OA13269A - Procédé pour réduire l'encrassement de échangeurs thermiques d'un circuit Bayer. - Google Patents

Description

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PROCEDE POUR REDUIRE L'ENCRASSEMENT DES ECHANGEURS THERMIQUESD'UN CIRCUIT BAYER

DOMAINE TECHNIQUE 5

La présente invention concerne un procédé permettant de réduirel'encrassement des échangeurs thermiques du circuit d'attaque de la chaîneBayer. Elle concerne plus particulièrement la réduction du volume des dépôtssiliceux dans les échangeurs de chaleur sur la liqueur d'aluminate avant queίο celle-ci ne soit dirigée vers l'attaque de la bauxite: évaporateurs et autreséchangeurs thermiques traitant la liqueur seule, en particulier avant sonmélange avec la bauxite. Les échangeurs qui permettent d'échauffer jusqu'àla température d'attaque la suspension résultant du mélange de la bauxitebroyée avec la liqueur d’aluminate (teneur en matière sèche typiquement 15 supérieure 50 g/l) ne sont donc pas concernés.

ETAT DE LA TECH NIQUE

Le procédé Bayer est un procédé bien connu de production de trihydrate 20 d'aluminium. Il comporte une étape de broyage - en général humide - de labauxite, éventuellement une étape de dessilicatation, puis une étaped'attaque de ladite bauxite par une liqueur sodique à forte concentrationcaustique, typiquement une liqueur d'aluminate de sodium, que nousappellerons par la suite liqueur d'attaque. L'attaque conduit à la formation 25 d'une suspension qui, après dilution, est décantée et filtrée pour séparer lesrésidus insolubles de la liqueur d'aluminate de sodium. Cette dernière,sursaturée en alumine, est alors décomposée en présence d'amorce pourformer des précipités de trihydrate d'alumine puis, après séparation dutrihydrate d'alumine précipité, concentrée par évaporation pour augmenter sa 30 concentration caustique et recyclée en tant que liqueur d'attaque. -2- 13269

Il est bien connu que les conditions de l'attaque de la bauxite sont à adapterd'une part selon le degré d'hydratation et la structure minéralogique del'alumine contenue dans le minerai et d'autre part selon la nature et la teneurdes impuretés (notamment silice, oxydes de fer et titane) présentes dans ladite 5 bauxite. Les rendements d'extraction de l'alumine solubilisable dans la liqueurd'attaque, exprimés en proportion du trihydrate d'alumine contenu dans leminerai, peuvent dépasser 95%, si l'influence défavorable de certainesimpuretés, notamment la silice, est bien maîtrisée. ίο La silice peut se présenter dans la bauxite sous plusieurs formes minéralogiquesinégalement solubles dans la liqueur d'attaque. Certaines formesminéralogiques, dont le kaolin (AI2O3, 2 SÎO2, 2 H2O) est l'espèce la plusrépandue, se solubilisent au cours de l'attaque de la bauxite. On appelle

I communément "silice réactive" la part de la silice présente dans la bauxite sous 15 l'une de ces formes. La silice réactive est donc solubilisée dans la liqueurd'attaque et la teneur en silice dissoute atteint un niveau de sursaturation telque la silice re-précipite sous forme de silico-aluminate de sodium faiblementsolubles. Un bonne maîtrise de la précipitation de la silice est doncindispensable si l'on veut produire du trihydrate d'alumine exempt d'impuretés 20- siliceuses. D'autre part, un niveau de sursaturation en silice élevé dans la liqueur conduit àdes encrassements importants en certains endroits du Bayer, notamment auniveau des échangeurs thermiques. Ces encrassements dégradent les 25 performances de l'échange thermique et imposent de ce fait des arrêtsfréquents pour le nettoyage des appareils. Généralement, le nettoyageconsiste à enlever le tartre siliceux par attaque acide. 1 3269 -3-

PROBLEME POSE

Les traitements de dessiiicatation actuels sont destinés en premier lieu àempêcher la pollution du trihydrate au cours de la décomposition. La plupart 5 de ces traitements, décrits par exemple dans les demandes US 3 413 087(Reynolds), US 4 426 363 (Sumitomo), US 5 118 484 et US 6 086 834 (Alcan),EP 0 203 873, EP 0 739 309 et EP 0 765 290 (Aluminium Pechiney), sont effectuéssur la liqueur avant et/ou après attaque. Ils se traduisent par la formation decomposés, de type silico-aluminates de sodium, appelés DSP ("dessilicationίο producfs"), qui sont ensuite éliminés avec les résidus insolubles de l'attaque (boues rouges).

