anbefales at virkningen skulle fullføres ved innføring av et natriumoksalatpode-middel.

Selv om det således synes å foreligge attraktive forslag lider de tidligere kjente prosesser av mangler som kan være alvorlige fordi fagmannen i Bayer-cyklusen ønsker å begrense mengden natriumoksalat som er oppløst i oppløsningene, av de ovenfor angitte grunner.

Det er av disse grunner at det nu er funnet og utviklet en prosess for rensing av alkaliske oppløsninger, fortrinnsvis oppnådd fra dekomponering fra natriumaluminat i Bayer-cyklusen, for på kontrollert måte å begrense mengden natriumoksalat i aluminiumtrihydroksydproduksjons-oppløsningen.

I henhold til dette angår foreliggende oppfinnelse en fremgangsmåte for rensing av minst en fraksjon av en oppløsning i Bayer-cyklusen, fortrinnsvis trukket av efter dekomponering av natriumaluminat før eller efter konsentrering derav, ved å forårsake utfelling av natriumoksalat i oppløsning ved innføring av et middel for destabilisering av overmettingstilstanden til natriumoksalat, og denne fremgangsmåte karakteriseres ved at overmettingsdestabiliserings-midlet som innføres i Bayer-oppløsningen for å forårsake utfelling av natriumoksalatet velges blant kalsiumoksalat og bariumoksalat, og at, når det gjelder oppløsninger chargert med nedbrutte organiske stoffer som generelt stammer fra høytemperaturoppalutning av bauxitter med høye andeler humusstof f er, er), anionisk syntetisk polyelektrolytt valgt blant polyakrylsyrer, polyakrylamider, natriumpolystyrensulfonater og natriumpolyakrylat- og polyakrylamidkopolymerer på forhånd innføres i oppløsningen på et hvilket som helst punkt i Bayer-cyklusen.

Ifølge oppfinnelsen blir destabiliseringsmidlet som utgjøres av kalsium- eller bariumoksalat tilsatt til minst en del av natriumaluminatoppløsningen som fortrinnsvis stammer fra dekomponeringstrinnet, før eller efter konsentrering av denne. Kalsium- eller bariumoksalat, ustabilt under disse betingelser, setter fri oksalationer. Dette resulterer i en økning i konsentrasjonen av natriumoksalat, slik at den kritiske overmettingsterskelen i oppløsningen overskrides, og natriumoksalatet presiplterer spontant, delvis under nedbrytning av organiske stoffer som er ansvarlig for den opprinnelige overmettingstUstand.

En av det utfelte oksalat resirkuleres til rensetrinnet ved hjelp av en spesiell prosedyre fordi det utfelte oksalat ikke kan sirkuleres som det er på grunn av tilstedeværende organisk materiale. Således vil en oppløsning av alt eller en del av det utfelte oksalat inneholdende organiske stoffer, resultere i en økning av den kritiske terskel, med henblikk på oksalatovermetting i oppløsningen som skal renses.

Fordi separering av de organiske stoffer fra utfelt oksalat er nødvendig, før noen resirkulering, blir den sistnevnte gjennomført ved i det minste delvis å bringe det utfelte natriumoksalat tilbake i oppløsning, og å behandle suspensjonen som oppnås ved hjelp av kalk, CaO, eller barlum-aluminat, A^C^Ba. Denne behandling resulterer i fremstilling av et kalsiumoksalat- eller bariumoksalatpresipitat som, befridd for organiske stoffer ved faststoff-væskeseparering, resirkuleres til trinnet for utfelling av natriumoksalat.

Ytterligere blir ifølge oppfinnelsen den rensede oppløsningen efter separering av den faste fasen, gjeninnført i Bayer-kretsen. Restnariumoksalatinnholdet tilsvarer oppløselighets-grensene for natriumoksalat under forsøksbetingelsene, helt kalt tilsynelatende oppløselighet. Forskjellene mellom den kritiske overmettingsterskel og den tilsynelatende oppløse-lighet for natriumoksalat i natriumaluminatoppløsninger, viser størrelsesorden og derfor effektiviteten av rense-virkningen.

Fra dette følger det at jo høyere den kritiske overmettingsterskelen er, jo bedre er rensegraden av oppløsningen med henblikk på natriumoksalat. Således er i det spesielle tilfellet med Bayer-væsker med vesentlige innhold av nedbrutte organiske stoffer, generelt oppstått fra behandling for oppslutning av bauxitt ved høy temperatur, og som karakteriseres ved en kritisk supermettingsterskel som er noe forskjellig fra den tilsynelatende oppløselighetsgrense, rensegraden med henblikk på oksalat, lav, noe som begrenser den økonomiske verdi av prosessen med henblikk på de store oppløsningsvolumer som måtte behandles.

