UA79423C2 - Process for causticisation of bayer's solutions and process for stabilization of hydrocalumite particles - Google Patents

Process for causticisation of bayer's solutions and process for stabilization of hydrocalumite particles Download PDF

Info

Publication number
UA79423C2
UA79423C2 UA2001031964A UA2001031964A UA79423C2 UA 79423 C2 UA79423 C2 UA 79423C2 UA 2001031964 A UA2001031964 A UA 2001031964A UA 2001031964 A UA2001031964 A UA 2001031964A UA 79423 C2 UA79423 C2 UA 79423C2
Authority
UA
Ukraine
Prior art keywords
bayer
solution
hydrocalumite
reaction
stage
Prior art date
Application number
UA2001031964A
Other languages
Ukrainian (uk)
Inventor
Steven Philip Rosenberg
Darrel James Wilson
Catherine Ann Heath
Original Assignee
Worsley Alumina Pty Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Worsley Alumina Pty Ltd filed Critical Worsley Alumina Pty Ltd
Priority claimed from PCT/AU1999/000757 external-priority patent/WO2000018684A1/en
Publication of UA79423C2 publication Critical patent/UA79423C2/en

Links

Landscapes

  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)

Abstract

An improved process for the causticisation of Bayer's liquors in an alumina refinery, the process including the steps of reacting lime with aluminate ions in a Bayer's liquors within a primary reactor under controlled conditions of low to moderate temperature (between 70-80 DEGREE C) and agitation, to form substantially only a hydrocalumite species and hydroxyl ions; and a secondary reactor wherein said hydrocalumite species formed is subjected to heating in contact with a Bayer's liquors under controlled conditions so as to cause the hydrocalumite species to react with the solution to form calcium carbonate, aluminate ions and hydroxyl ions, whereby a causticised Bayer's liquors is obtained and wherein the efficiency of lime utilisation is substantially increased and/or alumina losses are minimised.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Даний винахід пов'язаний з удосконаленим способом та устаткуванням для каустифікації розчинів Байєра 2 при очищенні глиноземів, і зокрема пов'язаний, хоча і не виключно, з технологічним процесом завдяки якому можна досягти значно підвищеного співвідношення С/5 та/або суттєво покращити ефективність застосування вапна та/або добитись зменшення втрат глинозему.The present invention relates to an improved method and equipment for the causticization of Bayer 2 solutions in the purification of aluminas, and in particular relates, although not exclusively, to a technological process by which a significantly increased C/5 ratio can be achieved and/or significantly improved application efficiency lime and/or reduce alumina loss.

В Байєрівському технологічному процесі виробництва глинозему, концентрований розчин алюмінату натрія одержується шляхом розтирання та виварювання бокситів в розчині каустичної соди, зазвичай в умовах 70 підвищеної температури та. тиску. Після очищення глиняної суспензії концентрований розчин алюмінату натрія охолоджується та затравляється кристалами гібситу, викликаючи за допомогою гібситу кристалізацію з розчину.In the Bayer technological process for the production of alumina, a concentrated solution of sodium aluminate is obtained by grinding and boiling bauxite in a solution of caustic soda, usually under conditions of 70 degrees of elevated temperature and. pressure After cleaning the clay suspension, the concentrated solution of sodium aluminate is cooled and etched with gibbsite crystals, causing crystallization from the solution with the help of gibbsite.

Гібсит кальцинується з одержанням глинозему, а збіднений (або "відпрацьований") розчин рециркулюється для виварювання нових партій бокситів.The gibbsite is calcined to produce alumina, and the depleted (or "spent") solution is recycled to digest new batches of bauxite.

Під час виварювання, певна частина каустичної соди приймає участь в небажаних реакціях з забруднюючими 72 речовинами в бокситах, тим самим знижуючи продуктивність розчину. Одна, найбільш вагома з таких реакцій призводить до утворення карбонату натрія, відбуваючись внаслідок розчинення неорганічних карбонатів, що присутні у мінеральній фазі, або внаслідок термічних та окислювальних реакцій деструкції органічних сполук.During boiling, a certain part of the caustic soda takes part in unwanted reactions with the pollutant 72 substances in the bauxite, thereby reducing the productivity of the solution. One, the most significant of such reactions leads to the formation of sodium carbonate, occurring as a result of the dissolution of inorganic carbonates present in the mineral phase, or as a result of thermal and oxidative reactions of the destruction of organic compounds.

Без контролю, після кожної циркуляції розчину в технологічному процесі концентрація карбонату натрія буде наростати, і відповідно буде зменшуватись здатність розчину виварювати гібсит або боеміт з бокситу.Without control, after each circulation of the solution in the technological process, the concentration of sodium carbonate will increase, and accordingly, the ability of the solution to boil gibbsite or boehmite from bauxite will decrease.

Найбільш поширеним способом контролю за концентрацією карбонату натрія в Байєрівських технологічних розчинах є каустифікація із застосуванням негашеного або гашеного вапна. Цей процес може проходити в межах самого циклу виварювання (подача вапна разом з бокситами) або частіше як обробка побічного потоку.The most common way to control the concentration of sodium carbonate in Bayer technological solutions is caustication using quick or slaked lime. This process can take place within the digestion cycle itself (feeding lime together with bauxite) or more often as a side stream treatment.

Додавання вапна безпосередньо з бокситом є не дуже поширеним, окрім тих випадків коли вапно необхідне для того, щоб контролювати інші забруднювачі (таю як титан або фосфор ), причиною є те, що дуже концентровані с розчини погіршують ефективність. Поки температура є не дуже високою, більшість вапна вступає в побічні (3 реакції з алюмінатом в розчині з утворенням часток алюмінату кальція, зокрема алюмінату трикальція (ТСА, який ще часто позначають як СЗА в цементній промисловості).Adding lime directly with bauxite is not very common, except when lime is needed to control other contaminants (such as titanium or phosphorus), because highly concentrated solutions degrade performance. As long as the temperature is not too high, most of the lime enters into side reactions (3 reactions with aluminate in the solution with the formation of particles of calcium aluminate, in particular tricalcium aluminate (TSA, which is often referred to as SZA in the cement industry).

В найбільш поширеному процесі каустифікації побічного потоку, потік розбавленого розчину (зазвичай взятого на стадії вимивання бруду) вступає в реакцію з суспензією гашеного вапна, в основному при температурі о наближеній до атмосферної точки кипіння об'єднаного розчину. Альтернативно суспензія іноді додається Га безпосередньо до промивача бруду. Кількість перетвореного карбонату натрія та ефективність застосування вапна залежить від багатьох чинників, але на більшості рафінувальних заводів ефективність вапна знаходиться - в межах від 5095 до 7095. Ге»!In the most common sidestream causticization process, a stream of diluted solution (usually taken at the mud washing stage) reacts with a slaked lime suspension, generally at a temperature close to the atmospheric boiling point of the combined solution. Alternatively, the slurry is sometimes added directly to the mud washer. The amount of converted sodium carbonate and the efficiency of lime application depends on many factors, but at most refineries the efficiency of lime is in the range from 5095 to 7095. Ge»!

В глиноземному виробництві, як правило, рівень карбонатного забруднення Байєрівського розчину 3о розглядається з точки зору співвідношення каустика і соди або С/5. Тут "С" відноситься до суми концентрацій в алюмінату натрія та гідроксиду натрія, вираженої як еквівалентна концентрація карбонату натрія. Термін "5" концентрація відноситься до суми "С" і фактичної концентрації карбонату натрія, при чому ця сума знову ж таки виражена як еквівалентна концентрація карбонату натрія. З цього випливає, що повністю каустифікований « (вільний від карбонату) технологічний розчин Байєра матиме співвідношення С/5, яке дорівнює 1.00. Як правило, З співвідношення С/5 потоку концентрованого розчину, на більшості заводів по очищенню глинозема, знаходиться с в межах від 0.8 до 0.85. Більш високі співвідношення С/5 важко одержати, оскільки сучасні технологічні з» процеси каустифікації не здатні повністю видалити весь карбонат натрію з потоків розчину, які задіяні в них.In alumina production, as a rule, the level of carbonate contamination of Bayer solution 3о is considered from the point of view of the ratio of caustic and soda or C/5. Here, "C" refers to the sum of the concentrations in sodium aluminate and sodium hydroxide, expressed as the equivalent concentration of sodium carbonate. The term "5" concentration refers to the sum of "C" and the actual concentration of sodium carbonate, whereby this sum is again expressed as an equivalent concentration of sodium carbonate. It follows that a fully causticized (carbonate-free) Bayer process solution will have a C/5 ratio of 1.00. As a rule, the C/5 ratio of the concentrated solution flow at most alumina refining plants is between 0.8 and 0.85. Higher C/5 ratios are difficult to obtain, since modern technological processes of causticization are not capable of completely removing all sodium carbonate from the solution streams involved in them.

Наприклад, розчин з 5 концентрацією 135г/л в більшості випадків буде каустифікувати до співвідношення С/5 біля 0.890. Це обмеження виникає тому, що традиційне проведення каустифікації гашеним вапном зумовлене рядом складних рівноваг, включаючи конкуруючу реакцію із залученням іона алюмініта, в якому утворюється - ТСА. (се) В протилежність, реакція каустифікації чистих змішаних розчинів карбонату натрія і гідроксиду натрія гашеним вапном є досить простою. Кінцева концентрація гідроксид- та карбонат-іонів є функцією дії різних е видів іонів в рівновазі з твердою фазою гідроксиду кальція фази та карбонату кальція. Реакцію можна описати ка 20 наступним рівнянням. бю» Сса(он)»нма»соз»Сасозх2маон (І)For example, a solution with a 5 concentration of 135 g/l will causticize to a C/5 ratio of about 0.890 in most cases. This limitation arises because the traditional causticization with slaked lime is conditioned by a number of complex balances, including a competing reaction involving the aluminate ion, in which TSA is formed. (se) In contrast, the reaction of causticization of pure mixed solutions of sodium carbonate and sodium hydroxide with slaked lime is quite simple. The final concentration of hydroxide and carbonate ions is a function of the action of different types of ions in equilibrium with the solid phase of calcium hydroxide and calcium carbonate. The reaction can be described by the following equation. byu» Ssa(on)»nma»soz»Sasozh2maon (I)

Як правило вважалось, що вищенаведена реакція застосовується також, коли каустифікація проводиться в технологічних розчинах Байєра. Однак, деякий час було відомо, що гідроксид кальція легко вступає в реакцію зAs a rule, it was believed that the above reaction is also used when causticization is carried out in Bayer's technological solutions. However, it has been known for some time that calcium hydroxide readily reacts with

Ге! іоном алюмінату з утворенням ТСА. Утворення ТСА, як зазвичай вважають, має один або обидва з двох механізмів: одночасна конкуруюча реакція, в якій гідроксид кальція реагує безпосередньо з іоном алюмінату з де утворенням ТСА (|Спаріїп, МТ. СіднЕ Меїйаїв (1971), 47-61) або реакція "повернення", в якій карбонат кальція, утворений під час каустифікації, реагує з алюмінатом. Однак, деякі автори висловили думку, що каустифікація 60 Байєрівських розчинів відбувається через "проміжну сполуку гідратованого алюмінату трикальція" (Мошпа,Gee! aluminate ion with the formation of TSA. The formation of TSA is generally believed to have one or both of two mechanisms: a simultaneous competitive reaction in which calcium hydroxide reacts directly with the aluminate ion to form TSA (Spariip, MT. SidnE Meiyaev (1971), 47-61) or a reaction "reversion" in which calcium carbonate formed during caustication reacts with aluminate. However, some authors have expressed the opinion that causticization of 60 Bayer's solutions occurs through "an intermediate compound of hydrated tricalcium aluminate" (Moshpa,

К.С.Цойі МеїаІв (1982), 97-117| або "карбоалюмінатну" фазу (есіага, А; Тгамхоих ІСБОВА, 12(17) (1982) 149-156) і що ТСА утворюється, коли цей матеріал старіє.K.S. Tsoi Meiyav (1982), 97-117| or "carboaluminate" phase (Esiaga, A; Tgamkhoih ISBOVA, 12(17) (1982) 149-156) and that TSA is formed when this material ages.

На відміну від запропонованого механізму, каустифікація, що практикується в технологічних процесахIn contrast to the proposed mechanism, causticization practiced in technological processes

Байєра, була неефективною з точки зору досягнутого співвідношення С/5 і продуктивності застосування вапна. 65 Більш того, низька ефективність застосування вапна означала те, що досить значна кількість алюмінат-іонів витрачається при утворенні ТСА. Це може викликати суттєве скорочення виробництва глинозему.Bayer, was inefficient in terms of the achieved C/5 ratio and lime application productivity. 65 Moreover, the low efficiency of lime application meant that a fairly significant amount of aluminate ions were consumed in the formation of TSA. This can cause a significant reduction in alumina production.