Malgré les différents processus de dessilicatation mis en œuvre, le niveau desilice est encore trop élevé dans la liqueur qui traverse les échangeurs 15 thermiques. Ces conditions de sursaturation importantes conduisent à laformation de dépôts encrassants qui réduisent l'efficacité du transfertthermique.

La demande de brevet W096/06043 (Comalco), traitant plus particulièrement 20 de l'attaque double d'une bauxite riche en boehmite, indique incidemmentque, pour diminuer les risques d'entartrage, de la chaux peut être introduitedans la liqueur décomposée en amont des échangeurs de chaleur destinés àréchauffer la liqueur avant l'attaque boehmitique. 25 Le brevet US 5 415 782 (Nalco) décrit un traitement de la liqueur décomposéepar ajout d'additifs organiques de fort poids moléculaire pour contrôler ledépôt de produits de dessilicatation sur les surfaces des équipements d'uncircuit Bayer. 30 La demanderesse a donc cherché une solution complémentaire qui permetd'abaisser davantage le niveau de la concentration en silice de la liqueur 1 3269 -4- avant attaque, au moins au niveau des échangeurs thermiques qui traitent laliqueur dans le circuit d'attaque.

5 OBJET DE L’INVENTION L'objet de l'invention est un procédé Bayer dans lequel on introduit dans laliqueur d'aluminate un composé à base de calcium appartenant au groupedes aluminates tricalciques, l'introduction dudit composé à base de calciumio étant effectuée dans ladite liqueur d'aluminate entre sa sortie de la chaîne dedécomposition et son mélange avec la bauxite broyée, en amont d'unéchangeur de chaleur destiné à augmenter la température de ladite liqueur d’aluminate. !5 Le groupe des aluminates tricalciques regroupe: o certains hydrogrenats, qui sont des silicates hydroxylés de formule générale X3 Y2 (SiO4)3-x (OH)4x, pour lesquels X=Ca et Y=AI; dans leprocédé Bayer, il est d'usage de représenter ces hydrogrenats par laformule générale suivante: 20 3 XO, Y2O3, (6-2k) H2O, k SiO2 où X=Ca, Y=AI et où k est compris entre 0 et 3, de préférence entre 0et 2, encore mieux entre 0 et 1; l'hydrogrenaf correspondant à k=0est l'aluminate tricalcique hexahydraté. o des hydrogrenats substitués issus de la famille précédente, par exemple 25 par substitution partielle du calcium (jusqu'à 10% atomique) ou de l'aluminium (jusqu’à 20 % atomique) par un autre métal: le calcium peutêtre remplacé par le fer (ion ferreux), le manganèse ou le magnésium,l'aluminium peut être remplacé par le chrome ou le fer (ion ferrique); 30 Le (ou les) poïnt(s) d'introduction dudit composé à base de calcium dans laliqueur d'aluminate est (sont) situé(s) entre la sortie de la chaîne de 1 3269 -5- décomposition - en cet endroit, la liqueur, avant d'être concentrée parévaporation, est appelée "liqueur décomposée" - et le mélange avec labauxite - en amont de l'entrée dans le premier bac d'attaque. Pour êtreefficace au niveau de l'échangeur, l'ajout doit être effectué en amont ou à 5 l'entrée de cet échangeur sur la totalité ou sur une aliquote présentant uneproportion aussi forte que possible du flux d'aluminate devant traverser leditéchangeur.