Dette tatt i betraktning, er det nu under fortsettelse av den utførte forskning i det forsøk på å forbedre effektiviteten i prosessen i henhold til oppfinnelsen for dens anvendelse spesielt ved behandling av bauxitter ved høy temperatur, funnet at det var mulig å heve den kritiske overmettingsterskel for natriumoksalat, ved foregående tilsetning til natriumaluminatoppløsningen, på et hvilket som helst punkt i Bayer-cyklusen, men fortrinnsvis før aluminiumtrihydroksyd-utfellingstrinnet, av en anionisk syntetisk polyelektrolytt med en molekylmasse på M > 10^ g/mol, hvis uventede egenskap er å virke som erstatning på langtidsbasis som stabili-ser ingsmiddel for de naturlige organiske stoffer, eller i fravær av disse, i oppløsningen.

Den anloniske polyelektrolytt velges blant polyakrylsyrer, polyakrylamider, natriumpolystyrensulfonater og natriumpolyakrylat- og polyakrylamidkopolymerer. Hyppig anvendt som flokkuleringsmidler er slike organiske syntetiske forbin-delser også kjente for sin egenskap med henblikk på stabili-sering av natriumoksalat i Bayer-oppløsnlngen (se den ovenfor nevnte referanse ved Gordon Lever ICSOBA) på samme måte som humusstoffene som inneholdes i bauxitter. Som imidlertid fagmannen vet, lider slike humusstoffer av hurtig nedbrytning i høytemperaturoppslutningscyklusen, slik at deres stabiliserende virkning med henblikk på natriumoksalat-overmetting i oppløsningene som resulterer fra slik behandling, er meget liten. Nu er det i mange forsøk som er utført med tilsetning av disse forskjellige flokkuleringsmidler i forskjellige andeler til Bayer-oppløsninger, overraskende funnet at i vektandeler på mellom 5 x 10"^ og 10"^, beregnet med henblikk på vekten i kaustisk Na20, i Bayer-oppløsningen, har slike flokkuleringsmidler en regulær og lengevirkende stabiliserende effekt. Således ble det observert økninger på 500 til 8005É når det gjaldt rensenivå-effektiviteten, målt som forskjellen mellom den kritiske overmettingsterskel og den tilsynelatende oppløselighetsgrense; dette nivå for rense-effektiviteten ble holdt uten tilsetning av stabiliserings-midler over flere ti-talls-oppslutningscykler, uansett konsentrasjonsnivået for kaustisk Na£0 og temperaturen i oppslutningsvæsken i de områder som vanligvis benyttes i Bayer-cyklusen (kaustisk Na20: 100-250 g/l; temperatur: 100-290'C ).

De små mengder flokkuleringsmidler som benyttes med henblikk på volumene av væske som behandles, samt mulighetene for å tilsette flokkuleringsmiddel til Bayer-oppløsning uten noen spesiell preparering, er likeledes faktorer som gjør forbedringen meget lett å sette ut i livet, når det er nødvendig at den anvendes på forhånd for behandling for rensing av Bayer-oppløsningen.

De ovenfor nevnte behandling for rensing av Bayer-oppløs-ninger som fortrinnsvis stammer fra dekomponering av natriumaluminat gjennomføres før eller efter konsentrasjons-trinnet ved oppløsningens egen temperatur, eller efter avkjøling av denne.

Således og generelt faller den temperatur, ved hvilken rensebehandling gjennomføres innenfor området 20 til 80 og fortrinnsvis 50 til 70°C.

Mengden av destabiliseringsmidlet for natriumoksalatovermet-tingen som tilføres til Bayer-oppløsningen som skal behandles for å fremtvinge utfelling av natriumoksalat, uttrykt i vannfri form av kalsium- eller bariumoksalat, er generelt mellom 0,5 og 15 g/l og fortrinnsvis mellom 1,0 og 5,0 g/l når midlet er kalsiumoksalat, og generelt mellom 0,5 og 25 g/l og fortrinnsvis mellom 1 og 10 g/l når midlet er bariumoksalat.