За останні роки було запропоновано ряд технологічних процесів каустифікації, спрямованих на підвищення ефективності вапна. Однак цінність таких технологічних процесів невілюється тим, що вони обмежені використанням промиваючих розчинів з низькою "5" концентрацією, що потребує обробки великих потоків при необхідності перетворити значну масу карбонату натрія, щоб компенсувати витрачання карбонату на рафінувальному заводі. В |(патенті 5 Мо2,992,893) розкривається технологічний процес в якому загустілий бруд, після кінцевого етапу промивки бруду, каустифікувався, а потім піддавався реакції з додатковою кількістю карбонату натрія, щоб відновити якусь кількість втраченого глинозему при утворенні ТСА. Каустифікований розчин потім застосовується на етапах промивання бруду. Окрім обмеження концентрацією "5", даний /о технологічний процес є неідеальним ще й тому, що значна частина каустифікованого розчину втрачається разом з осадком червоного бруду.In recent years, a number of technological processes of causticization aimed at increasing the efficiency of lime have been proposed. However, the value of such technological processes is not limited by the fact that they are limited to the use of washing solutions with a low "5" concentration, which requires the treatment of large streams when it is necessary to convert a significant mass of sodium carbonate to compensate for the consumption of carbonate in the refinery. (patent 5 Mo2,992,893) discloses a technological process in which thickened mud, after the final stage of mud washing, was causticized and then reacted with an additional amount of sodium carbonate to restore some amount of lost alumina during the formation of TSA. The caustic solution is then used in the dirt washing stages. In addition to the concentration limitation of "5", this technological process is also imperfect because a significant part of the caustic solution is lost together with the sediment of red mud.

Вдосконалення данного процесу описується в (патенті ОЗ Мо3,120,996), в якому каустифікація відбувається в промивачі першої стадії з подальшим додаванням вапна до промивача третьої стадії. Була досягнута більш висока ефективність вапна (приблизно 85-9595), але тільки в досить розбавлених потоках промивача (80г/л "5"), /5 а досягнуте співвідношення С/5 каустифікованого розчину було не дуже високим.The improvement of this process is described in (OZ patent Mo3,120,996), in which causticization takes place in the washer of the first stage with subsequent addition of lime to the washer of the third stage. A higher efficiency of lime (approximately 85-9595) was achieved, but only in fairly diluted flows of the washer (80g/l "5"), /5 and the achieved ratio C/5 of the caustic solution was not very high.

Більш пізня розробка, що описана в (патенті ОЗ Мо3,210,155), передбачає безпосереднє гашення негашеного вапна в освітленому промивочному розчині, який нагрівали до 1002С. Після реакції, суспензію змішували з іще одним промиваючим розчином, щоб ініціювати реакцію ТСА з карбонатом натрія, і в такий спосіб відновити глинозем. В той час, як було заявлено про високі співвідношення С/5 в цьому технологічному процесі, він був обмежений промивочними потоками з "5" концентраціями приблизно від 15 до 40г/л.A more recent development, described in (OZ patent Mo3,210,155), involves direct quenching of quicklime in an illuminated washing solution, which was heated to 1002C. After the reaction, the suspension was mixed with another washing solution to initiate the reaction of TCA with sodium carbonate, and thus recover the alumina. While high C/5 ratios were claimed in this process, it was limited to wash streams with "5" concentrations of approximately 15 to 40g/L.

Ще один технологічний процес був розроблений в Угорщині в 1980 роках Вагвка та ін. і описаний в (патентіAnother technological process was developed in Hungary in the 1980s by Vagvka et al. and described in (patent

Б Мо4,486,393|. В даному технологічному процесі суспензію червоного бруду з однієї з промивочних стадій нагрівали і подавали до реакційної камери з надлишком вапняної суспензії. Окрім "нормальної" каустифікації, яка відбувалась в цій камері, надлишкове вапно реагувало з продуктами десилікації содаліту та канкриніту з с утворенням гідрогранату кальція, вивільняючи гідроксид натрія. Злив з цієї камери потім завантажували до другої камери і піддавали подальшій взаємодії з розчином карбонату натрія. Цей розчин одержували шляхом о висолювання карбонату натрія із концентрованих розчинів будь-де на заводі. Взаємодія карбонату натрія з гідрогранатом або "гідратованим" алюмінатом кальцію призводила до відновлення глинозему і каустика, хоча ця стадія мала тенденцію звести нанівець вигоди, здобуті утворенням часток гідрогранату. Поряд з вдосконаленням ((саЗ зо основних принципів каустифікації, втрати вапна і глинозему через утворення ТСА, все ще залишаються значними, а досягнуте співвідношення С/5 обмежене реакцією рівноваги карбонат/гідроксид. Крім того, с ефективність дуже сильно погіршується, якщо потоки з низькою "5" концентрацією не утилізуються. «ІB Mo4,486,393|. In this technological process, the suspension of red mud from one of the washing stages was heated and fed to the reaction chamber with an excess of lime suspension. In addition to the "normal" causticization that occurred in this chamber, the excess lime reacted with the desilication products of sodalite and cancrinite to form calcium hydrogarnet, releasing sodium hydroxide. The drain from this chamber was then loaded into the second chamber and subjected to further interaction with the sodium carbonate solution. This solution was obtained by salting out sodium carbonate from concentrated solutions anywhere in the plant. The interaction of sodium carbonate with hydrogarnet or "hydrated" calcium aluminate led to the recovery of alumina and caustic, although this step tended to negate the benefits obtained by the formation of hydrogarnet particles. Along with the improvement of the basic principles of causticization, the loss of lime and alumina due to the formation of TCA still remains significant, and the achieved C/5 ratio is limited by the carbonate/hydroxide equilibrium reaction. In addition, the efficiency of c is greatly degraded if streams with low "5" concentration are not disposed of. "I

Підсумовуючи вищесказане, стає очевидним, що попередні способи каустифікації мали недоліки як у відношенні ступеню каустифікації Байєрівських технологічних розчинів (тобто максимальне С/5, яке можна іаSummarizing the above, it becomes obvious that the previous methods of causticization had disadvantages both in relation to the degree of causticization of Bayer technological solutions (that is, the maximum C/5 that can be

Досягти), так і щодо ефективності, з якою застосовується вапно для здійснення такої каустифікації. З причини ї- низької ефективності застосування вапна ці технологічні процеси призводять до втрат алюмінату з розчину, тим самим знижуючи продуктивність установок очистки глинозему. Крім того, відомі способи обмежені з огляду на концентрацію розчинів, які можна каустифікувати; вони стають дуже неефективними з розчинами, що наближаються до типових розчинів промивки бруду першої стадії або надлишкових розчинів сепаратора бруду. «Reach), as well as regarding the efficiency with which lime is used to carry out such causticization. Due to the low efficiency of lime application, these technological processes lead to the loss of alumina from the solution, thereby reducing the productivity of alumina purification plants. In addition, known methods are limited by the concentration of solutions that can be causticized; they become very ineffective with solutions approaching typical first stage mud wash solutions or excess mud separator solutions. "

Даний винахід був розроблений з метою забезпечити технологічний процес та устаткування для 8 с вдосконаленої каустифікації Байєрівських розчинів, який би мав менше недоліків, притаманних колишнім . методам, наведеним вище. "» У відповідності з одним з аспектів даного винаходу розроблено вдосконалений технологічний процес каустифікації Байєрівських розчинів на глиноземному рафінувальному заводі, причому процес включає наступні етапи: -і взаємодію вапна з алюмінат-онами в Байєрівському розчині в контрольованих умовах від низької до середньої температури із значним утворенням тільки часток гідрокалуміту та іонів гідроксилу; та, о нагрівання згаданих часток гідрокалуміту в контакті з Байєрівським розчином в контрольованих умовах так, ї» щоб примусити частки гідрокалуміту реагувати з розчином з утворенням карбонату кальція, алюмінат-іонів та юю 50 іонів гідроксилу, чим одержується каустифікований Байєрівський розчин і де ефективність застосування вапна значно підвищена, а втрати глинозему мінімізовані.This invention was developed in order to provide a technological process and equipment for 8s improved causticization of Bayer solutions, which would have fewer disadvantages inherent in the former. methods given above. "» In accordance with one of the aspects of this invention, an improved technological process of causticization of Bayer solutions has been developed at an alumina refinery, and the process includes the following stages: - the interaction of lime with aluminates in Bayer solution under controlled conditions from low to medium temperature with significant formation only hydrocalumite particles and hydroxyl ions; and, heating said hydrocalumite particles in contact with Bayer's solution under controlled conditions so as to cause the hydrocalumite particles to react with the solution to form calcium carbonate, aluminate ions, and 50 hydroxyl ions, thereby producing a causticized Bayer solution and where the efficiency of lime application is significantly increased, and the loss of alumina is minimized.

ГК) Як правило перша реакція, яка передбачає утворення гідрокалумітового розчину, протікає при температурі між близько 259С та 1002С. Переважно найкраща продуктивність для більшості Байєрівських розчинів досягається, якщо температура підтримується між приблизно 70 оС і 802С. Переважно перша реакціяGC) As a rule, the first reaction, which involves the formation of a hydrocalumite solution, occurs at a temperature between about 259C and 1002C. Generally, the best performance for most Bayer solutions is achieved when the temperature is maintained between about 70°C and 80°C. Mostly the first reaction

Відбувається в Байєрівському розчині, який піддають розмішуванню.Occurs in Bayer's solution, which is subjected to stirring.

Переважно друга реакція, яка передбачає нагрівання часток гідрокалуміту, відбувається при температурі від о близько 1002 до 1802С. Найбільш переважно друга реакція протікає в умовах низького здвигу при приблизно де 120гС.Mostly, the second reaction, which involves the heating of hydrocalumite particles, takes place at a temperature of about 1002 to 1802C. Most preferably, the second reaction takes place under conditions of low shear at approximately where 120°C.

Краще, коли технологічний процес надалі включає етап, на якому в Байєрівський розчин, в придатний момент 60 перед нагріванням часток гідрокалуміту, додається придатний інгібітор, в наслідок чого інгібується небажана взаємодія часток гідрокалуміту з утворенням ТСА. Переважно вищезгаданий інгібітор являє собою коплексоутворюючий агент та/або сурфактант, здатний абсорбуватись на активних ділянках поверхні гідрокалумітних часток, обмежуючи дифузію активних часток на ціх ділянках. Приклади природніх сурфактантів включають цукри, такі як сахароза та глюкоза, та полісахариди, такі як крохмаль. Найбільш бажаним є б5 застосування аніонних органічних сурфактантів. Приклади аніонних органічних сурфактантів включають наступні матеріали, їх солі, та похідні: будь-які аніонних гомополімерів або сополімерів (поліакрилова кислота та її сополімери з акриламідом або полімери, що містять функціональні гідроксаматні групи), гідроксамові кислоти, гуминові та дубильні кислоти, лігносульфонати, жирні кислоти, сульфоновані карбонові кислоти, карбонові кислоти та полігідроксикарбонові кислоти.It is better when the technological process further includes a stage in which a suitable inhibitor is added to the Bayer solution, at a suitable moment 60 before heating the hydrocalumite particles, as a result of which the unwanted interaction of the hydrocalumite particles with the formation of TCA is inhibited. Preferably, the above-mentioned inhibitor is a complex-forming agent and/or surfactant capable of adsorbing on active areas of the surface of hydrocalumite particles, limiting the diffusion of active particles on these areas. Examples of natural surfactants include sugars such as sucrose and glucose and polysaccharides such as starch. The most desirable is the use of anionic organic surfactants. Examples of anionic organic surfactants include the following materials, their salts, and derivatives: any anionic homopolymers or copolymers (polyacrylic acid and its copolymers with acrylamide or polymers containing functional hydroxamate groups), hydroxamic acids, humic and tannic acids, lignosulfonates, fatty acids, sulfonated carboxylic acids, carboxylic acids and polyhydroxycarboxylic acids.

Краще, щоб Байєрівський розчин, задіяний в першій реакції, яка передбачає утворення гідрокалумітних часток, був би попередньо каустифікований, завдяки чому можна ще більше підвищити співвідношення С/5 попередньо каустифікованого розчину.It is better that the Bayer solution used in the first reaction, which involves the formation of hydrocalumite particles, would be pre-causticized, thanks to which the C/5 ratio of the pre-causticized solution can be further increased.

Переважно першу реакцію проводять в Байєрівському розчині з помірно високим співвідношенням А/С та низьким рівнем вільного каустика. Придатний розчин буде, як правило, мати "5" концентрацію між 40 і з5Ог/л, а 7/0 бпввідношення А/С між 0.2 і 0.95. Більш переважним є, коли розчин матиме "5" концентрацію між 120 і 160г/л, а співвідношення А/С більше, ніж 0,55. Як правило, час, необхідний для завершення першої реакції, становить між 5 і ЗО хвилинами, в присутності придатного інгібітора.Preferably, the first reaction is carried out in a Bayer solution with a moderately high A/C ratio and a low level of free caustic. A suitable solution will, as a rule, have a "5" concentration between 40 and c5Og/l, and a 7/0 bpvvratio A/C between 0.2 and 0.95. It is more preferable when the solution will have a "5" concentration between 120 and 160 g/l, and the A/C ratio is greater than 0.55. As a rule, the time required for the completion of the first reaction is between 5 and 30 minutes, in the presence of a suitable inhibitor.

Краще, щоб гідрокалумітний розчин, утворений в першій реакції, піддавався розділенню тверде тіло/рідина, а гідрокалумітні тверді тіла, що реагували із свіжим розчином, були б каустифіковані під час вищезгаданої /5 ВрУГОЇ реакції.Preferably, the hydrocalumite solution formed in the first reaction would undergo a solid/liquid separation, and the hydrocalumite solids reacting with the fresh solution would be causticized during the aforementioned /5 HOUSING reaction.