Les échangeurs de chaleur agissant sur la liqueur d'aluminate avant que celle-io ci ne soit dirigée vers l’attaque de la bauxite sont au moins de deux types: ils'agit soit d'évaporateurs utilisés pour augmenter la concentration caustique dela liqueur décomposée et recycler celle-ci en tant que liqueur d'attaque, soitd'échangeurs thermiques qui traitent la liqueur seule avant son mélange avecla bauxite, en particulier pour la réchauffer avant l'attaque. Tout autre type 15 d'échangeur, par exemple un échangeur utilisé pour refroidir la liqueurd'aluminate seule, pourrait être également concerné par l'invention. L'ajout de composé est effectué de préférence en un seul endroit, parexemple en amont du dispositif d'échange thermique situé le plus en amont de 20 la partie du circuit comprise entre la sortie de la décomposition et le mélangeavec la bauxite. En général, les installations comportent des sériesd'échangeurs et il est avantageux de situer le point d'introduction du composéà base de calcium en amont de cette série d'échangeurs, c'est-à-dire soit enamont de la chaîne d'évaporation, soit en amont de la chaîne de 25 préchauffage de la liqueur, si elle existe. Lorsqu'il est prévu de préchauffer laliqueur seule jusqu'à une température voisine de la température d'attaque, ilpeut s'avérer avantageux de ne faire l'ojout qu'à l'entrée de cette chaîne depréchauffage. 30 Ledit composé à base de calcium est introduit dans la liqueur décomposée oula liqueur d'attaque dans une proportion comprise de préférence 1 3269 -6- entre 0,1 g CaO/litre d'aluminate et 50 g CaO /litre d’aluminate. Une proportioninférieure ne permettrait pas de diminuer le risque d'entartrage. La limitesupérieure est indiquée essentiellement pour des raisons économiques.

Ledit composé à base de calcium réagit avec une partie de la silice contenuedans la liqueùr et celui-ci se transforme en un hydrogrenat à plus forte teneuren silice. Typiquement, un hydrogrenat introduit dans la liqueur avec un k voisinde 0 se transforme en un hydrogrenat ayant un k voisin de 1.

Les produits de la réaction dudit composé à base de calcium avec la silice ensolution· dans la liqueur sont entraînés avec la suspension dans les dispositifsd’attaque puis dans les dispositifs de séparation liquide/solide (typiquement desdécanteurs). Ils sont évacués avec l'ensemble des résidus insolubles del'attaque (boues rouges). L’introduction d'un aluminate tricalcique formé à l'extérieur de la chaîne Bayerou déjà formé en un autre endroit de la chaîne Bayer est préféré àl'introduction de chaux dans la liqueur d'aluminate directement en amont deséchangeurs de chaleur, comme il est indiqué dans la demande W090/06043.@ En effet, si la chaux réagit avec la liqueur d'aluminate pour donner descomposés appartenant à la famille des aluminates tricalciques, ceux-cipeuvent conduire à des dépôts intempestifs sur les parois du réacteur. Ilfaudrait en effet contrôler minutieusement la quantité de chaux à ajouter pourne pas dépasser une teneur critique en matière sèche de la liqueur au niveaude l'échangeur thermique, au-delà de laquelle on pourrait s'exposer à unrisque de dépôt intempestif ou d'usure accélérée par abrasion descanalisations. D'autre part, cet ajout entraîne une augmentation de laconsommation globale de chaux dans le circuit Bayer puisque les produitssolides de la réaction, qui sont dans la liqueur d'attaque, se trouventrapidement mélangés à la bauxite et sont évacués avec les boues rouges.Dans une modalité préférée de l'invention, on utilise les hydrogrenats formés à 13269 -7 - Ια filtration de sécurité au travers de laquelle passe la liqueur sursaturée avantd'être dirigée vers la chaîne de décomposition. A ce stade, la liqueur possèdemoins de 200 mg/l de particules solides difficiles à filtrer. Pour faciliter la filtration,on verse de la chaux ou de l'aluminate tricalcique dans la liqueur sursaturée enamont de ces filtres. L'adjuvant se transforme en un hydrogrenat qui s'enrichitprogressivement en silice. Il est retenu dans le gâteau de filtration, prélevé et ré-introduit dans la liqueur décomposée en amont d'un échangeur de chaleur. Enraison de l'augmentation de la température et de la moindre teneur enalumine, le dit hydrogrenat voit son efficacité à absorber de la siliceaugmenter fortement. On utilise ainsi un produit qui n'était jusque là pas valoriséet on ne modifie pas la consommation globale de chaux dans le circuit Bayer. L'effet de la réaction dudit composé à base de calcium avec une partie de lasilice contenue dans la liqueur a pour conséquence de diminuer au niveau del'échangeur la teneur à l'équilibre de la silice dissoute. Or, on sait que la vitessed'entartrage est substantiellement proportionnelle au carré de la sursaturationen silice, c'est-à-dire la différence entre la concentration effective en silicedissoute et la concentration à l'équilibre. On sait également que la vitessed'entartrage est d'autant plus importante que la température régnant au seinde la liqueur est élevée. L'effet de l'ajout selon l’invention dudit composé àbase de calcium sera donc plus efficace sur les échangeurs fonctionnant àhaute température. L'échangeur de chaleur peut être un dispositif d'évaporation permettant deconcentrer la liqueur pour la transformer en liqueur d'attaque. Le premierexemple donné ci-après décrit un procédé Bayer de type européen destiné àattaquer une bauxite à diaspore où la concentration caustique de la liqueurpasse par évaporation typiquement de 160 g Na2O ! litre d'aluminate à 240 gNa2O / litre d'aluminate dans des évaporateurs fonctionnant à 145 °C -150 °C. -8- 13269 L'échangeur de chaleur peut également être un dispositif de préchauffage,qui permet de porter la liqueur à la température appropriée avant attaque,variable selon le type de bauxite. Le deuxième exemple donné ci-après décritun procédé Bayer de type américain destiné à attaquer une bauxite à 5 trihydrates où la liqueur est chauffée séparément dans des échangeurs. Dansce cas particulier, il peut s'avérer plus avantageux d'introduire le composé àbase de calcium en aval des évaporateurs mais en amont des échangeurs depréchauffage de la liqueur, de sorte qu'il n'y a pas de perte par entraînementavec l'aliquote de la liqueur d'aiuminate dirigée vers le broyage, la totalité de 70 l'adjuvant étant alors consacrée à la prévention de l'entartrage deséchangeurs qui fonctionnent à une température nettement plus élevée que lesévaporateurs.