Efter utfelling av natriumoksalater som er til stede i en del av Bayer-oppløsningen som fortrinnsvis trekkes av efter dekomponering av natriumaluminatet, ved innføring av kalsium-eller bariumoksalat, og så væske-faststoffseparering, noe som tillater at renset oppløsning gjenintroduseres i Bayer-cyklusen, blir den faste fasen som er separert av på denne måten, med hensyn til i det minste en fraksjon derav, underkastet minst partiell oppløsning i vann når destabiliseringsmidlet er kalsiumoksalat og i en alkalisk oppløsning når destabiliseringsmidlet er bariumoksalat. Gjenoppløsnings-trinnet gjennomføres ved en temperatur som høyst er lik koketemperaturen og fortrinnsvis mellom 70 og 9CC.

Når destabiliseringsmidlet er kalsiumoksalat, produseres dette ved omsetning av utfelt natriumoksalat med en kalkvask, preparert i vann. Volumet kalkvask som benyttes i dette trinnet er generelt mellom 50 og 500 liter, og fortrinnsvis mellom 100 og 200 liter pr. tonn fremstilt aluminiumoksyd.

Når destabiliseringsmidlet er bariumoksalat, fremstilles det sistnevnte ved omsetning av bariumaluminat på det utfelte natriumoksalat, 1 nærvær av en vaskevæske tatt fra Bayer-cyklusen, og med en Na20-konsentrasjon som generelt ligger mellom 20 og 80 g/l. Volumet væske som benyttes i dette trinnet er generelt mellom 50 og 500 liter, og fortrinnsvis mellom 100 og 200 liter pr. tonn fremstilt aluminiumoksyd.

Mengdene CaO eller A^C^Ba som velges til å ligge innenfor de ovenfor angitte konsentrasjonsområder, og som benyttes for utfelling av destabiliseringsmidlet, er slik at de sikrer både dannelse av destabiliseringsmidlet og utfelling av det tilstedeværende karbonat i væsken som impregnerer den utfelte natriumoksalatkaken, så vel som det karbonat som er til stede i vaskevæsken som tas fra Bayer-cyklusen når destabiliseringsmidlet er bariumoksalat.

Den resulterende kalsiumoksalat- eller bariumoksalatsuspen-sjonen underkastes så en faststoff-væskeseparasjon. Den faste kalsium- eller bariumoksalatfasen, hele eller deler av denne, utgjør midler for destabilisering av den overmettede tilstand for natriumoksalatet som er til stede i oppløsningen i Bayer-cyklusen som skal renses med henblikk på oksalat, idet oppløsningen er trukket av efter dekomponeringen av natriumaluminat .

Væskefasen inneholdende de organiske stoffer gjeninnføres i Bayer-cyklusen når destabiliseringsmidlet er kalsiumoksalat, eller den renses ellers ved hjelp av bariumioner ved metode kjent for fagmannen, slik som for eksempel i henhold til FR-PS 2 328 660, før innføring i Bayer-cyklusen, når destabiliseringsmidlet er bariumoksalat.

Oppfinnelsen skal forstås bedre under henvisning til en tallmessig beskrivelse av en generell utførelsesform av behandlingen ifølge oppfinnelsen.

I tegningen fjernes det fra Bayer-væsken eller oppløsningen LI som fortrinnsvis kommer fra dekomponeringssonen for natriumaluminatoppløsningen, og med et redusert aluminium-oksydinnhold, overmettet med henblikk på natriumoksalat, og som vender tilbake til drift for oppslutning av bauxittmalm, en fraksjon L2, før eller efter konsentrasjon, idet fraksjonen L2 skal underkastes behandlingen ifølge oppfinnelsen.

Fraksjonene L2 som trekkes av på denne måten innføres til rensesonen A, og likeledes med den faste fraksjonen Sil som partielt er dannet av tilbakeført kalsiumoksalat eller bariumoksalat.

Rensebehandlingen i sone A gjennomføres under omrøring og Innenfor de ovenfor angitte temperaturområder. Den resulterende suspensjon L3 underkastes væske-faststoffseparering i B. Den rensede væske eller oppløsning L4 som kommer ut av trinnet B resirkuleres til kretsen for Bayer-oppløsningen LI.

Den faste fasen S4 dannes med henblikk på en fraksjon derav, av natriumoksalat som utfelles i sone A, og med henblikk på den andre fraksjon derav, av heksahydratisert trikalsiumaluminat når man benytter kalsiumoksalat eller bariumkarbonat når man benytter bariumoksalat som destabillseringsmiddel.

Når destabiliseringsmidlet som benyttes er kalsiumoksalat, blir den faste fasen S4 partielt trukket av fra cyklusen som antydet med S5, og utgjør således utslippet for oksalat som fjernes fra Bayer-cyklusen, mens den gjenværende delen S6 tilføres til sonen C der den behandles ved hjelp av kalk som i seg selv innføres ved S7 i form av en kalkvask.