У відповідності з іще одним аспектом даного винаходу, розроблено вдосконалений технологічний процес каустифікації Байєрівських розчинів при очищенні глинозему, причому процес включає етапи: додавання придатного інгібітора в Байєрівський розчин для стабілізації утворення гідрокалумітних часток під час каустифікації для інгібування небажаної реакції гідрокалумітних часток з утворенням ТСА, в результаті чого може бути підвищено досягнуте співвідношення С/5 розчину.In accordance with another aspect of the present invention, an improved technological process of causticization of Bayer solutions in the purification of alumina has been developed, and the process includes the steps: adding a suitable inhibitor to the Bayer solution to stabilize the formation of hydrocalumite particles during caustication to inhibit the undesirable reaction of hydrocalumite particles with the formation of TCA, in as a result of which the achieved C/5 ratio of the solution can be increased.

Переважно, щоб вищезгаданий інгібітор був коплексоутворюючим агентом та/або сурфактантом, здатним абсорбуватись на активних ділянках поверхні гідрокалумітних часток, обмежувати дифузію активних часток на цих ділянках. Приклади природних сурфактантів включають цукри, такі як сахароза та глюкоза, та полісахариди, такі як крохмаль. Найбільш бажаним є застосування аніонових органічних сурфактантів. Приклади аніонових сч органічних сурфактантів включають наступні матеріали, їх солі, та похідні: будь-які аніонні гомополімери або сополімери (поліакрилова кислота та її сополімери з акриламідом або полімери, що містять гідроксаматні і) функціональні групи), гідроксамові кислоти, гуминові та дубильні кислоти, лігносульфати, жирні кислоти, сульфоновані карбонові кислоти, карбонові кислоти та полігідроксикарбонові кислоти.It is preferable that the above-mentioned inhibitor is a complex-forming agent and/or surfactant capable of adsorbing on active areas of the surface of hydrocalumite particles, limiting the diffusion of active particles on these areas. Examples of natural surfactants include sugars such as sucrose and glucose and polysaccharides such as starch. The most desirable is the use of anionic organic surfactants. Examples of anionic organic surfactants include the following materials, their salts, and derivatives: any anionic homopolymers or copolymers (polyacrylic acid and its copolymers with acrylamide or polymers containing hydroxamate and) functional groups), hydroxamic acids, humic and tannic acids, lignosulfates, fatty acids, sulfonated carboxylic acids, carboxylic acids and polyhydroxycarboxylic acids.

Переважно, щоб технологічний процес надалі включав етапи нагрівання розчину під час каустифікації до со зо температури в межах від 1002С до 18090. Найбільш бажаним є, коли розчин нагрівається до температури від 1202С до 14020. сIt is preferable that the technological process further includes steps of heating the solution during causticization to a temperature ranging from 1002C to 18090. It is most desirable when the solution is heated to a temperature of 1202C to 14020.

У відповідності з іще одним аспектом даного винаходу розроблено вдосконалений технологічний процес «ф каустифікації Байєрівських розчинів при очищенні глинозему, причому процес включає етапи: одержання попередньо каустифікованого Байєрівського розчину, та б взаємодію вапна з алюмінат-іонами у вищезгаданому попередньо каустифікованому Байєрівському розчинів /-|я« контрольованих умовах від низької до середньої температури із значним утворенням тільки часток гідрокалуміту та іонів гідроксилу, завдяки чому співвідношення С/5 наперед каустифікованого розчину може бути в подальшому підвищено. «In accordance with one more aspect of this invention, an improved technological process of causticization of Bayer solutions in the purification of alumina has been developed, and the process includes the following steps: obtaining a pre-caustic Bayer solution, and b interaction of lime with aluminate ions in the above-mentioned pre-caustic Bayer solutions under controlled conditions from low to medium temperature with significant formation of only hydrocalumite particles and hydroxyl ions, thanks to which the C/5 ratio of the pre-causticized solution can be further increased. "

У відповідності з іншим аспектом даного винаходу, розроблено устаткування для каустифікації Байєрівських розчинів при очищенні глинозему, устаткування включає: - с стандартний реактор для каустифікації Байєрівського розчину; та є спеціально відлагоджений реактор для реагування вапна з алюмінат-іонами у каустифікованому "» Байєрівському розчині в контрольованих умовах від низької до середньої температури із значним утворенням тільки часток гідрокалуміту та іонів гідроксилу, завдяки чому співвідношення С/5 каустифікованого розчину може бути і далі підвищеним. -І У відповідності з іншим аспектом даного винаходу, розроблено устаткування для вдосконаленої каустифікаціїIn accordance with another aspect of this invention, equipment for causticization of Bayer's solutions during alumina purification has been developed, the equipment includes: - a standard reactor for causticization of Bayer's solution; and there is a specially adjusted reactor for the reaction of lime with aluminate ions in the causticized Bayer solution under controlled conditions from low to medium temperature with significant formation of only hydrocalumite particles and hydroxyl ions, due to which the C/5 ratio of the causticized solution can be further increased. -I In accordance with another aspect of this invention, equipment for improved causticization has been developed

Байєровських розчинів при очищенні глинозему, устаткування включає: ї-о первинний реактор для реагування вапна з алюмінат-онами в Байєрівському розчині в контрольованих ьч умовах від низької до середньої температури із значним утворенням тільки часток гідрокалуміту та іонів гідроксилу; та о вторинний реактор, де вищезгадані гідрокалумітні частки нагріваються в контакті з Байєрівським розчином в се» контрольованих умовах так, щоб примусити частки гідрокалуміту реагувати з розчином для одержання карбонату кальція, алюмінат-іонів та іонів гідроксилу, завдяки чому одержується каустифікований Байєрівський розчин, і де ефективність застосування вапна значно підвищена, а втрати глинозему мінімізовані.Bayer's solutions in the purification of alumina, the equipment includes: a primary reactor for the reaction of lime with aluminates in Bayer's solution in controlled conditions from low to medium temperature with significant formation of only hydrocalumite particles and hydroxyl ions; and a secondary reactor wherein said hydrocalumite particles are heated in contact with the Bayer solution under controlled conditions so as to cause the hydrocalumite particles to react with the solution to produce calcium carbonate, aluminate ions and hydroxyl ions, thereby producing a causticized Bayer solution, and wherein the efficiency of lime application is significantly increased, and the loss of alumina is minimized.

Як правило, первинним реактором є реакторний резервуар з перемішуванням, в якому відбувається адекватне змішування вапна та Байєрівського розчину з метою промотування першої реакції. о Як правило, вторинним реактором є реакторний резервуар з перемішуванням. Альтернативно може ко застосовуватись трубчатий реактор під тиском.As a rule, the primary reactor is a stirred tank reactor in which lime and Bayer solution are adequately mixed to promote the first reaction. o As a rule, the secondary reactor is a stirred tank reactor. Alternatively, a pressurized tubular reactor can be used.

Бажано щоб устаткування ще включало засоби для відокремлення твердих гідрокалумітних часток від бо розчину з первинного реактора перед реагуванням гідрокалумітних часток у вторинному реакторі зі свіжим розчином.Preferably, the equipment also includes means for separating the solid hydrocalumite particles from the solution from the primary reactor before reacting the hydrocalumite particles in the secondary reactor with fresh solution.

Найбільш бажаним є щоб розчин, каустифікований у вторинному реакторі, застосовувався як сировинний розчин для первинного реактора, завдяки чому співвідношення С/5 каустифікованого розчину може бути значно підвищеним. 65 Для того, щоб полегшити більш детальне розуміння природи винаходу, декілька форм втілень вдосконаленого технологічного процесу каустифікації, а також устаткування і будуть описані в деталях лише для прикладу, з посиланням на супроводжуючі малюнки, в яких:It is most desirable that the solution causticized in the secondary reactor is used as a raw solution for the primary reactor, thanks to which the C/5 ratio of the causticized solution can be significantly increased. 65 In order to facilitate a more detailed understanding of the nature of the invention, several forms of embodiments of the improved causticization process and equipment will be described in detail by way of example only, with reference to the accompanying drawings, in which:

Фігура 1 є спрощеною концептуальною криволінійною діаграмою основного застосування вдосконаленого технологічного процесу у відповідності з винаходом.Figure 1 is a simplified conceptual curve diagram of a primary application of an improved process in accordance with the invention.

Фігура 2 є спрощеною концептуальною криволінійною діаграмою, яка ілюструє подальше застосування вдосконаленого технологічного процесу у відповідності з винаходом.Figure 2 is a simplified conceptual curve diagram illustrating a further application of an improved process in accordance with the invention.

Фігура З є концептуальною криволінійною діаграмою, яка ілюструє підкріплення технологічного процесу, проілюстрованого фігурою 2.Figure C is a conceptual curve diagram illustrating reinforcement of the process illustrated in Figure 2.

Фігура 4 є концептуальною криволінійною діаграмою, яка ілюструє подальше підкріплення технологічного 7/0 процесу, проілюстрованого Фігурою 3.Figure 4 is a conceptual curve diagram illustrating further reinforcement of the technological 7/0 process illustrated in Figure 3.

Фігура 5 є концептуальною криволінійною діаграмою кращої форми втілення вдосконаленого технологічного процесу каустифікації у відповідності з винаходом.Figure 5 is a conceptual curve diagram of a preferred embodiment of an improved process of causticization in accordance with the invention.

Фігура 6 є концептуальною криволінійною діаграмою ще однієї форми втілення вдосконаленого технологічного процесу каустифікації у відповідності з винаходом; таFigure 6 is a conceptual curve diagram of another embodiment of an improved process of causticization in accordance with the invention; and

Фігура 7 є концептуальною криволінійною діаграмою ще однієї форми втілення вдосконаленого технологічного процесу каустифікації у відповідності з винаходом.Figure 7 is a conceptual curve diagram of yet another embodiment of an improved process of causticization in accordance with the invention.

Данний винахід базується на відкритті того, що реакція вапна (гашеного або негашеного) в Байєрівських технологічних розчинах відбувається через серію послідовних реакцій. Несподівано дослідження винахідників показують, що пряма реакція гідроксиду кальція з іоном карбонату, яка описується в рівнянні (1), не досягає 2о суттєвого ступеню. Більш значним є те, що було виявлено, що шляхом відповідних маніпуляцій з композиціями розчину та умовами температури і розмішування, можна розділити ці реакції на чітки етапи, які можна індивідуально оптимізувати. Така оптимізація здатна підвищити ефективність застосування вапна до 9595 або й більше.This invention is based on the discovery that the reaction of lime (slaked or unslaked) in Bayer process solutions occurs through a series of sequential reactions. Unexpectedly, the inventors' studies show that the direct reaction of calcium hydroxide with carbonate ion, which is described in equation (1), does not reach a significant degree. More significantly, it has been found that by appropriate manipulation of solution compositions and temperature and stirring conditions, these reactions can be separated into distinct steps that can be individually optimized. Such optimization can increase the efficiency of lime application to 9595 or more.

Найбільш показовим є те, що винахідники виявили можливість вигідно використати зовсім інші рівноваги, які сч ов застосовуються на кожному з цих етапів, для суттєвого підвищення ефективності видалення карбонату.The most telling thing is that the inventors found an opportunity to profitably use completely different balances, which are applied at each of these stages, to significantly increase the efficiency of carbonate removal.

Описаний технологічний процес каустифікації можна скерувати таким чином, що стане можливим досягти і) співвідношення С/5, близьке до 1,00, навіть в досить концентрованих Байєрівських технологічних розчинах. Дуже несподіваним відкриттям в даній роботі є те, що співвідношення С/5, які можна досягти, будуть навіть вищими ніж ті, що одержуються в чистих безалюмінатних розчинах гідроксиду натрія/карбонату натрія при еквівалентній со зо концентрації.The described technological process of causticization can be directed in such a way that it becomes possible to achieve i) a C/5 ratio close to 1.00, even in fairly concentrated Bayer technological solutions. A very surprising finding in this work is that the C/5 ratios that can be achieved will be even higher than those obtained in pure aluminate-free sodium hydroxide/sodium carbonate solutions at an equivalent sodium concentration.

Така комбінація дуже високих співвідношеннь С/5 і високої ефективності застосування вапна, навіть з с відносно концентрованими розчинами, ніколи не була можливою при застосуванні відомих технологічних «г процесів. Така гнучкість дозволяє розширити рамки застосування даного технологічного процесу в нових напрямках при очищенні глинозему, застосовуючи потоки розчину, які не піддавались обробці за допомогою б» відомих технологічних процесів. Не вдаючись в теорію, вважається, що відбувається наступна послідовність М реакцій.Such a combination of very high C/5 ratios and high lime application efficiency, even with relatively concentrated solutions, has never been possible using known technological processes. Such flexibility makes it possible to expand the scope of application of this technological process in new directions in the purification of alumina, using solution streams that could not be processed using known technological processes. Without going into theory, it is believed that the following sequence of M reactions occurs.