Comme indiqué plus haut, on utilise dans une modalité préférée de l'invention 15 les hydrogrenats qui proviennent du gâteau de la filtration de sécurité. Lafiltration de sécurité est réalisée sur la surverse des décanteurs, c'est-à-dire sur laliqueur d'aiuminate sursaturée que l'on dirige vers la chaîne de décomposition.On utilise communément, au niveau de cette filtration de sécurité, de la chauxou de l’aluminate tricalcique en tant qu'adjuvant de filtration. Ce dernier, 20 facilitant la filtrabilité des boues résiduelles présentes à la surverse desdécanteurs, se retrouve sous forme d'hydrogrenat peu chargé en silice dans legâteau de filtration. Au lieu d'évacuer ledit gâteau avec les boues, il estavantageux de le recycler en l'introduisant dans la liqueur d'aiuminate enamont d'un échangeur. On le recycle de préférence en continu sous forme 25 d'une suspension contenant de l'ordre de 1000 g/ I en matière sèche. Onrecycle ce gâteau de filtration en totalité, éventuellement partiellement (lereste étant par exemple évacué avec les résidus solides de l'attaque),l'essentiel étant de ne pas dépasser une teneur critique en matière sèche de laliqueur au niveau de l’échangeur thermique, au-delà de laquelle on pourrait 3o s'exposer à un risque de dépôt intempestif ou d'usure accélérée par abrasiondes canalisations. De préférence, on vise pour la liqueur destinée à traverser -9- 1 3269 ledit échangeur une teneur en matière sèche inférieure à 100 g/l. Depréférence encore, pour plus de sécurité, on cherche à ne pas dépasser 3g/l.

La figure 1 illustre schématiquement un procédé de traitement de bauxite ens cycle Bayer localisant les points préférés pour l'introduction selon l'invention dudit composé à base de calcium.

La figure 2 illustre schématiquement un procédé de traitement de bauxite àdiaspore en cycle Bayer dans lequel l'introduction, selon une modalité préférée ;o de l'invention, du gâteau de la filtration de sécurité est effectuée au niveaud'un évaporateur.