Natriumoksalatet som utgjør en del av S6 omdannes således til kalsiumoksalat.

Suspensjonen L8 fra den ovenfor antydede behandling underkastes væske-faststoffseparering D, den flytende fase L9 resirkuleres til Bayer-kretsen LI mens den faste fasen S9 som utgjør et middel for destabilisering, av tilstanden med natriumoksalat-overmetting I væsken L2, innføres i sonen A ved Sil.

Når destabiliseringsmidlet som benyttes er bariumoksalat, innføres hele den faste fasen S4 ved S6 til sonen C der den behandles med bariumaluminat som innføres ved S7 med en fortynnet Na20-oppløsnlng.

Natriumoksalatet som utgjør en del av S6 omdannes til bariumoksalat. Suspensjonen L8 fra behandlingen underkastes væske-faststoffseparering ved D. Den flytende fasen L9 som inneholder stabiliserende organiske stoffer føres så til sonen E der den underkastes et trinn for fjerning av bariumioner ved bruk av en hvilken som helst prosess kjent for fagmannen.

En del av den faste fase S9 ekstraheres ved S10 og utgjør utslippet av oksalat som fjernes fra Bayer-cyklusen. Fraksjonen S10 røstes med suppleringsmengder aluminiumoksyd i henhold til det som er beskrevet i FR-PS 2 328 660 for å regenerere bariumaluminat og å fjerne oksalat i form av karbondioksyd COc.

Den andre fraksjonen av den faste fasen S9 som utgjør destabiliseringsmiddel for natriumoksalat-overmetting i væsken L2, innføres ved Sil til sonen A for rensing av denne væsken.

I praksis kan prosessen Ifølge foreliggende oppfinnelse også gjennomføres i form av en trinnvis prosess som omfatter: a) å trekke av, fortrinnsvis nedstrøms dekomponeringssonen for Bayer-cyklusen, en del av en oppløsning som har et redusert aluninlumoksydinnhold og som er overmettet med henblikk på natriumoksalat og som eventuelt er stabilisert ved tilsetning av en syntetisk anionisk polyelektrolytt; b) å behandle oppløsningsfraksjonen i en rensesone ved hjelp av kalsiumoksalat eller bariumoksalat, nemlig midler for destabilisering av natriumoksalat-overmetting 1 delen for derved å frembringe utfelling av natriumoksalatet; c) å underkaste suspensjonen fra rensetrinnet en væske-faststoffseparering, hvorved den flytende fasen resirkuleres til Bayer-kretsen; d) å behandle den faste fasen fra separeringstrinnet C for å regenerere den faste fasen; dl) delvis med en kalkvask der destabiliseringsmidlet er kalsiumoksalat, og den andre delen som trekkes av fra behandlingskretsen således utgjør utslippet for oksalat som fjernes fra Bayer-kretsen, d2) i sin helhet med bariumalumlnat i nærvær av en fortynnet Na20-oppløsning når destabiliseringsmidlet er bariumoksalat; e) å underkaste suspensjonen fra regenereringstrinnet D en væske-faststoffseparering, idet den faste fasen: el) i sin helhet tilføres til rensetrinn tilsvarende trinn

B, når destabiliseringsmidlet er kalsiumoksalat;

e2) delvis tilføres til rensetrinnet tilsvarende trinn B,

når destabiliseringsmidlet er bariumoksalat, idet den andre delen som fjernes fra behandlingskretsen utgjør utslippet for oksalat som fjernes fra Bayer-kretsen, og hvori

f) den flytende fasen fra trinn D:

fl) resirkuleres til Bayer-kretsen når destabiliserings midlet er kalsiumoksalat,

f2) inneholdende stabiliserende organiske materialer,

underkastes rensing med henblikk på bariumioner før innføring i Bayer-kretsen.

EKSEMPEL 1 (illustrert ved hjelp av den vedlagte figur)

En industrivæske eller oppløsning L2 med et lavt natrium-aluminatinnhold og overmettet med henblikk på natriumoksalat, oppnådd fra behandling fra et tropisk bauxitt ved Bayer-prosessen, ble behandlet i henhold til oppfinnelsens fremgangsmåte.

Oppløsningen L2 som ble trukket av fra Bayer-cyklusen LI hadde følgende sammensetning:

1000 ml av oppløsningen L2 ble anbragt i en reaktor A og holdt ved konstant temperatur 60°C. 3,2 g kalsiumoksalat Sil, destabiliseringsrr.iddel for natriumoksalat-overmettingen ble tilsatt til denre oppløsningen. Blandingen ble omrørt i 4 timer.