Реакція 1Reaction 1

Винахідники виявили, що в розчинах, які містять як алюмінат натрію, так і гідроксид натрію, гідроксид кальція спочатку реагує з одержанням алюмінату кальція ламелярної структури, ділянки проміжного шару якої «The inventors discovered that in solutions containing both sodium aluminate and sodium hydroxide, calcium hydroxide first reacts to produce calcium aluminate of lamellar structure, the areas of the intermediate layer of which "

Заповнені зарядженими балансуючими іонами та молекулами води. Про подібні частки, одержані при зовсім з с інших умовах реакції, сповіщалось в літературі по цементній промисловості. (Гізпег, К. апа Кигеї Н.)., Сетепі апа Сопсгебе Кезеагспе, 12, (1982), 517-526), де вони позначаються як С4А сполуки. Структури схожі з ;» мінералом гідрокалуміту, який зустрічається в природі, і тому для зручності ця назва вживається в деяких роботах (Регоца, Ау. апа УМіПатве, Р., ГіднЕ МеїйаіІз (1995), 77-87). Термін гідрокалуміт буде вживатись також | в даному описі. Така гідрокалумітна частка дуже швидко утворюється майже в будь-якому розчині Байєра. В -І хімії технологічного процесу не було виявлено суттєвих змін, коли оксид кальція (негашене вапно) застосовується замість гідроксиду кальція, оскільки спочатку просто відбувалась реакція гасіння. Однак, іс, ефективність реакцій із застосуванням негашеного вапна нижча, ніж з гашеним вапном, очевидно тому, що їх продукти реакції, що утворюються мають тенденцію інгібувати дифузію кальція до поверхні частки. Результатом є те, що частина вапна не вступає в реакцію. о Основна форма реакції в розчинах Байєрівського типу, коли застосовується гідроксид кальція, показана в 4) рівнянні (2) нижче:Filled with charged balancing ions and water molecules. Similar fractions obtained under completely different reaction conditions were reported in the literature on the cement industry. (Gizpeg, K. apa Kigei N.)., Setepi apa Sopsgebe Kezeagspe, 12, (1982), 517-526), where they are designated as C4A compounds. The structures are similar to ;" mineral hydrocalumite, which occurs in nature, and therefore, for convenience, this name is used in some works (Regotsa, Au. apa UMiPatve, R., GidnE MeiyiIz (1995), 77-87). The term hydrocalumite will also be used in this description. Such a hydrocalumite particle is formed very quickly in almost any Bayer solution. In -I chemistry of the technological process, no significant changes were found when calcium oxide (quick lime) is used instead of calcium hydroxide, since initially the quenching reaction simply took place. However, the efficiency of reactions using quicklime is lower than with slaked lime, apparently because their reaction products, which are formed, tend to inhibit the diffusion of calcium to the particle surface. The result is that some of the lime does not react. o The main reaction form in Bayer solutions when calcium hydroxide is used is shown in 4) equation (2) below:

АСаксон)г2А ЦО) ох-нін 20 (Сан) вІох2-пнооваОН:- (2) , , , , , ,ASakson)g2A TSO) oh-nin 20 (San) vIoh2-pnoovaON:- (2) , , , , , ,

Заряджені балансуючі аніони можуть бути будь-якими з поміж усіх часток, вони позначені як Х- у (Ф) вищенаведеній реакції. Ряд часток цієї загальної форми, які відрізняються тільки типом і кількістю заряджених г балансуючих аніонів та водою в проміжному шарі, були визначені на основі їх ХКО форм та шляхом хімічного аналізу. При відсутності інших аніонів (особливо карбонату), заряджена балансуюча частка є, як правило, іоном во гідроксилу, що дає наступну реакцію: 4Ссасон)гя2АЦОНІ вНг Оу Сага цон)вІг ОН)» внНгОо2оН- (3)Charged balancing anions can be any of all particles, they are designated as X- (Ф) in the above reaction. A number of particles of this general form, which differ only in the type and number of charged g-balancing anions and water in the intermediate layer, were determined on the basis of their CKO forms and by chemical analysis. In the absence of other anions (especially carbonate), the charged balancing particle is, as a rule, an ion in the hydroxyl, which gives the following reaction:

Надалі, для зручності, частки, що утворені в цій реакції, будуть називатися гідрокалуміт 0, або Нсо. в Аналіз даної реакції показує, що оскільки нема чистої зміни "С" концентрації розчину, то концентрація (А) глинозему буде падати внаслідок витрачання алюмінат-іону. Для розчинів, що містять принаймні якусь кількість карбонату, один з іонів гідроксилу у вищенаведеній структурі заміщується однією половиною іону карбонату, як показано в наступному рівнянні реакції,In the future, for convenience, the particles formed in this reaction will be called hydrocalumite 0, or Hso. c Analysis of this reaction shows that since there is no net change "C" in the concentration of the solution, the concentration (A) of alumina will fall due to the consumption of the aluminate ion. For solutions containing at least some amount of carbonate, one of the hydroxyl ions in the above structure is replaced by one half of the carbonate ion, as shown in the following reaction equation,

АСасон)гя2АЦОН) 7 1/20032-5595Н20ІСагА (ОН) в» 1/2сО3:оН.51/2нНоОЗОН- (4)АСасон)га2АЗОН) 7 1/20032-5595Н20ИСагА (ОН) in» 1/2сО3:оН.51/2nНоОЗОН- (4)

Тут і далі частка, утворена в цій реакції, буде називатись гідрокалуміт 1 (Нс1). Її утворення це помірна реакція каустифікації. Оскільки на один моль Неї витрачається два молі алюмінату, то вивільняється три молі іонів гідроксилу. Таким чином, буде досягнуте чисте підвищення "С" концентрації одного моля гідроксиду на 70 4молі гідроксиду кальція.Hereafter, the particle formed in this reaction will be called hydrocalumite 1 (Hc1). Its formation is a moderate caustic reaction. Since two moles of aluminate are consumed for one mole of Ni, three moles of hydroxyl ions are released. Thus, a net increase in "C" concentration of one mole of hydroxide per 70 4 moles of calcium hydroxide will be achieved.

В літературі інформувалось про ще одну реакцію, яка передбачає заміщення двох з іонів гідроксилу, що описується наступною реакцією:In the literature, there was information about another reaction, which involves the substitution of two of the hydroxyl ions, which is described by the following reaction:

АСа(сон)гя2АЦОН) с СО32-5НоО г» (СагАЦОН)вІо СО ЗНО Он- (5)АСа(сон)гя2АцОН) с СО32-5НоО g» (СагАцОН)вИо СО ЗНО Он- (5)

Це більш ефективна реакція каустифікації, з вивільненням 4молів іонів гідроксилу на кожні 2 витрачені іони алюмінату. Чисте підвищення концентрації "С", таким чином, 2 молі іонів гідроксилу на 4 молі гідроксилу кальція. Оскільки винахідники виявили, що в каустифікації Байєрівських розчинів задіяно сполуку, чия ХКО структура точно відповідає вищезгаданим часткам, то зміна концентрації в розчині несумісна з формулою, показаною в рівнянні (5). Таким чином, малоймовірно, що значна кількість матеріалу, зазначеного в рівнянні (5), утворюється під час реакції вапна в алюмінатних розчинах. Однак, кількість води в проміжному шарі гідрокалумітної структури дуже мінлива, і це змінює відстань проміжного шара. Частка з ХКО структурою, подібною до сполуки в рівнянні (5), відома і винахідники пропонують, щоб цей різновид утворювався вThis is a more efficient causticization reaction, releasing 4 moles of hydroxyl ions for every 2 aluminate ions consumed. Net increase in "C" concentration, thus 2 moles of hydroxyl ions per 4 moles of calcium hydroxide. Since the inventors discovered that the causticization of Bayer's solutions involves a compound whose HKO structure exactly corresponds to the above-mentioned particles, the change in concentration in the solution is incompatible with the formula shown in equation (5). Thus, it is unlikely that a significant amount of the material specified in equation (5) is formed during the reaction of lime in aluminate solutions. However, the amount of water in the interlayer of the hydrocalumite structure is highly variable, and this changes the interlayer spacing. A particle with a CKO structure similar to the compound in equation (5) is known and the inventors propose that this species is formed in

Байєрівських розчинах шляхом дегідратації Не1 згідно з наступним рівнянням: сч 29 ІСагАЦОН)вІ»1/20О8:ОН.51/2Н20. х|СаоА (ОН) в|»1/20сО3 ОН-А1М/2НоОЗІАНгО (6) Ге)in Bayer's solutions by dehydration of He1 according to the following equation: сч 29 ИСагАТСОН)вИ»1/20О8:ОН.51/2Н20. х|СаоА (ОН) в|»1/20сО3 ОН-А1М/2НоОЗИАНгО (6) Ge)

Частки, утворені в цій реакції, будуть називатись гідрокалуміт 2 (Нег).The particles formed in this reaction will be called hydrocalumite 2 (Neg).

Як правило, в ході реакції гашеного вапна, Неї буде утворюватись першим. Оскільки структура старіє, часто на протязі хвилин, то буде утворена суміш Нес1 і Нс2. Пізніше, в міру того, як іде реакція, і карбонат в о 30 розчині вичерпується, утворюватись буде тільки Нео і кінцевий продукт буде складатись із суміші Не1, Нег і сAs a rule, during the reaction of slaked lime, Nei will be formed first. As the structure ages, often within minutes, a mixture of Hec1 and Hec2 will be formed. Later, as the reaction proceeds and the carbonate in the o30 solution is exhausted, only Neo will be formed and the final product will consist of a mixture of He1, Neg, and c

Нео. Через залежність від старіння і концентрації карбонату, дуже важко заздалегідь визначити точне співвідношення утворених Небо, Не1 та Не2. Інші умови реакції теж в якійсь мірі будуть впливати на продукти М реакції. Однак, Нс1! є домінуючим продуктом, який утворюється в більшості умов, і цю частку можна Ге»! застосовувати для стехіометричних підрахунків.Neo. Due to the dependence on aging and carbonate concentration, it is very difficult to determine in advance the exact ratio of Nebo, He1 and He2 formed. Other reaction conditions will also to some extent affect the products M of the reaction. However, Hs1! is the dominant product formed under most conditions, and this fraction can be Ge"! apply for stoichiometric calculations.

Зо Реакція вапна з утворенням гідрокалуміту контролюється дифузією, а відтак температура не сильно впливає - на швидкість утворення. З іншого боку, здається, що взаємоперетворення між Нс1 і Нс2 фазами все ж таки залежить від температури.The reaction of lime with the formation of hydrocalumite is controlled by diffusion, and therefore the temperature does not greatly affect the rate of formation. On the other hand, it seems that the interconversion between Hc1 and Hc2 phases still depends on temperature.

Рівняння від (4) до (6) є ключовими результатами розробки даного винаходу. Багато попередніх досліджень « припускали одночасне утворення карбонату кальція і ТСА, який є каустично нейтральним, тобто вивільняє два З 70 іони гідроксилу на кожні два витрачені алюмінат-іони. Напроти, вищенаведені рівняння означають, що утворення с гідрокалуміту можна застосовувати в каустифікації Байєрівських розчинів. з» Важливо зазначити, що каустифікаційний ефект утворення гідрокалуміту не піддається обмежувальному впливу карбонат/гідроксидної рівноваги. Припустивши, що бар'єр поверхневої дифузії не є перешкодою, утворення гідрокалуміту буде продовжуватись поки майже повністю не будуть витрачені гідроксид кальція або 75 алюмінат-іони. Карбонат, іон, якому віддається перевага, буде, таким чином, продовжувати абсорбуватись в структурі, поки не перестане утворюватись матеріал, або поки майже весь карбонат не буде видалений з (Се) розчину. При низьких концентраціях карбонату, інші аніони можуть бути таким чином вставлені в структуру, викликаючи процес каустифікації інших забруднюючих солей в Байєрівських розчинах. Останній аспект є ве предметом |патентної заявки МОРР 9334). ко 20 Всі ці гідрокалумітові частки є цілком стабільними при низьких температурах, але стають нестабільними, коли температура підвищується. Окрім температури, швидкість розпаду та частки, які утворюються, також с» залежать від композиції розчину, з яким вони в контакті. Домінуючі реакції розкладання включають бажану реакцію з іонами карбонату, в якій утворюється карбонат кальція, та небажану реакцію, в якій утворюється ТСА.Equations (4) to (6) are the key results of the development of this invention. Many previous studies "supposed the simultaneous formation of calcium carbonate and TCA, which is caustic neutral, that is, releases two C 70 hydroxyl ions for every two aluminate ions consumed. On the contrary, the above equations mean that the formation of hydrocalumite can be used in causticization of Bayer solutions. It is important to note that the caustic effect of hydrocalumite formation is not limited by the carbonate/hydroxide equilibrium. Assuming that the surface diffusion barrier is not an obstacle, the formation of hydrocalumite will continue until the calcium hydroxide or 75 aluminate ions are almost completely consumed. Carbonate, the preferred ion, will thus continue to adsorb into the structure until no more material is formed, or until almost all of the carbonate is removed from the (Ce) solution. At low concentrations of carbonate, other anions can thus be inserted into the structure, causing the process of causticization of other contaminating salts in Bayer solutions. The last aspect is the subject of patent application MORR 9334). ko 20 All these hydrocalumite particles are quite stable at low temperatures, but become unstable when the temperature rises. In addition to the temperature, the rate of decomposition and the particles that are formed also depend on the composition of the solution with which they are in contact. The dominant decomposition reactions include the desired reaction with carbonate ions, which produces calcium carbonate, and the undesired reaction, which produces TCA.

Однак, якщо ці сполуки утворюються тоді, коли частки гідроксиду кальція все ще реагують з утворенням гідрокалуміту, вони можуть діяти як дифузійний бар'єр і перешкоджати повному перетворенню. Цій дії можнаHowever, if these compounds form while the calcium hydroxide particles are still reacting to form hydrocalumite, they can act as a diffusion barrier and prevent complete conversion. This action is possible

ГФ) запобігти, додавши невелику кількість придатного інгібітора, такого як комплексоутворюючий агент або сурфактант (наприклад, глюконат натрію або сахароза). о Реакція 2HF) can be prevented by adding a small amount of a suitable inhibitor such as a complexing agent or surfactant (eg sodium gluconate or sucrose). Reaction 2

Умови, при яких вищезгадані частки реагують з утворенням карбонату кальція, можна вивести з наступного 60 механізму реакції.The conditions under which the above-mentioned particles react with the formation of calcium carbonate can be deduced from the following 60 reaction mechanism.