La figure 3 illustre schématiquement un procédé de traitement de bauxite encycle Bayer dans lequel l'introduction, selon une modalité préférée de 15 l'invention, du gâteau de la filtration de sécurité est effectuée dans la chaînede préchauffage de la liqueur d'attaque.

DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION 20

La figure 1 illustre schématiquement un cycle Bayer typique dans lequel onbroie la bauxite 10 par broyage humide (B), ici en présence d'une aliquote L2de la liqueur d'attaque LO. Une aliquote L1, qui représente la plus grande partiede la liqueur d'attaque LO, typiquement plus de 80%, n'est pas dirigée vers le 25 broyage humide de la bauxite.

Deux cas se présentent:

cas 1 : cette aliquote est chauffée seule (L'I) dans une chaîne de préchauffageΡΊ. L'aliquote ainsi préchauffée (L'10) est ensuite mélangée à la suspension S’I 30 issue du broyage humide de la bauxite et dirigée vers la chaîne d'attaque A. - 10- 1 3269 cas 2: cette aliquote est ajoutée (L"1) à la suspension S"1 issue du broyagehumide et donc très riche en matières sèches - c'est-à-dire comprenant ungrand nombre de particules solides - pour obtenir une suspension S"10 moinsvisqueuse qui est préchauffée dans une chaîne P’’1. La suspension ainsipréchauffée (S"100) est introduite dans la chaîne d'attaque A. L'attaque se fait en général sous pression. La chaîne d'attaque se présentealors sous la forme d'une série d'autoclaves dans lesquels la suspension doitcirculer.

En fin d'attaque, la suspension S2 est dirigée vers un dispositif de séparationliquide / solide (C),-typiquement un décahteur dans lequel les résidus insolublessont séparés par gravitation de la liqueur: les résidus insolubles sont évacuéssous forme de boues rouges 20 tandis que la surverse L3, encore chargée dequelques particules est soumise à la filtration F, dite "filtration rouge" ou "filtrationde sécurité". Le filtrat L4 est la liqueur d'aluminate sursaturée que l'on dirige versla chaîne de décomposition D pour faire précipiter le trihydrate d'alumine 30.En sortie de la chaîne de décomposition D, la liqueur appauvrie L5 estconcentrée par évaporation (E) pour être redirigée vers i'attaque (liqueurd'attaque LO).

Selon l'invention, on peut introduire un composé à base de calciumappartenant au groupe regroupant la chaux et les aluminates tricalciques,dans la liqueur appauvrie ou dans la liqueur d'attaque, de préférence au pointd'introduction 11, c'est-à-dire dans la liqueur appauvrie L5, avant que celle-cine soit concentrée par évaporation pour être transformé en liqueur d'attaqueou encore au point d'introduction 11' dans l'aliquote L'I de la liqueur d'attaque,lorsque celle-ci est doit être préchauffée seule (ΡΊ ). EXEMPLE 1 (Figure 2) 1326 L'exemple 1 traite du recyclage du gâteau a'e filtration de sécurité en amontde l'évaporation. 5 La figure 2 illustre schématiquement un procédé de traitement de bauxite àdiaspore en cycle Bayer. Sauf indication contraire, les différents élémentsintervenant dans le cycle Bayer sont repris avec les mêmes références que surla figure 1. Dans cet exemple, on préchauffe avant attaque (A) la suspensionS"10 qui résulte du mélange de l’aliquote principale L"1 de la liqueur d’attaque 10 LO avec la suspension S"1 issue du broyage humide (B) de la bauxite à diaspore210. L'attaque,, destinée à dissoudre le diaspore (monohydrate d'alumine)contenu dans la bauxite est effectuée à haute température (257°C) enautoclave avec une liqueur à concentration caustique typique de240 g Na2O / litre. Après décomposition (D), la .liqueur décomposée L5 n'a plus 15 qu'une concentration caustique de 160 g Na2O / litre et doit être concentréepar évaporation pour retrouver la concentration d’attaque (240 g Na2O / litre).