Ved slutten av behandlingen i A ble suspensjonen L3 underkastet en væske-faststoffseparering av fasene i B.

Analyse av den flytende fasen L4 som ble skilt ut gav et oksalat-karboninnhold på 0,4 g/l.

Fasen S4 som utgjorde filtreringskaken som inneholdt det heksahydratiserte trikalsiumaluminat som ble dannet under kalsiumoksalat-dekomponeringen i den behandlede oppløsningen, så vel som utfelt natriumoksalat, ble separert i to fraksjoner S5 og Sb.

Delen S5 som tilsvarer den mengde natriumoksalat som er fjernet og som utgjør ca. 30 til 35% av den totale masse av kaken, ble eliminert.

Fraksjonen S6 ble tatt opp og underkastet behandling i regenereringssonen C ved hjelp av 150 ml av en kalkvask inneholdende 17 g/l CaO. Det medium som ble dannet på denne måten ble holdt i omrørt tilstand ved 80"C I 2 timer for å omdanne natriumoksalatet i fraksjonen S6 til kalsiumoksalat. Ved utslipp fra regenereringssonen C, ble suspensjonen underkastet vaeske-f aststof f separering.

Væsken L9 hvorfra oksalatet var fjernet, var så egnet for tilbakeføring til LI og den faste fasen S9 ble sirkulert til rensesonen A.

Resirkulering av den faste fasen S9 til A ble gjentatt ved fem anledninger ved bruk av rent kalsiumoksalat ved den første anledning, og kalsiumoksalat fremstilt i regenereringstrinnet C ved de andre fire anledninger.

Ved hver anledning det utfelte S9 ble resirkulert til A, ble friske 1000 ml av den ovenfor nevnte oppløsning L2 behandlet.

Ved slutten av de fem suksessive rensetrinn var mengdene oksalkarbon som var fjernet, som følger:

Som en sammenligning ble det gjennomført en behandling på 1000 ml av den samme industrioppløsning L2 som var overmettet med henblikk på natriumoksalat, og med redusert innhold av natriumaluminat, ved bruk av en vandig oppløsning som var mettet med henblikk på natriumoksalat, 3,35 g/l natriumoksalat ble innført i den industrielle oppløsningen L2.

Mengden natriumoksalat som ble fjernet i sone A og separert fra den flytende ase L4 i B var således 0,29 g/l.

Efter fjerning av den faste fraksjon S5 tilsvarende den fjernede mengde natriumoksalat, ble fraksjonen S6 oppløst i vann og den vandige oppløsningen av natriumoksalat fremstilt på denne måten, ble resirkulert til sonen A for ny behandling av den industrielle oppløsning L2. Mengden oksalisk karbon som ble fjernet var kun 0,11 g/l, mens mengden i henhold til oppfinnelsen av oksalisk karbon som ble fjernet i sone A varierte innen området 0,28 til 0,31 g/l.

EKSEMPEL 2 (illustrert i tegningen)

Dette eksempel omfatter behandling ved hjelp av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, av den samme oppløsning L2 som er overmettet med henblikk på natriumoksalat, men som har et redusert natriumalumlnatinnhold ved hjelp av 3,2 g/l kalsiumoksalat som tilsettes til oppløsningen som skal behandles.

Det ble gjennomført tre prøver, hver ved bruk av en spesiell temperatur for rensebehandlingen i sone A (temperaturene var 50° C, 60° C henholdsvis 70"C), mens man fulgte den samme prosedyre som angitt i eksempel 1, med henblikk på de andre parametre.

For hver prøve ble det foretatt målinger med henblikk på mengden i g/l av oksalisk karbon som ble fjernet i rensesonen A, og underkastet fysikalsk separasjon i B.

Alle resultater er gitt i følgende tabell:

EKSEMPEL 3

Dette eksempel beskriver behandling Ifølge oppfinnelsens fremgangsmåte av en industriell oppløsning L2 som har lavt natriumalumlnatinnhold og som er overmettet med henblikk på natriumoksalat, oppnådd ved høytemperaturoppslutning av en middelhavsbauxitt ved bruk av Bayer-prosessen.

Sammensetningen for den industrielle oppløsningen L2 var som følger:

10,7 g kalsiumoksalat ble tilsatt til 1000 ml av den ovenfor angitte oppløsning, mens blandingen ble holdt i omrørt tilstand ved 60°C i 6 timer.

Ved slutten av behandlingen ble den oppnådde suspensjonen filtrert og den flytende fasen L4 titrert 0,38 g/l oksalisk karbon, som med henblikk på den opprinnelige sammensetning ga en utfelllingsfjerning på 0,04 g/l oksalisk karbon.