ІСагАЦОН)вІ»1/2сО3:ОН.51/2Н20х31/20032-«34Сасоз2АЦОН)дД я БОН-К51/2Н20 (7)IsagATZON)vI»1/2сО3:ОН.51/2Н20х31/20032-«34Сасоз2АТСОН)дД i BON-К51/2Н20 (7)

Це основна реакція каустифікації і в традиційних каустифікаційних технологічних процесах вона буде бо починатись майже негайно після утворення гідрокалуміту. Аналіз вищенаведеного рівняння показує, що в цій реакції кожний моль Неї реагує з 3,5 молями карбонату з утворенням 4 молей карбонату кальція, і вивільняє 5 іонів гідроксилу, разом з 2 молями алюмінату. Таким чином, будь-який алюмінат, що витрачається під час утворення гідрокалуміту (будь це Нео, Не1 або Несг), знову вивільняється в реакції.This is the main caustification reaction and in traditional caustification technological processes it will begin almost immediately after the formation of hydrocalumite. Analysis of the above equation shows that in this reaction each mole of Na reacts with 3.5 moles of carbonate to form 4 moles of calcium carbonate and releases 5 hydroxyl ions along with 2 moles of aluminate. Thus, any aluminate consumed during the formation of hydrocalumite (be it Neo, Ne1, or Nesg) is released again in the reaction.

Отже, в традиційній реакції каустифікації спостерігається, що концентрація глинозему швидко падає, звичайно це супроводжується незначним підвищенням С/5, відповідно до утворення гідрокалуміту. Після цього відбувається повільний, але значно більший ріст С/5, разом із збільшенням концентрації глинозему, в міру того, як протікає реакція, що описана рівнянням (7).Therefore, in the traditional causticification reaction, it is observed that the concentration of alumina drops rapidly, usually accompanied by a slight increase in C/5, corresponding to the formation of hydrocalumite. After that, there is a slow, but significantly greater growth of C/5, along with an increase in the concentration of alumina, as the reaction described by equation (7) proceeds.

Реакція гідрокалуміту з іонами карбонату з утворенням карбонату кальція краще протікає в умовах високої 7/0 Концентрації карбонату, низької концентрації алюмінату та низької концентрації гідроксиду. Важливо зауважити, що реакція знаходиться під хімічним контролем, а відтак є відносно незалежною від умов перемішування. Однак, на швидкість дуже сильно впливає температура; причому швидкість підвищується приблизно на порядок (в 10 разів) на кожні 6-8 градусів підвищення температури. Отже, винахідники виявили, що при 1032 для завершення реакції потрібно приблизно 2 години, тоді як при 1202С - лише кілька хвилин.The reaction of hydrocalumite with carbonate ions to form calcium carbonate proceeds better under conditions of high 7/0 Carbonate concentration, low aluminate concentration and low hydroxide concentration. It is important to note that the reaction is under chemical control and is therefore relatively independent of mixing conditions. However, speed is greatly affected by temperature; and the speed increases approximately by an order of magnitude (10 times) for every 6-8 degree increase in temperature. Therefore, the inventors found that at 1032C, the reaction takes approximately 2 hours to complete, while at 1202C, it takes only a few minutes.

Важливо також зазначити, що ступінь протікання реакції буде залежати від рівноваги між твердими тілами і різноманітими частками в розчині. Отже, максимально досягнуте С/5 буде функцією активності іонів карбонату гідроксиду та алюмінату. Аналіз рівняння (7) показує, що на рівновагу значно сильніше впливає концентрація гідроксиду ніж концентрація алюмінату; так що корисним було б, якщо розчин, який вводиться в технологічний процес, мав би високе співідношення А/С (тобто низький вільний каустик). Цьому може сприяти забезпечення того, щоб в розчині, який буде каустифікуватись, не утворювався гідрокалуміт, оскільки ця реакція буде знижувати А/С. Однак, швидкість реакції (7) зменшується, якщо концентрація алюмінату занадто висока.It is also important to note that the degree of reaction will depend on the equilibrium between solids and various particles in the solution. Therefore, the maximum achieved C/5 will be a function of the activity of carbonate hydroxide and aluminate ions. Analysis of equation (7) shows that the equilibrium is much more affected by the concentration of hydroxide than the concentration of aluminate; so it would be beneficial if the solution introduced into the process had a high A/C ratio (ie low free caustic). This can be facilitated by ensuring that hydrocalumite does not form in the solution to be causticized, as this reaction will lower the A/C. However, the rate of reaction (7) decreases if the aluminate concentration is too high.

Переважний А/С інтервал становить від 0.5 до 0.7.The preferred A/C interval is from 0.5 to 0.7.

Підвищення температури також веде до зміщення реакції рівноваги в напрямку продуктів цієї реакції, дозволяючи досягти більш високе С/5. Швидкість реакції також суттєво збільшується. Це особливо корисно з Га розчинами, які мають високе А/С. Однак, якщо температура занадто висока, то знижується ефективність, тому що швидкість, з якою утворюється ТСА, будучи не надто залежною від температури, все ж таки зростає з о підвищенням температури. Отже, найкраща продуктивність буде досягатись з розчином з помірно високим співвідношенням А/С, і при температурі від 1202 до 140260.An increase in temperature also leads to a shift of the equilibrium reaction in the direction of the products of this reaction, allowing to achieve a higher C/5. The reaction speed also increases significantly. This is especially useful with Ga solutions that have a high A/C. However, if the temperature is too high, the efficiency decreases, because the rate at which TSA is formed, while not very dependent on temperature, nevertheless increases with increasing temperature. Therefore, the best performance will be achieved with a solution with a moderately high A/C ratio, and at a temperature between 1202 and 140260.

Реакція З соReaction From co

Остання реакція, яку слід розглянути, це утворення ТСА. ТСА (Са ЗАКОН) вІ») має хімічну формулу, подібну до гідрокалумітів, і було б справедливим вважати, що ці частки можуть реагувати при відповідних умовах з сч утворенням ТСА. | справді, так воно здається і є. Досліди винахідників свідчать, що гідрокалуміт реагує з «І алюмінат-іонами та іонами гідроксилу з утворенням ТСА. Очевидно, не так вже важливо, яка саме частка Нс, описана раніше (НсОо-Нсг), задіяна в реакції. Отже, застосовуючи Нс1, як приклад, вважається, що наступна Ф реакція описує утворення ТСА: ї-The last reaction to consider is the formation of TCA. TSA (Sa ZAKON) vI") has a chemical formula similar to hydrocalumites, and it would be fair to assume that these particles can react under appropriate conditions with the formation of TSA. | indeed, so it seems and is. Experiments by the inventors show that hydrocalumite reacts with aluminate ions and hydroxyl ions with the formation of TSA. Obviously, it is not so important what proportion of Hs, described earlier (HsOo-Hsg), is involved in the reaction. Therefore, using Hc1 as an example, it is believed that the following F reaction describes the formation of TSA:

ЗІСагАЦОН)вІ»1/2сО8:ОН.51/2Н2052АЦОН)д В ОН-. х4СазІід 1 (ОН)вІо3/2сО32-161/2Н20 (8)ЗИСагАЦОН)вИ»1/2сО8:ОН.51/2Н2052АЦОН)d В ОН-. x4SazIide 1 (OH)vIo3/2сО32-161/2Н20 (8)

Цій реакції сприяють висока коцентрація алюмінату та гідроксиду та низька концентрація карбонату. Ці « умови досягаються в кінці традиційного технологічного процесу каустифікації, що може пояснити помітні витрати й) с глинозему на ТСА, і з часом стабільне падіння С/5, якщо час присутності в каустифікаторі надмірний. Крім ц того, вищезгадана реакція, очевидно, залежить від дифузії - перемішування, а присутність великої площі "» поверхні гідрокалуміту сильно впливає на швидкість утворення ТСА, але на неї менш впливає підвищення температури. Таким чином, придатний баланс високих температур та обережного перемішування під час основної реакції каустифікації (рівняння 7) зменшить утворення ТСА (та підвищить ефективність) тому, що -і швидкість витрачання гідрокалуміту для утворення карбонату кальція набагато перевищує швидкість його реагування з одержанням ТСА. іш Розглядаючи вищенаведені реакції, становиться очевидним, що є можливість розробити технологічний «» процес, в якому бажані етапи оптимізуються, а небажані реакції мінімізуються. Такий процес не можна здійснитиThis reaction is facilitated by a high concentration of aluminate and hydroxide and a low concentration of carbonate. These "conditions are reached at the end of the traditional technological process of caustication, which can explain the noticeable consumption of alumina on TSA, and over time a stable drop in C/5, if the time of presence in the causticizer is excessive. In addition, the above reaction is apparently diffusion-stirring dependent, and the presence of a large "" surface area of hydrocalumite greatly affects the rate of TCA formation, but is less affected by increasing temperature. Thus, a suitable balance of high temperatures and gentle stirring during of the main causticization reaction (Equation 7) will reduce the formation of TCA (and increase the efficiency) because - and the rate of consumption of hydrocalumite to form calcium carbonate is much higher than the rate of its reaction with the production of TCA. » a process in which desirable steps are optimized and undesirable reactions are minimized Such a process cannot be

В одному реакторному резервуарі (якщо тільки резервуар не передбачений для роботи партіями, і умови не о можуть бути змінені в ході реакції), тому що кожний з цих етапів для ефективної дії вимагає взаємовиключних с» умов. В усіх відомих технологічних процесах окремі етапи реакції каустифікації не визначаються або оптимізуються таким способом. Отже, технологічні процеси, які тепер застосовуються, являють собою незадовільний компроміс між придатний втратами вапна та глинозему і глибиною (ступінню) каустифікації.In a single reactor vessel (unless the vessel is designed for batch operation and the conditions cannot be changed during the reaction), because each of these steps requires mutually exclusive conditions to operate effectively. In all known technological processes, individual stages of the caustic reaction are not determined or optimized in this way. Therefore, the technological processes that are now used represent an unsatisfactory compromise between suitable losses of lime and alumina and the depth (degree) of causticization.

Принципи розробкиDevelopment principles

При розробці вдосконаленого технологічного процесу каустифікації винахідники визначили наступніWhen developing an improved technological process of causticization, the inventors determined the following

Ф, принципи: ко Гашене або негашене вапно спочатку переважно піддавали взаємодії з іонами алюмінату з утворенням тільки ламелярної САА структури (гідрокалуміт) в реакторі з ретельним перемішуванням (первинний каустифікаційний бо реактор). Точна природа такого реактора не є критичною, і будь-яка система, яка забезпечує адекватне змішування реактантів, могла б бути застосована. Для гарантії того, що процес йде без залишку непрореагованого вапна, і щоб запобігти утворенню карбонату кальція або ТСА, необхідно забезпечити певні умови. Реакція має проходити в умовах від низької до помірної температури (між 259С і 10022). Точна верхня межа є функцією концентрації глинозему, карбонату та вільного гідроксиду. Але найкраща ефективність з 65 більшістю розчинів одержується, коли температура підтримується між 70 С і 80С. Найбільша ефективність одержується з розчином з помірно високим співвідношенням А/С і низьким вільним каустиком. Якщо вибрана температура або концентрація вільного каустика занадто високі, то існує можливість того, що реакції буде перешкоджати утворення ТСА, який діє як дифузійний бар'єр. Виникне тенденція запобігання реакції гідроксиду кальція в повному обсязі, при цьому утворяться частки з ядром непрореагованого вапна, що знизить ефективність реакції. Концентрація карбонату менш важлива, але чим нижча концентрація карбонату, тим нижча максимальна температура, при якій цей етап технологічного процесу міг би протікати. Придатні розчини матимуть концентрацію "З" у межах між 40 і 200г/л. (бажано між 120 і 160г/л), та співвдношення А/С між 0,2 і 0,95 (бажано більше 0,55). Час, необхідний для завершення реакції, в більшості випадків становить між 5 іF, principles: slaked or slaked lime was first preferentially subjected to interaction with aluminate ions with the formation of only lamellar SAA structure (hydrocalumite) in a reactor with thorough mixing (primary causticization bo reactor). The exact nature of such a reactor is not critical, and any system that provides adequate mixing of the reactants could be used. In order to guarantee that the process proceeds without residual unreacted lime and to prevent the formation of calcium carbonate or TCA, certain conditions must be provided. The reaction should take place at low to moderate temperatures (between 259C and 10022C). The exact upper limit is a function of alumina, carbonate, and free hydroxide concentrations. But the best performance with 65 most solutions is obtained when the temperature is maintained between 70C and 80C. The greatest efficiency is obtained with a solution with a moderately high A/C ratio and low free caustic. If the selected temperature or concentration of free caustic is too high, there is a possibility that the reaction will be hindered by the formation of TCA, which acts as a diffusion barrier. There will be a tendency to prevent the reaction of calcium hydroxide in full, while particles with a core of unreacted lime will be formed, which will reduce the efficiency of the reaction. Carbonate concentration is less important, but the lower the carbonate concentration, the lower the maximum temperature at which this process step could occur. Suitable solutions will have a "Z" concentration between 40 and 200 g/l. (preferably between 120 and 160g/l), and A/C ratio between 0.2 and 0.95 (preferably more than 0.55). The time required to complete the reaction is in most cases between 5 and

ЗОхв. Однак, якщо застосовується належна композиція розчину і температура, то більш тривалий час не матиме 70 небажаних негативних ефектів.REFERENCE However, if the proper composition of the solution and temperature are used, then a longer time will not have 70 undesirable negative effects.