La chaîne d'évaporateurs (E) employée à cet effet fonctionne à unetempérature comprise entre 145 et 150 °C. 20

De l'aluminate tricalcique hexahydraté est employé en tant qu'adjuvant defiltration 100 à la filtration de sécurité F. La liqueur sursaturée provient en effetde la surverse des décanteurs et contient encore une certaine quantité departicules solides. Celles-ci se révèlent en général très collantes et, pour ne pas 25 boucher la trame des filtres, on ajoute un adjuvant de filtration qui modifie lecomportement physicochimique de ces fines particules. On utilise en généraldelà chaux ou de l'aluminate tricalcique, en particulier l'aluminate tricalciquehexahydraté. La filtration de sécurité comprend plusieurs filtres fonctionnantsous pression en parallèle, un ou plusieurs d'entre eux étant mis hors du circuit 30 pour enlèvement du gâteau de filtration et nettoyage. En moyenne, uneparticule d'adjuvant de filtration reste environ 4 heures au contact de la liqueur 1 3269 - 12- sursaturée et devient un hydrogrenat qui s'enrichit progressivement en silice. Legâteau de filtration 111, destiné jusqu'à la présente invention à être évacuéavec les résidus insolubles, est récupéré et introduit en amont de la chaîned'évaporation E. L'intérêt de l'ajout d'hydrogrenat est apprécié d'une part à l'évaporation (E), oùl'augmentation de la substitution en silice conduit à une réduction du niveaude silice dans la liqueur, et d'autre part à l'attaque (A), où elle diminue laquantité de DSP ("desilication products") formés, donc la perte en soude. A l'entrée de l'évaporateur, la liqueur a une concentration caustique de170g/L, une teneur en silice (exprimée en pourcentage de soude) égale à0,732 %ctq et un indice de saturation Rp (exprimé par le rapport pondéral:

Ri concentration en alumine dissoute (g A12O3 /1)concentration en soude caustique (g Na?0 /1) ) égal à 0,62. A l'évaporation à 150°C, la substitution en silice passe de 0,2% massique à 2,7%massique. Le recyclage du gâteau de filtration en amont de l'évaporation setraduit par une baisse du niveau de silice dans la liqueur de 0,732 %ctq -l'abréviation "%ctq" exprime la teneur en silice dissoute par le rapportconcentration en silice dissoute (g SiQ2 /1) xlOO - à 0,700 %ctq, soit une baisse de concentration en soude caustique (g Na20/l) 0,032 %ctq. Le carré de la sursaturation en silice est alors divisé par 1,13 ce quise traduit par une diminution de la vitesse d'encrassement par les dépôtssiliceux (proportionnelle au carré de la sursaturation en silice). L'attaque (A) est effectuée à 257°C en autoclave. A l'attaque, la substitutionen silice augmente jusqu'à une teneur de 8% massique. Cela correspond à unecaptation supplémentaire de silice par l'hydrogrenat de 1,25 kg SiO2/ t A12O3.La silice captée par l'hydrogrenat n'est pas utilisée pour la formation des DSP, - 13- 13269 ce qui se traduit par un gain sur la consommation de soude de0,86 kg Na2O /1AI2O3.

Après attaque, la suspension S2 est refroidie et dirigée vers un décanteur souspression atmosphérique (C). Les résidus insolubles sont évacués sous forme deboues rouges 20 tandis que la surve.rse L3, encore chargée de quelquesparticules est soumise à la filtration de sécurité F. Au niveau de la filtration desécurité, l'indice de saturation Rp de la liqueur sursaturée est égal à 1,22. Onintroduit en amont du filtre de l'aluminate tricalcique hexahydraté 100 à raisonde 0,95 g CaO par litre de liqueur. Le gâteau de fiitration 111 ainsi formé estrecyclé sous forme de boues à 1000g/l en matière sèche, dirigées vers le pointd'introduction en amont de la chaîne d'évaporation (E).

Le recyclage de l'hydrogrenat à l’évaporation conduit à une matière sèche dela liqueur décomposée de 2,16 g/l, non dangereuse pour l'atelierd'évaporation. De plus, le recyclage de liqueur d'aluminate avec la liqueurdécomposée conduit à une montée du Rp de seulement 0,001. L'impact sur laproduction est donc minime. EXEMPLE 2 (Figure 3) L'exemple 2 traite du recyclage du gâteau de filtration de sécurité en amontde la chaîne de préchauffage.