Som sammenligning ble en anionisk polyelektrolytt "Floerger AN 934 SH" tilsatt til den samme oppløsningen L2 i tre separate prøver: a) i en mengde av 10 mg/l, det vil si 50 ppm, beregnet på vekten av kaustisk Na20. Den kritiske natriumoksalat-overmettingsterskel for oppløsningen uttrykt med henblikk på oksalisk karbon, har vokst fra 0,45 til 0,67 g/l. Efter justering av konsentrasjonen av oksalisk karbon til 0,63 g/l ved oppløsning av natriumoksalat, ble oppløsningen L2 underkastet behandling med natriumoksalat under de ovenfor beskrevne betingelser. Til slutt ble suspensjonen filtrert og væskefasen L4 inneholdt 0,39 g/l oksalisk karbon, noe som ga en fjerning ved utfelling av 0,24 g/l oksalisk karbon beregnet på blandingen justert til 0,63 g/l oksalisk karbon; b) i en mengde av 20 mg/l, det vil si 100 ppm, beregnet på vekten av kaustisk Na20. Den kritiske natriumoksalat-overmettingsterskel for oppløsningen uttrykt med henblikk på oksalisk karbon, hadde steget fra 0,45 til 0,75 g/l. Efter justering av konsentrasjonen av oksalisk karbon til 0,70 g/l ved oppløsning av natriumoksalat, ble oppløs-ningen underkastet den samme behandling som før, noe som resulterte i en utfellingsfjerning av 0,28 g/l oksalisk karbon; c) i en mengde av 60 mg/l, det vil si 300 ppm, beregnet på vekten av kaustisk Na20. Den kritiske natriumoksalat-overmettlngsterskel for oppløsningen, uttrykt som oksalisk karbon, hadde steget fra 0,45 til 0,82 g/l. Efter justering av konsentrasjonen av oksalisk karbon til 0,79 g/l ved opplysning av natriumoksalat, ble oppløsningen underkastet den samme behandling som før, noe som resulterte i rensing ved utfelling av 0,36 g/l oksalisk karbon.

Ved de tre operative prøver som beskrevet ovenfor, ble således effektivitetsnivået ved rensetrinnet øket 500, 600 henholdsvis 800$ med henblikk på referanseprøven.

EKSEMPEL 4

Man gikk ut fra en industriell oppløsning eller væske L2 og med samme opprinnelse og identisk sammensetning til den i eksempel 3, og tilsatte til denne 20 mg/l av den samme polyelektrolytt. Oppløsningen ble så bragt til en temperatur på 245° C i 8, 24, 48 og 72 timer. Ved slutten av hver oppholdstid ble den kritiske natriumoksalat-overmettingsterskel bestemt og en renseprøve gjennomført i henhold til det som er angitt i eksempel lb.

Resultatene er gitt I den følgende tabell:

Tabellen viser en utmerket stabllltetsgrad for den kritiske natriumoksalat-overmettingsterskel, noe som på tross av den forhøyede oppslutningstemperatur bekrefter effektiviteten av flokkuleringsmidlene med tiden.

EKSEMPEL 5 (vist i tegning)

1000 ml av den industrielle oppløsning L2 i eksempel 1 ble behandlet IA, i henhold til oppfinnelsen, under anvendelse av 5,6 g bariumoksalat. Det tilsvarende medium ble holdt i omrørt tilstand i 4 timer ved en temperatur av 60"C.

Suspensjonen L3 fra A ble filtrert. Filtratet L4 hadde et innhold av 0,39 g/l oksalisk karbon.

Kaken S4 ble fortynnet igjen i regenereringssonen C, i 70 ml av en fortynnet vandig oppløsning fra Bayer-cyklusen inneholdende 40 g/l kaustisk Na20. Dertil ble det satt 13,2 g bariumaluminat inneholdende 40, 5% BaO, hvorefter suspensjonen ble holdt omrørt ved 80°C i 1 time.

Ved slutten av et separeringstrinn i D, tilsvarte den faste fraksjonen S10 av kaken S9 mengden natriumoksalat som var fjernet, og utgjorde ca. 34# av den totale masse av fast-stoffer sluppet ut fra behandlingscyklusen.

Den andre faste fraksjonen Sil ble resirkulert til sonen A for der å utgjøre et middel for destabilisering av oksalat-overmettingstilstanden ved rensing av en ny mengde på 1000 ml av oppløsningen L2.

Fem suksessive rensetrinn ble gjennomført på fem andeler av oppløsningen L2.