При типовому застосуванні принципів, описаних вище, гідрокалуміт в контакті з розчином нагріваються для того, щоб розпочати реакцію, описану в рівнянні (7). Розчин слід нагріти до максимально допустимої температури. В безперервних системах після цього необхідно буде перемістити розчин в другий реактор (вторинний каустифікаційний реактор). В простому негерметичному перемішувальному резервуарі розчин слід /5 Нагріти до температури, близької до точки кипіння розчину. Способи розмішування в такій системі слід передбачити окремо. Якщо перемішування буде енергійним, гідрокалуміт реагуватиме з іонами алюмінату та гідроксилу, утворюючи ТСА і викликаючи втрату ефективності. Бажано користуватись реактором з низьким здвигом з перекривачем потоку (таким як реакторна труба), який працює при температурах між 1002 і 1802С, хоча найбільша ефективність досягається при 120 «С. Точний час, необхідний для реагування гідрокалуміту, 2о утвореного на етапі 1, залежить від багатьох факторів, особливо температури і присутності сурфактантів.In a typical application of the principles described above, the hydrocalumite in contact with the solution is heated to initiate the reaction described in equation (7). The solution should be heated to the maximum permissible temperature. In continuous systems, after that, it will be necessary to move the solution to the second reactor (secondary causticization reactor). In a simple leaky mixing tank, the solution should /5 be heated to a temperature close to the boiling point of the solution. Mixing methods in such a system should be provided separately. If the agitation is vigorous, the hydrocalumite will react with the aluminate and hydroxyl ions to form TCA and cause a loss of effectiveness. It is preferable to use a low-shear reactor with a flow barrier (such as a reactor tube) that operates at temperatures between 1002 and 1802C, although the greatest efficiency is achieved at 120C. The exact time required for the reaction of the hydrocalumite formed in step 1 depends on many factors, especially the temperature and the presence of surfactants.

Однак, для типового реакторного перемішувального резервуару, який працює при температурі приблизно 1032С, буде необхідно десь біля 2 годин для завершення реакції, тоді як в реакторній трубі, що працює при 1202С, знадобиться приблизно 15хв.However, a typical stirred tank reactor operating at approximately 1032C will require somewhere around 2 hours to complete the reaction, while a reactor tube operating at 1202C will require approximately 15 minutes.

Ідеально, коли суспензія, утворена на етапі 1, фільтрується або застосовуються ще якісь способи с відокремлення твердих тіл і рідини. Тверді тіло потім слід ввести в реакцію із свіжим розчином, який буде о каустифікуватись.Ideally, the suspension formed in step 1 is filtered or other methods are used to separate solids and liquids. The solid should then be reacted with a fresh solution, which will be causticized.

Ідеально, коли розчин, який каустифікується у вторинному каустифікаційному реакторі, застосовується як сировинний розчин для первинного каустифікаційного реактора. Це буде гарантувати, що співвідношення А/С розчину, який подається до первинного реактора, є високим. Ще важливіше, це дозволяє досягти навіть більш со високого співвідношення С/5, оскільки утворення гідрокалуміту є каустифікуючою реакцією. Оскільки ця реакція сч не піддається тій самій рівновазі, що відбувається у вторинному реакторі, то можливо досягти в цьому реакторі співвідношення С/5, близьке до 1,00, якщо додати відповідну кількість вапна. «Ideally, the solution that is causticized in the secondary causticization reactor is used as a feed solution for the primary causticization reactor. This will ensure that the A/C ratio of the solution fed to the primary reactor is high. More importantly, it allows even higher C/5 ratios to be achieved, since the formation of hydrocalumite is a caustic reaction. Since this reaction is not subject to the same equilibrium that occurs in the secondary reactor, it is possible to achieve a C/5 ratio close to 1.00 in this reactor if the appropriate amount of lime is added. "

Дія добавок ФуThe effect of Fu supplements

Під час розробки даного технологічного процесу, винахідники виявили що, коли додати придатний інгібітор, то протікання небажаної реакції гідрокалуміту з утворенням ТСА можна значно зменшити, при цьому суттєво не в. впливаючи на реакцію Не з карбонатом для утворення карбонату кальція. Це призводить до одержання більш високих максимальних значень С/5, з більш високою ефективністю і простотою застосування вапна. Це відбувається тому, що реакція гідрокалуміту з іонами алюмінату та гідроксилу з утворенням ТСА залежить від « дифузії (рівняння 8), тоді як реакція Не з карбонатом не залежить (рівняння 7). Отже сполуки, які абсорбують на активних ділянках поверхні Не, будуть інгібувати дифузію активних часток на цих ділянках, затримуючи т с реакцію. З іншого боку, оскільки присутність цих абсорбованих молекул може також частково інгібувати реакцію ч з карбонатом, то ефект буде набагато менший. Такого уповільнення реакції Нс з карбонатом можна уникнути » шляхом підсилення будь-якого з факторів, який покращує каустифікаційну реакцію, при чому найбільш ефективним і простим буде підвищення температури.During the development of this technological process, the inventors discovered that when a suitable inhibitor is added, the occurrence of the undesirable reaction of hydrocalumite with the formation of TSA can be significantly reduced, while significantly not affecting the reaction of He with carbonate to form calcium carbonate. This results in higher maximum values of C/5, with higher efficiency and ease of lime application. This is because the reaction of hydrocalumite with aluminate and hydroxyl ions to form TCA depends on diffusion (Equation 8), while the reaction of He with carbonate is independent (Equation 7). Therefore, the compounds that absorb on the active areas of the surface of He will inhibit the diffusion of active particles on these areas, delaying the tc reaction. On the other hand, since the presence of these absorbed molecules can also partially inhibit the reaction of h with carbonate, the effect will be much smaller. Such retardation of the reaction of Hs with carbonate can be avoided » by strengthening any of the factors that improve the caustication reaction, the most effective and simple of which will be an increase in temperature.

Можна застосовувати практично будь-який вид сурфактанту, за умови, що він абсорбується на структурах - гідрокалуміту. Наприклад, можна скористатись цукрами, такими як сахароза і глюкоза, та полісахаридами, о такими як крохмаль. Однак, винахідники виявили, що найбільш ефективним є аніонні органічні сурфактанти.You can use almost any type of surfactant, provided that it is absorbed on hydrocalumite structures. For example, you can use sugars, such as sucrose and glucose, and polysaccharides, such as starch. However, the inventors have found that anionic organic surfactants are the most effective.

Відкритий для доповнень список цього класу сполук включає наступні матеріали, їх солі, та похідні: будь-які - аніонні гомополімери або сополімери (поліакрилова кислота та її співполімери з акриламідом або полімери, що 7 20 містять гідроксаматні функціональні групи), гідроксамові кислоти, гумінові та танінові кислоти, лігносульфонати, жирні кислоти, сульфоновані карбонові кислоти, карбонові кислоти та полігідроксикарбонові с» кислоти.The open list of this class of compounds includes the following materials, their salts, and derivatives: any - anionic homopolymers or copolymers (polyacrylic acid and its copolymers with acrylamide or polymers containing hydroxamate functional groups), hydroxamic acids, humic and tannic acids, lignosulfonates, fatty acids, sulfonated carboxylic acids, carboxylic acids and polyhydroxycarboxylic acids.

Інгібітор можна додавати в будь-який момент перед або під час реакції у вторинному каустифікаційному реакторі. Таким чином, інгібітор може бути доданий з вапном або розчином, який буде каустифікуватися, в первинний реактор або безпосередньо у вторинний реактор. Можливо також вводити інгібітор на інших етапахThe inhibitor can be added at any time before or during the reaction in the secondary caustic reactor. Thus, the inhibitor can be added with lime or the solution to be causticized in the primary reactor or directly in the secondary reactor. It is also possible to introduce an inhibitor at other stages

Ге! Байєрівського очищення, за умови, що до каустифікатора подається значна кількість матеріалу. Додавання інгібітору перед первинним реактором значно підвищує кристалічність гідрокалуміту і має тенденцію утворювати де гідрокалуміт виключно Неї виду (в присутності адекватного карбонату). Однак, хоча така підвищена кристалічність і має якусь користь, але кращим моментом для введення є вторинний реактор, де одержуються 60 високі результати каустифікації з мінімальними витратами інгібітора.Gee! Bayer cleaning, provided that a significant amount of material is fed to the causticizer. The addition of an inhibitor before the primary reactor significantly increases the crystallinity of hydrocalumite and tends to form de hydrocalumite exclusively of the Nei type (in the presence of adequate carbonate). However, although this increased crystallinity has some benefit, the best time to introduce it is in the secondary reactor, where 60 high causticization results are obtained with minimal inhibitor costs.

Виявляється, що застосування інгібітора підвищує ефективність традиційних (попередній етап) циклів каустифікації. Присутність інгібітора стабілізує гідрокалуміт по мірі його утворення, запобігаючи типовій одночасній побічній реакції, яка призводить до утворення ТСА. Таким чином, значне підвищення ефективності застосування вапна і каустифікованості розчину можна досягти введенням придатного інгібітора в будь-який 65 момент перед реакцією каустифікації, або безпосередньо в сам реактор. Однак, швидкість каустифікуючої реакції також частково знижується, і маючи це на увазі, необхідно або збільшити час перебування в реакторі,It turns out that the use of an inhibitor increases the efficiency of traditional (preliminary) causticization cycles. The presence of the inhibitor stabilizes the hydrocalumite as it forms, preventing the typical simultaneous side reaction that leads to the formation of TCA. Thus, a significant increase in the efficiency of the use of lime and the causticity of the solution can be achieved by introducing a suitable inhibitor at any time before the causticization reaction, or directly into the reactor itself. However, the rate of the caustic reaction is also partially reduced, and with this in mind, it is necessary to either increase the residence time in the reactor,

або, що більш бажано, підвищити температуру. Придатні межі температури, які стосуються технологічного процесу, розкритого в даному патенті, знаходяться приблизно між 1002 і 1802С, бажано між 1209 і 14096.or, more preferably, raise the temperature. Suitable temperature limits applicable to the process disclosed in this patent are approximately between 1002 and 1802C, preferably between 1209 and 14096.

Кількість інгібітора, який повинен бути уведений, залежить від його природи та моменту, в який він додається до каустифікаційного циклу. Таким чином, швидкість дозування конкретного інгібітора має визначатись експериментально. Приклади дії інгібіторів та залежні від цього дози наводяться в даному документі.The amount of inhibitor to be introduced depends on its nature and the time at which it is added to the causticization cycle. Thus, the dosage rate of a specific inhibitor must be determined experimentally. Examples of the action of inhibitors and the doses depending on this are given in this document.

Далі винахід описується та ілюструється наступними прикладами. Ці приклади наводяться для ілюстрації цілого ряду можливих застосувань і не можуть тлумачитись, як такі, що обмежують рамки даного винаходу. В кожному з наступних прикладів додавання придатного інгібітора буде забезпечувати підвищену ефективність. 70 Приклад 1The invention is further described and illustrated by the following examples. These examples are provided to illustrate a variety of possible applications and should not be construed as limiting the scope of the present invention. In each of the following examples, the addition of a suitable inhibitor will provide increased efficacy. 70 Example 1

Основне застосування вдосконаленого технологічного процесу каустифікації, яке грунтується на першому з вищенаведених принципів розробки, показане на Фігурі 1. В цій системі традиційний каустифікатор застосовується як первинний реактор 5, а вторинний каустифікатор 8 використовується для утворення гідрокапумітних часток. Ця система використовує дозування суспензії вапна як до первинного, так і до 75 Вторинного каустифікаторів. З причини того, що утворення гідрокалуміту відбувається в другому реакторі, і далі не використовується, то така конфігурація не проявляє високої ефективності застосування вапна. Однак, вона представляє собою простий спосіб підвищення співвідношення С/5 розчину, шляхом ефективного додавання "впорядкованої" каустифікації до традиційного каустифікатора.The main application of the advanced causticization process, which is based on the first of the above design principles, is shown in Figure 1. In this system, the traditional causticizer is used as the primary reactor 5, and the secondary causticizer 8 is used to form hydrokapumite particles. This system uses lime slurry dosing to both primary and 75 Secondary causticizers. Due to the fact that the formation of hydrocalumite occurs in the second reactor and is not used further, this configuration does not show a high efficiency of lime use. However, it is a simple way to increase the C/5 ratio of the solution, by effectively adding "ordered" caustic to the traditional caustic.