Dans cet exemple, la suspension S'I issue du broyage humide de la bauxite 310en présence d'une aliquote L2 de la liqueur d'attaque L0 est soumise à untraitement de prédessilicatafion G avant d'être injectée (S'I0) dans la chaîned'attaque A. L'aliquote principale L'I de la liqueur d'attaque L0 est préchaufféeisolément dans la chaîne de préchauffage ΡΊ. Sauf indication contraire, lesdifférents éléments intervenant dans le cycle Bayer sont repris avec les mêmesréférences que sur la figure 1. 1 3269 - 14-

Le composé à base de calcium 111' est comme dans l'exemple précédent legâteau de la filtration de sécurité F. Il est introduit en amont de la chaîne depréchauffage (ΡΊ) de la liqueur. De la sorte, il n'y a pas de perte de composé 5 . par entraînement avec l'aliquote L2 de la liqueur d'aluminate dirigée vers lebroyage (B), la totalité de l'adjuvant étant alors consacrée à la prévention del'entartrage des échangeurs de la chaîne , de préchauffage (ΡΊ) quifonctionnent à une température nettement plus élevée que lesévapora te u rs (E).

ÎO

De l'aluminate tricalcique hexahydraté est employé en tant qu'adjuvant defiltration 100 à la filtration de sécurité F. Le gâteau de filtration HT,destinéjusqu'à la présente invention à être évacué avec les résidus insolubles, estrécupéré et introduit en amont de la chaîne de préchauffage ΡΊ. 15 L'intérêt de l'ajout d'hydrogrenat est apprécié sur la chaîne de préchauffage(ΡΊ} et également à l'attaque (A). A l'entrée de la chaîne de préchauffage, la liqueur a une concentration 20 caustique de 155 g/L, une teneur en silice (exprimée en pourcentage de soudecaustique) égale à 0,583 %ctq et un indice de saturation Rp égal a 0,70.

Le préchauffage ΡΊ est effectué à 220°C. A cette température, la substitutionen silice passe de 0,2% massique à 6% massique. Le recyclage du gâteau de 25 filtration en amont de la chaîne de préchauffage se traduit par une baisse duniveau de silice dans la liqueur de 0,583 %ctq à 0,543 %ctq, soit une baisse de0,04 %ctq. Le carré de la sursaturation en silice est alors divisé par 1,45 ce qui setraduit par une diminution de la vitesse d'encrassement par les dépôts siliceux(proportionnelle au carré de la sursaturation en silice). L'intérêt de l'introduction 30 d'un hydrogrenat est plus significatif que dans le cas des évaporateurs,fonctionnant à température moindre. 1 3269 - 15- L'attaque (A) est effectuée à 253°C en autoclave. A l'attaque, la substitutionen silice augmente jusqu'à une teneur de 8% massique. Cela correspond à unecaptation supplémentaire de silice par l'hydrogrenat de 0,24 kg SÎO2/1AI2O3. 5 La silice captée par l'hydrogrenat n'est pas utilisée pour la formation des DSP,ce qui se traduit par un gain sur la consommation de soude de0,16 kg Na2O/t AI2O3.

Après attaque, la suspension S2 est refroidie et dirigée vers un décanteur sousio pression atmosphérique (C). Les résidus insolubles sont évacués sous forme deboues rouges 20 tandis que la surverse L3, encore chargée de quelquesparticules est soumise à la filtration de sécurité F. Au niveau de la filtration desécurité, l'indice de saturation Rp de la liqueur sursaturée est égal à 1,22. Onintroduit en amont du filtre de l’aluminate tricalcique hexahydraté 100 à raison 15 de 0,46 g CaO par litre de liqueur. Le gâteau de filtration ΠΤ ainsi formé estrecyclé sous forme de boues à 1000g/l en matière sèche, dirigées vers le pointd'introduction en amont de la chaîne de préchauffage (ΡΊ).