Mengdene oksalisk karbon som ble fjernet uttrykkes i g/l i behandlet oppløsning L2:

EKSEMPEL 6 (vist i tegning)

En industriell oppløsning med et lavt natriumalumlnatinnhold og overmettet med henblikk på natriumoksalat, oppnådd fra behandling av en australsk bauxitt ved hjelp av Bayer-prosessen, ble behandlet ved oppfinnelsens fremgangsmåte.

Oppløsningen L2 hadde følgende sammensetning:

1,6 g kalsiumoksalat ble tilsatt i A til 1000 ml av denne oppløsningen. Blandingen ble holdt i omrørt tilstand ved 60°C i 4 timer.

Ved slutten av behandlingen i A og efter separering ved filtrering i B, var innholdet av oksalisk karbon I filtratet L4 0,51 g/l.

Som I eksemplene 1 og 3, ble kaken S4 fra B skilt i to fraksjoner S5 og S6: fraksjonen SE som representerte ca. 60& av den totale masse av S4 utgjorde den mengde natriumoksalat som ble fjernet fra behandllngscyklusen Ifølge oppfinnelsen, og

fraksjonen S6 ble oppløst i C med 130 ml av en kalkvask inneholdende 15 g/l CaO (omrøring i 2 timer ved 80'C), noe som tillot at natriumoksalatet ble omdannet til kalsiumoksalat .

Efter separering 1 D, ble den faste fraksjonen S9 resirkulert til A som antydet ved Sli for å gjennomføre rensing av en ny fraksjon på 1000 ml av oppløsningen L2.

Fem rensetrinn ble gjennomført efter hverandre ved bruk av den ovenfor angitte prosess og fem deler av oppløsning L2 med resirkulering av destabiliseringsmidlet fra det foregående trinnet.

Ved slutten av de fem suksessive rensetrinn var mengden oksalisk karbon som var fjernet pr. 1000 ml behandlet oppløsning som følger:

EKSEMPEL 7 (vist i tegning)

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen ble prøvet over et tidsrom på 3 måneder ved hjelp av et kontinuerlig arbeidende industri-pilotanlegg der de midlere driftsbetingelsene var som angitt nedenfor: En omrørt reaktor A med et volum på 500 liter, ble matet med - på den ene side 500 l/t av en Industriell oppløsning L2 med følgende sammensetning:

og

på den andre side med 630 g/l av et impregnert faststoff fra resirkuleringsbehandling av natriumoksalatpresipitat og inneholdende ca. 3456 kalsiumoksalat-tørrstoff.

Temperaturen I reaktoren A ble regulert til 60" C ved å sirkulere et varmevekslerfluid i en dobbeltkappe.

Den midlere oppholdstid for oppløsningen var ca. 6 timer.

Suspensjonen fra A ble ved hjelp av en pumpe ført til filteret B som således ble matet med en oppløsning inneholdende 15-20 g/l tørrstoff.

Oppløsningen L4 fra filteret B inneholdt:

Vektmengden av kaken S4 fra filtreringstrlnnet B var i størrelsesorden 1000 til 1200 g/t. Kaken S4 ble separert i fraksjoner S5 og S6: fraksjon S5 som utgjorde den mengde natriumoksalat som ble fjernet fra behandlingscyklusen og representerte 280 g/t til 480 g/t, og

fraksjonen S6 som representerte ca. 720 g/t impregnert kake ble tilført til en omrørt reaktor C med en brukbart volum på 50 liter, idet temperaturen ble regulert til

80"C, sammen med 15 l/t av en kalkvask Inneholdende 4 g/l CaO.

Efter en oppholdstid på 2 timer ble den overløpende suspensjon L8 underkastet en faststoff-væskeseparasjon i D. Den faste fraksjonen S9 utgjorde destabiliseringsmidlet (kalsiumoksalat) som ble tilbakeført til rensetrinnet A som Sil.

I henhold til foreliggende oppfinnelsens fremgangsmåte, og anvendt kontinuerlig på en Bayer-oppløsning, var det mulig å ekstrahere ca. 1,8 kg natriumoksalat (det vil si 0,32 kg oksalisk karbon) ved å behandle kun 1000 liter av oppløs-ningen L2, noe som er et ytelsesnivå som er tilstrekkelig i industriell målestokk til å unngå utfelling av natriumoksalat på aluminiumtrihydroksyd-podepartikler under krystallisering av aluminiumtrihydroksyd.