Найвища ефективність досягається при першій каустифікації розчину із застосуванням високо-температурного трубчатого автоклаву для первинного каустифікатора 5, з подальшим пластинковим або флеш-охолодженням до температури між 20 9С та 10092, бажано до 7020-802С. Умови перемішування у вторинному або "впорядкованому" каустифікаторі 8 не критичні, хоча вміст резервуару слід повністю суспендувати. Кількість вапна, необхідного в цьому реакторі, буде залежати від рівня, до якого необхідно підняти С/5, і може бути визначена стехіометрією, описаною в рівнянні (4). ГаThe highest efficiency is achieved during the first causticization of the solution using a high-temperature tubular autoclave for the primary causticator 5, followed by plate or flash cooling to a temperature between 20 9C and 10092, preferably to 7020-802C. Agitation conditions in the secondary or "ordered" causticator 8 are not critical, although the contents of the tank should be completely suspended. The amount of lime required in this reactor will depend on the level to which C/5 must be raised and can be determined by the stoichiometry described in equation (4). Ha

В наведеному тут прикладі Нс, утворений у "впорядкованому" каустифікаторі 8, фільтрується через фільтр 9 і змішується з відпрацьованими продуктами вапна з первинного каустифікатора 5, і потім обидва вони о видаляються. Альтернативою є застосування Не для впливу на подальшу каустифікацію, з підвищенням ефективності використання вапна і відновленням алюмінат-іонів. Цього можна досягти, спрямувавши тверді речовини до іншої реакційної ємкості, заправленої свіжим потоком розчину, який буде каустифікуватись, однак с більш переважне втілення винаходу, описується в Прикладі 2.In the example given here, the Hs formed in the "ordered" causticator 8 is filtered through the filter 9 and mixed with the spent lime products from the primary causticator 5, and then both of them are removed. An alternative is the use of Ne to influence further causticization, with an increase in the efficiency of lime use and the recovery of aluminate ions. This can be achieved by directing the solids to another reaction vessel filled with a fresh stream of solution to be causticized, but a more preferred embodiment of the invention is described in Example 2.

Приклад 2 счExample 2

Типове застосування вдосконаленого технологічного процесу каустифікації, основаного на перших двох «І принципах, показане на Фігурі 2. В цій системі вапняна сировина (бажано у вигляді пасти або суспензії гашеного вапна, хоча і негашене вапно може використовуватись) подається разом з розчином, що повинен б 3з5 каустифікуватись, до первинної реакторної ємності 10. Первинним реактором 10 може бути лінійний міксер, зче трубчатий реактор або перемішувальний резервуар. Умови перемішування в такому реакторі 10 не критичні, хоча вміст реактора повинен бути повністю суспендований. В даній системі ємністю 10 є, як правило, реакторний перемішувальний резервуар, а розчином, що каустифікується, буде, як правило, перший або другий потік « промивача, як визначено на Фіг.1, хоча технологічний процес ніяк не обмежується цім. Придатний інтервал "5"A typical application of an advanced causticization process based on the first two "I" principles is shown in Figure 2. In this system, raw lime (preferably in the form of a slaked lime paste or suspension, although quicklime can also be used) is fed together with a solution that should 3z5 to causticize, to the primary reactor vessel 10. The primary reactor 10 can be a linear mixer, a tubular reactor or a mixing tank. The mixing conditions in such a reactor 10 are not critical, although the contents of the reactor must be completely suspended. In this system, there is, as a rule, a reactor mixing tank with a capacity of 10, and the causticizing solution will, as a rule, be the first or second stream of the washer, as defined in Fig. 1, although the technological process is not limited to this. Valid interval "5"

Концентрації повинен бути в межах від 40 до 250г/л, хоча найкраща ефективність досягається з "5" - с концентрацією в межах від 80 до 1бОг/л. Підвищена ефективність досягається для розчинів з високим є співвідношеням А/С. Температура в даному резервуарі має бути від 202С до 1002С, хоча найкраща ефективність "» досягається при температурі між 702С і 802С. Час перебування в цьому резервуарі має становити приблизно від 5 до 20 хвилин, але більш тривалий час перебування в 2 години і більше має не дуже великий негативний ефект.The concentration should be in the range from 40 to 250 g/l, although the best efficiency is achieved with "5" - with a concentration in the range from 80 to 1 bOg/l. Increased efficiency is achieved for solutions with a high A/C ratio. The temperature in this tank should be between 202C and 1002C, although the best efficiency is obtained between 702C and 802C. The residence time in this tank should be about 5 to 20 minutes, but longer residence times of 2 hours or more should not a very large negative effect.

Призначення цього реактора - реакція вапна з утворенням чистого Нс, з незначною кількістю або зовсім без -і непрореагованого вапна, карбонату кальція або ТСА. с Суспензія потім подається до нагрівача 12 і нагрівається. Якщо застосовується існуюче каустифікаційне обладнання, то суспензію слід нагріти до температури, трохи нижчої від атмосферної точки кипіння суспензії. т» Для більшості розчинів промивочного потоку температура буде становити від 1022С до 1059С. Однак бажаним є, 7 50 коли суспензія нагрівається до більш високих температур, як правило приблизно між 1002 і 18023, бажано між 1209200 і 1409Сб. Злив з нагрівача 12 подається до вторинного реактора 14, в якому умови перемішування с» контролюються таким чином, що тверді речовини ледь суспендуються. Таким реактором 14 може бути КРПР (каустифікаційний реакційний перемішуючий резервуар), але ідеально, коли це реактор з перекривачем потоку.The purpose of this reactor is the reaction of lime with the formation of pure Hs, with little or no unreacted lime, calcium carbonate or TCA. c The suspension is then fed to the heater 12 and heated. If existing causticization equipment is used, the slurry should be heated to a temperature slightly below the atmospheric boiling point of the slurry. t» For most solutions of the washing stream, the temperature will be from 1022С to 1059С. However, preferably, 7 50 when the slurry is heated to higher temperatures, typically between about 1002 and 18023, preferably between 1209200 and 1409Сb. The drain from the heater 12 is fed to the secondary reactor 14, in which the mixing conditions c" are controlled in such a way that the solids are barely suspended. Such a reactor 14 can be a KRPR (caustic reaction stirred tank), but ideally it is a reactor with a flow barrier.

При вищенаведених умовах необхідно 2 години часу перебування при температурі 1032 і 10 хвилин при 12090. 29 Продукти цього резервуару охолоджуються (при необхідності) і подаються на пристрій 16 для відокремлення (ФІ твердих речовин від рідини, такий як сепараторний резервуар, центрифуга або, бажано, фільтр.Under the above conditions, a residence time of 2 hours at 1032 and 10 minutes at 12090 is necessary. 29 The products of this tank are cooled (if necessary) and fed to a device 16 for separation (FI of solids from liquid, such as a separator tank, centrifuge or, preferably, filter.

Каустифікований розчин повертається до технологічного процесу. Як правило це передбачає повернення о його до сепаратора бруду або змішування його в резервуарі з освітленим розчином сепараторного потоку.The caustic solution is returned to the technological process. As a rule, this involves returning it to the dirt separator or mixing it in a tank with a clarified solution of the separator stream.

Прореаговані тверді речовини вапна можуть бути видалені, але оскільки вони майже виключно є карбонатом бо кальцію, то вони можуть | далі промиватись та фільтруватись для відновлення злиплих частинок соди. Потім тверді речовини можуть бути висушені та кальциновані для регенерування оксиду кальція для подальшого використання. Змив може бути повернутий до циклу промивки бруду, або застосований будь-де на установці.The reacted lime solids can be removed, but since they are almost exclusively calcium carbonate, they can | then wash and filter to recover stuck particles of soda. The solids can then be dried and calcined to regenerate calcium oxide for further use. The wash can be returned to the dirt wash cycle, or applied anywhere on the installation.

Ця схема підвищує ефективність застосування вапна, гарантуючи, що дуже мало вапна залишається непрореагованим, завдяки утворенню поверхневих матеріалів, здатних діяти як дифузійний бар'єр. Втрата бо глинозему через утворення ТСА також суттєво зменшується. Однак, максимально досягнуте С/5 при використанні цієї системи, еквівалентне традиційним процесам каустифікації, якщо не застосовувати підвищені температури та/або інгібітор.This scheme increases the efficiency of lime application by ensuring that very little lime remains unreacted, thanks to the formation of surface materials capable of acting as a diffusion barrier. The loss of alumina due to the formation of TCA is also significantly reduced. However, the maximum C/5 achieved using this system is equivalent to traditional causticization processes unless elevated temperatures and/or an inhibitor are used.

Приклад ЗExample C

Підвищена ефективність може бути досягнута шляхом застосування третього принципу розробки - утворення гідрокалуміту в іншому розчині, відокремлення твердого продукту від рідини в пристрої 18 для розділення твердих/рідких речовин і використання гідрокалумітового кеку (осаду на фільтрі) як каустифікуючого агента у вторинному резервуарі 14, зарядженому придатним потоком розчину. На Фіг.3З показано просту концептуальну криволінійну діаграму, що відображає цей процес. Однакові складові частини установки на Фіг.2 позначені /о однаковими цифрами.Increased efficiency can be achieved by applying the third development principle - forming hydrocalumite in another solution, separating the solid product from the liquid in the solid/liquid separation device 18 and using the hydrocalumite cake (filter deposit) as a caustic agent in a secondary tank 14 charged with suitable solution flow. Figure 3c shows a simple conceptual curve diagram illustrating this process. Identical components of the installation in Fig. 2 are marked with the same numbers.

В цій конфігурації співвідношення А/С розчину, що подається до вторинного каустифікатора 14, підтримується на високому рівні. Це досягається реакцією Неї у відповідності з рівнянням (7). Високе співвідношення А/С змінює рівновагу у вторинному каустифікаторі 14, дозволяючи досягти більш високих співвідношень С/5. Звичайно ж необхідна більша кількість вапна, щоб одержати такі високі співвідношення С/5, /5 але ефективність вапна буде високою, а втрати глинозему низькі. Певна каустифікація відбувається також і в первинному каустифікаторі 10, підвищуючи ефективність системи щодо видалення карбонату.In this configuration, the A/C ratio of the solution supplied to the secondary causticator 14 is maintained at a high level. This is achieved by Her reaction in accordance with equation (7). A high A/C ratio changes the balance in the secondary causticator 14, allowing higher C/5 ratios to be achieved. Of course, a larger amount of lime is needed to obtain such high C/5, /5 ratios, but the efficiency of the lime will be high, and the loss of alumina will be low. Some caustication also occurs in the primary causticator 10, increasing the efficiency of the carbonate removal system.

Приклад 4Example 4

На Фіг.4 показано значне вдосконалення основних застосувань, описаних вище. В даній формі втілення застосовані всі чотири принципи винаходу. Вапно подається до реакційної ємності 10 (первинний каустифікаційний резервуар), що працює при температурі між 402С і 10023, більш переважно при 7020-809С, разом з частиною каустифікованого потоку з вторинного каустифікаційного резервуару 14. Поряд з цим потік з підвищеним А/С і низькою концентрацією карбонату подається в первинний реактор 10. Вапно реагує з іонами алюмінату з утворенням часток гідрокалуміту, і далі каустифікує розчин у відповідності із схемою реакції, описаною рівнянням (4) (і в деяких випадках, можливо рівнянням (5)). Утворений таким чином продукт є чистими с ов гідрокалумітовими частками, що містять різну кількість карбонату, причому ступінь залежить від початкової концентрації карбонату та кількості добавленого вапна. оFigure 4 shows a significant improvement of the basic applications described above. In this embodiment, all four principles of the invention are applied. The lime is fed to the reaction vessel 10 (primary caustication tank) operating at a temperature between 402C and 10023C, more preferably at 7020-809C, together with a portion of the causticized stream from the secondary caustication tank 14. Along with this, a stream with elevated A/C and low carbonate concentration is fed into the primary reactor 10. Lime reacts with aluminate ions to form hydrocalumite particles, and further causticizes the solution in accordance with the reaction scheme described by equation (4) (and in some cases, possibly equation (5)). The product thus formed is pure hydrocalumite particles containing varying amounts of carbonate, the degree depending on the initial concentration of carbonate and the amount of lime added. at

При описаних вище умовах, кількість непрореагованого вапна в зливі з первинного каустифікатора 10 є низькою. Цей гідрокалумітовий матеріал є сировиною для вторинної каустифікаційної стадії і відскремлюється тепер вже від високо каустифікованого розчину, виробленого в первинному каустифікаторі 10. Каустифікований «УUnder the conditions described above, the amount of unreacted lime in the discharge from the primary causticator 10 is low. This hydrocalumite material is the raw material for the secondary caustification stage and is separated now from the highly caustified solution produced in the primary caustifier 10. The caustified "U

Зо розчин потім повертається до установки на придатній ділянці, такій як сепаратор бруду або фільтри очистки.The solution is then returned to the installation in a suitable area, such as a dirt separator or cleaning filters.

Стадія сепарації може проводитись із застосуванням пристрою 18 для розділення твердих і рідких речовин, які с включають гравітаційний сепаратор, циклонування або центрифугування, але найвища ефективність « досягається при фільтрації. Фільтрацію дуже легко здійснити, оскільки морфологія одержаних на цьому етапі твердих речовин сприяє легкій сепарації. іаThe separation stage can be carried out using a device 18 for separating solid and liquid substances, which includes a gravity separator, cyclone or centrifugation, but the highest efficiency is achieved with filtration. Filtration is very easy to carry out, since the morphology of the solids obtained at this stage facilitates easy separation. ia

Відфільтрований кек повторно суспендується в освітленому свіжому розчині, який повинен каустифікуватися, ї- в змішуючому резервуарі 20. Температура цього потоку має бути між 402С і 1002С, найбільш переважно - між 7090 ї 8090. Розчином може бути будь-який технологічний потік з "З" концентрацією між 40 і З350г/л як Ма»СО».The filtered cake is resuspended in a clarified fresh solution, which must be causticized, in mixing tank 20. The temperature of this stream should be between 402C and 1002C, most preferably between 7090 and 8090. The solution can be any process stream from "Z" with a concentration between 40 and 350 g/l as Ma»CO».