Le recyclage de l'hydrogrenat à la chaîne de préchauffage de la liqueur 20 conduit à une matière sèche de la liqueur de l'ordre de 1 g/l. Cette faiblematière sèche n'engendre pas de risque sur la chaîne d'évaporation. De plus,le recyclage de liqueur d'aluminate avec la liqueur décomposée conduit àune montée de Rp inférieure à 0,001. L'impact sur la production est doncminime. 25 1 K.Z- -16-

AVANTAGES o diminution de Ια fréquence des arrêts des échangeurs pour nettoyage etmaintenance; augmentation de leur durée de vie.

5 o dans le cas où on utilise le gâteau de la filtration de sécurité, constituéessentiellement d'hydrogrenats, on réduit la consommation de soude, pardiminution des pertes en soude avec l'évacuation des DSP o effet mécanique de nettoyage des parois d'échange par les composéssolides. 10

Claims (10)

13269 -17- REVENDICATIONS 1 ) Procédé Bayer de production de trihydrate d'aluminium comportant:a) unë étape de broyage (B) de la bauxite (10); s b) une étape d'attaque (A) de ladite bauxite par une liqueur d’aluminate desodium; c) une étape de séparation liquide-solide, typiquement par décantation (C)et filtration (F) permettant de séparer les résidus insolubles (20) de la liqueurd'aluminate de sodium sursaturée en alumine (L4); io d) une étape de décomposition (D) de La liqueur d'aluminate sursaturée (L4),pour former des précipités de trihydrate d'alumine (30); e) après séparation du trihydrate d'alumine précipité, une étape deconcentration (E) par évaporation de la liqueur d'aluminate de sodiumappauvrie en alumine (L5) pour la recycler en tant que liqueur d'attaque 15 (LO, Ll, L'1,L'1O, L"l, L2); ledit procédé étant caractérisé eh ce qu'on introduit dans ladite liqueurd'aluminate de sodium un composé à base de calcium (11, 11')appartenant au groupe des aluminates tricalciques, l'introduction duditcomposé à base de calcium étant effectuée dans ladite liqueur d'aluminate 20 de sodium entre sa sortie de la chaîne de décomposition et son mélangeavec la bauxite broyée, en amont d'un échangeur de chaleur (Ε,ΡΊ ) destinéà augmenter la température de ladite liqueur d'aluminate de sodium.

2) Procédé Bayer selon la revendication 1 dans lequel ledit composé à base de 25 calcium est un hydrogrenat répondant à la formule générale3 XO, Y2O3, (6-2k) K2O, k SiO2, X représentant le calcium, éventuellementremplacé partiellement par le fer, le manganèse ou le magnésium, Yreprésentant l'aluminium, éventuellement remplacé partiellement par lechrome ou le fer, k étant compris entre 0 et 3. 30 1 3269 -18-

3) Procédé Bayer selon la revendication 2 dans lequel k est compris entre 0 et 2.

4) Procédé Bayer selon la revendication 2 dans lequel k est compris entre 0 et 5 1.

5) Procédé Bayer selon la revendication 1 ou 2 dans lequel ledit composé àbase de calcium est introduit en amont ou à l'entrée d'un échangeurthermique sur la totalité du flux d'aluminate de sodium devant traverser ledit io échangeur.

6) Procédé Bayer selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 dans lequelledit composé à base de calcium est introduit en un seul endroit en amontdu dispositif d'échange thermique situé le plus en amont de la partie du 15 circuit de la liqueur d'aluminate de sodium comprise entre la sortie de ladécomposition et le mélange avec la bauxite.

7) Procédé Bayer selon la revendication 6 dans lequel ledit composé à base decalcium (11, 111 j est introduit en amont de la chaîne d'évaporation (E). 20

8) Procédé Bayer selon la revendication 6 dans lequel ledit composé à base decalcium (11', 11 T) est introduit en amont de la chaîne de préchauffage dela liqueur d'aluminate de sodium. 25

9) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 dans lequel leditcomposé à base de calcium est introduit dans la liqueur d'aluminate desodium avec une proportion comprise entre 0,1 g CaO/litre d'aluminate et50 g CaO /litre d'aluminate. 30

10) Procédé Bayer selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 dans lequel ledit composé à base de calcium (111, 111') provient du recyclage du 13269 - 19- gâteau de la filtration de sécurité (F) lorsque de la chaux ou de l'aluminatetricalcique est employé en tant qu'adjuvant de filtration.