Claims (14)

1. Fremgangsmåte for rensing av minst en fraksjon av en oppløsning i Bayer-cyklusen, fortrinnsvis trukket av efter dekomponering av natriumaluminat før eller efter konsentrering derav, ved å forårsake utfelling av natriumoksalat i oppløsning ved innføring av et middel for destabilisering av overmettingstilstanden til natriumoksalat, karakterisert ved at overmettingsdestabiliserings-midlet som innføres i Bayer-oppløsningen for å forårsake utfelling av natriumoksalatet velges blant kalsiumoksalat og bariumoksalat, og at, når det gjelder oppløsninger chargert med nedbrutte organiske stoffer som generelt stammer fra høytemperaturoppslutning av bauxitter med høye andeler humusstoffer, en anionisk syntetisk polyelektrolytt valgt blant polyakrylsyrer, polyakrylamider, natriumpolystyrensulfonater og natriumpolyakrylat- og polyakrylamidkopolymerer på forhånd innføres i oppløsningen på et hvilket som helst punkt i Bayer-cyklusen.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at temperaturen ved hvilken rensebehandlingen av Bayer-oppløsningen gjennomføres, holdes mellom 20 og 80° C og fortrinnsvis mellom 50 og 70°C.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at mengden natriumoksalat-destabiliseringsmiddel som tilføres til Bayer-oppløsningen som skal behandles, velges til mellom 0,5 og 15,0 g/l og fortrinnsvis mellom 1,0 og 5,0 g/l når midlet er kalsiumoksalat.

4 . Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at mengden destabiliseringsmiddel for natriumoksalat-overmettlngen velges til mellom 0,5 og 25 g/l og fortrinnsvis mellom 1 og 10 g/l når midlet er bariumoksalat.

5. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 4, karakterisert ved at en del av den faste fasen inneholdende natriumoksalat oppnådd ved innføring av destabiliseringsmidlet, underkastes i det minste partiell oppløsning i vann og så behandles med kalk for å danne kalsiumoksalat, mens den andre delen av den faste fasen utgjør utslippet av oksalat fra Bayer-cyklusen.

6. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 4, karakterisert ved at den faste fasen som inneholder natriumoksalat og som dannes ved innføring av destabiliseringsmiddel, underkastes i det minste partiell oppløsning i alkalisk oppløsning, og så behandles med bariumaluminat for å gi bariumoksalat.

7. Fremgangsmåte ifølge kravene 5 eller 6, karakterisert ved at oppløsningstemperaturen for natriumoksalat høyst er lik koketemperaturen og fortrinnsvis fra 70 til 90°C.

8. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 5 til 7, karakterisert ved at volumet av vann eller alkalisk oppløsning for oppløsning av den faste fasen som inneholder det utfelte natriumoksalat settes til 50 til 500 liter og fortrinnsvis fra 100 til 200 liter pr. tonn fremstilt aluminiumoksyd.

9. Fremgangsmåte ifølge krav 6, karakterisert ved at det benyttes en alkalisk oppløsning for i det minste partiell oppløsning av utfelt natriumoksalat som inneholder fra 20 til 80 g/l NaaO.

10. Fremgangsmåte ifølge krav 5 og 7, karakterisert ved at det natriumoksalat som utfelles i form av kalsiumoksalat benyttes som overmettings-destabiliseringsmiddel som resirkuleres til den del av Bayer-oppløsningen som skal bli renset.

11. Fremgangsmåte ifølge krav 6 og 7, karakterisert ved at natriumoksalat som felles ut i form av bariumoksalat når det gjelder en andel benyttes som overmettings-destabiliseringsmiddel som resirkuleres til en del av Bayer-oppløsningen som skal renses, mens den andre delen av bariumoksalatet representerer utslippet av oksalat fra Bayer-cyklusen.

12. Fremgangsmåte ifølge krav l£, karakterisert ved at den delen av bariumoksalatet som utgjør utslipp fra Bayer-cyklusen behandles for å regenerere bariumaluminat på 1 og for seg kjent måte.

13. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at en anionisk syntetisk polyelektrolytt med en høy molekylmasse M > IO<4> g/mol på forhånd tilføres til oppløs-ningen i Bayer-cyklusen før aluminiumtrihydroksyd-utfellings-trinnet.

14. Fremgangsmåte Ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 13, karakterisert ved at den foregående tilsetning av anlonisk syntetisk polyelektrolytt til oppløsningen fra Bayer-cyklusen gjennomføres i vektandeler på mellom 5*IO-<5> og IO"<3> beregnet på vekten av kaustisk Na20 i oppløsningen, fortrinnsvis i en mengde mellom IO"<4> og 3'IO-<4>.