Однак найбільша ефективність досягатиметься з більш розбавленими розчинами з "5" концентрацією між 100 і « 160г/л. Повторно суспендований розчин потім нагрівається до температури, близької до атмосферної точкиHowever, the greatest efficiency will be achieved with more diluted solutions with "5" concentration between 100 and "160 g/l. The resuspended solution is then heated to a temperature close to the atmospheric point

Кипіння розчину в нагрівачі 12 і спрямовується до вторинного каустифікаційного реактора 14, де він - с утримується на протязі від ЗО хвилин до 4 годин, переважно 2 години при 103 С, протягом цього часу ч відбувається реакція, описана рівнянням (7). Умови перемішування в резервуарі мають контролюватись так, щоб ,» всі тверді речовини суспендувалися, але слід уникати надмірного перемішування, щоб мінімізувати утворенняBoiling of the solution in the heater 12 is directed to the secondary causticization reactor 14, where it is kept for 30 minutes to 4 hours, preferably 2 hours at 103 C, during this time the reaction described by equation (7) takes place. Agitation conditions in the tank should be controlled so that all solids are suspended, but excessive agitation should be avoided to minimize the formation of

ТСА. Бажано користуватись реактором з перекривачем потоку, хоча підійшла б і перемішувальна реакторна ємність. -і Прореагована суспензія потім перекачується до пристрою 22 для розділення твердих і рідких речовин, такого с як гравітаційний сепаратор, циклон, центрифуга або, переважно, фільтр. Тверді речовини можна викинути, однак дуже висока ефективність технологічного процесу (який дає майже чистий карбонат кальцію), як це описувалось т. у всіх прикладах, окрім прикладу 1, дозволяє промивати тверді речовини (а змив повертати до циклу промивання 7 50 бруду) та кальціонувати для регенерації негашеного вапна. Таким чином, витрачання негашеного вапна на очисному заводі можна значно скоротити при застосуванні цього процесу. сб» Частина освітленого розчину з другої стадії в каустифікаційному реакторі 14 відокремлюється і спрямовується до первинного каустифікаційного реактора 10 для утворення гідрокалумітних часток. Найкраща ефективність каустифікації буде досягнута, якщо спрямувати весь потік до резервуара первинного каустифікатора 10, але для цього знадобиться більша потужність фільтрації. При застосуванні даного методу о ефективність підвищується тому, що продукти реакції міститимуть більш гідрокалуміту 2. Кількість вапна, що додається, розраховується, виходячи з вимог реактора вторинної каустифікації 14. Вона може бути визначена по їмо) стехіометрії, вказаній в рівнянні (7), а також по розрахованій рівновазі карбонат/гідроксид/алюмінат для розчину, який повинен каустифікуватись. 60 Зрозуміло, що за умови відносної каустифікаційної ефективності рівнянь (4) і (7), знадобиться менша кількість вапна для досягнення розрахованого співвідношення С/5 у вторинному реакторі, ніж повинно знадобитись для повної каустифікації розчину в первинному реакторі. Однак, якщо допускається деяке зниження ефективності вапна і втрата глинозему, то можна застосувати даний процес для каустифікації розчину до дуже високого співвідношення С/5 шляхом надмірного завантаження вапном первинного каустифікатора. 65 Приклад 5TSA It is preferable to use a reactor with a flow stopper, although a stirred reactor vessel would also be suitable. The reacted suspension is then pumped to a device 22 for separating solids and liquids, such as a gravity separator, cyclone, centrifuge or, preferably, a filter. The solids can be discarded, but the very high efficiency of the process (which yields almost pure calcium carbonate), as described in all examples except Example 1, allows the solids to be washed (and the wash returned to the 7 50 mud wash cycle) and calcined. for regeneration of quick lime. Thus, the waste of slaked lime in the treatment plant can be significantly reduced by using this process. part of the clarified solution from the second stage in the caustic reactor 14 is separated and directed to the primary caustic reactor 10 for the formation of hydrocalumite particles. The best caustication efficiency will be achieved by directing the entire flow to the primary causticizer tank 10, but this will require more filtration power. When using this method, the efficiency increases because the reaction products will contain more hydrocalumite 2. The amount of lime added is calculated based on the requirements of the secondary caustic reactor 14. It can be determined by the stoichiometry indicated in equation (7), and also according to the calculated carbonate/hydroxide/aluminate balance for the solution to be causticized. 60 It is clear that, given the relative caustic efficiency of equations (4) and (7), a smaller amount of lime will be required to achieve the calculated C/5 ratio in the secondary reactor than would be required for complete causticization of the solution in the primary reactor. However, if some reduction in lime efficiency and loss of alumina is allowed, then this process can be used to causticize the solution to a very high C/5 ratio by overloading the primary causticizer with lime. 65 Example 5

Продуктивність системи можна в подальшому підвищити шляхом проведення вторинного каустифікаційного процесу при підвищених температурах (між 1002 і 18022). Найкраща продуктивність досягається приблизно при 12020. Переважна форма втілення цього процесу показана на Фіг.5.The productivity of the system can be further increased by carrying out a secondary causticization process at elevated temperatures (between 1002 and 18022). The best performance is achieved at about 12020. A preferred embodiment of this process is shown in Fig.5.

В цій системі суспензія із змішуючого резервуара спрямовується до теплообмінника 24, де температура піднімається до 12020. Потім суспензія проходить через вторинний реактор під тиском (автоклав), переважно трубчатий реактор 26, з часом перебування в ньому від 5 до 40 хвилин, бажано 15 хвилин. В присутності інгібітора необхідно буде більш тривалий час, який буде залежати від його природи. Застосовуючи таку температуру і таку конфігурацію, ефективність реакції гідрокалуміту з утворенням карбонату кальція значно підвищується, в той час як утворення ТСА суттєво гальмується.In this system, the suspension from the mixing tank is directed to the heat exchanger 24, where the temperature rises to 12020. The suspension then passes through a secondary reactor under pressure (autoclave), preferably a tubular reactor 26, with a residence time of 5 to 40 minutes, preferably 15 minutes. In the presence of an inhibitor, a longer time will be necessary, which will depend on its nature. Using such a temperature and such a configuration, the efficiency of the reaction of hydrocalumite with the formation of calcium carbonate is significantly increased, while the formation of TCA is significantly inhibited.

Приклад 6Example 6

Ефективність процесу з Прикладу 5 падає, якщо С/5 розчину в установці наближається або перевищує значення рівноваги карбонат/гідроксид/алюмінат у вторинному каустифікаторі. В певний момент досягається стан стабільності, при якому введення карбонату в установку врівноважується здатністю каустифікаційного процесу видаляти його. В більшості випадків це не буде проблемою, оскільки співвідношення С/5, яке 75 досягається в установці при застосуванні даного процесу, буде дуже високим. Однак, якщо необхідні більш високі співвідношення С/5, то цього можна досягти, надміру завантаживши вапном первинний каустифікатор 10, як це зазначалось в попередньому Прикладі. Проблемою тут є те, що, якщо С/5 розчину, що подається до вторинного каустифікатора, є дуже високим для протікання реакції (7), то ефективність використання вапна буде низькою, і глинозем буде втрачатись.The efficiency of the process from Example 5 drops if the C/5 solution in the installation approaches or exceeds the carbonate/hydroxide/aluminate equilibrium value in the secondary causticizer. At a certain point, a state of stability is reached, in which the introduction of carbonate into the installation is balanced by the ability of the causticization process to remove it. In most cases this will not be a problem as the C/5 ratio achieved in the plant using this process will be very high. However, if higher C/5 ratios are required, this can be achieved by over-liming the primary causticizer 10 as noted in the previous Example. The problem here is that if the C/5 of the solution fed to the secondary causticizer is too high for reaction (7) to occur, the lime utilization efficiency will be low and alumina will be lost.

Таку ситуацію можна виправити, застосувавши вдосконалення, показане на Фіг.б. В цьому процесі потік розчину у вторинний каустифікатор 14 поповнюється потоком 28, багатим на карбонат натрію. Це можна здійснити багатьма способами, наприклад, через випаровувач солі, такий як Тгопа (для поповнення існуючого підводу каустика до установки) або шляхом з'єднання зливу від окислювального процесу видалення органічних речовин, такого як вологе окислення або електроліз. В такий спосіб процес може ефективно каустифікувати Ге! карбонат натрію в цих потоках, а також відновити весь глинозем, який в іншому випадку був би втрачений. Цим о шляхом можна відновити ефективність вапна до більш ніж 9095. Слід зазначити, що, застосовуючи цей процес, можливо підвищити С/5 установки майже до 1,00, в залежності від кількості карбонату, виробленого в циклі виварювання, та від розміру задіяного устаткування.This situation can be corrected by applying the improvement shown in Fig. b. In this process, the solution flow in the secondary causticator 14 is replenished with the sodium carbonate-rich flow 28. This can be done in a number of ways, for example through a salt evaporator such as a Tgopa (to supplement the existing caustic feed to the plant) or by connecting the drain from an oxidative organic removal process such as wet oxidation or electrolysis. In this way, the process can effectively causticize Ge! sodium carbonate in these streams, and to recover all the alumina that would otherwise be lost. In this way the lime efficiency can be restored to over 9095. It should be noted that using this process it is possible to increase the C/5 of the plant to nearly 1.00, depending on the amount of carbonate produced in the digestion cycle and the size of the equipment involved.

Експериментальні результати соExperimental results of co

Дія інгібіторівAction of inhibitors

Цілий ряд інгібіторів, що представляють класи сполук, описаних раніше, були досліджені в серії циклічних сч тестів щодо впливу на каустифікацію. Ці тести вільно моделюють колишні технологічні процеси каустифікаціїі «Ж слугують тільки для демонстрації переваг застосування інгібіторів. Інгібітор, який-ефективно діє в цих тестах, показує навіть більшу ефективність, коли його правильна доза застосовується в запропонованому Ф вдосконаленому технологічному процесі каустифікації. ї-A number of inhibitors representing the classes of compounds previously described were tested in a series of cyclic sc tests for effects on causticization. These tests freely simulate the former technological processes of causticization and serve only to demonstrate the advantages of using inhibitors. The inhibitor that works effectively in these tests shows even greater efficiency when its correct dose is used in the proposed Ф improved technological process of causticization. uh-

Тести проводились в 500мл поліпропіленових пляшках, до яких додавалось 450мл розчину першого потоку промивача, попередньо нагрітого до 972С. Композиція розчину перед додаванням вапняної суспензії та добавок показана в таблиці 1 нижче. « з с й ноThe tests were carried out in 500 ml polypropylene bottles, to which 450 ml of the solution of the first flow of the washer, preheated to 972C, was added. The composition of the solution before the addition of lime slurry and additives is shown in Table 1 below. « with s and no

Було приготовано вапняну суспензію, яка містила 58г гідратованого вапна промислового сорту (90,395 вапна -І у вигляді Са(онН)») в 216мл деїіонізованої води, яку підігрівали до 9720. До кожної пляшки додавали ЗОмл цієї суспензії разом з достатньою кількістю відповідної добавки, щоб довести концентрацію одержаної в результаті ї-о суміші до 1г/л. Пляшки були запечатані і перевертались догори дном і назад в термостатично контрольованій «г» водній ванні при 972. Таке перемішування є набагато менш активним, а температура дещо нижчою, ніж в промислових умовах. Це, а також гальмуюча дія самих добавок на швидкість реакції каустифікації, вимагало о більш тривалого часу перебування. Результати тесту, взяті після 360 хвилин реакції, наведені в Таблиці 2. сю» ов о ю боA lime slurry was prepared containing 58 g of hydrated industrial grade lime (90.395 lime -I as Ca(onH)") in 216 ml of deionized water, which was heated to 9720. 30 ml of this slurry was added to each bottle, along with enough of the appropriate additive to bring the concentration of the resulting mixture to 1 g/l. The bottles were sealed and turned upside down and back in a thermostatically controlled "g" water bath at 972. This mixing is much less vigorous and the temperature somewhat lower than in industrial conditions. This, as well as the inhibitory effect of the additives themselves on the rate of the caustic reaction, required a longer residence time. The test results taken after 360 minutes of reaction are shown in Table 2.

Дані результати ясно показують переваги інгібіторів в Байєрівській каустифікації, як щодо підвищеної каустифікованості розчину (С/5), так і щодо ефективності використання вапна. Через відповідну оптимізацію швидкості дозування добавки, часу присутності в каустифікаторі і температури реактора можна досягти б5 суттєвого підвищення ефективності каустифікації, навіть якщо застосовувати таку оптимізацію до відомих технологічних процесів каустифікації. Однак, ці переваги особливо чіткі по відношенню до вдосконаленого технологічного процесу каустифікації, описаного в цьому документі.These results clearly show the advantages of inhibitors in Bayer's causticification, both with regard to the increased causticity of the solution (C/5) and with regard to the efficiency of lime use. Due to the appropriate optimization of the rate of dosing of the additive, the time of presence in the causticifier and the temperature of the reactor, it is possible to achieve a significant increase in the efficiency of causticization, even if such optimization is applied to known technological processes of causticization. However, these advantages are particularly clear in relation to the improved technological process of causticization described in this document.

Порівняння вдосконаленого технологічногопроцесу каустифікації з відомими способамиComparison of the improved technological process of causticization with known methods

Серія циклічних тестів каустифікації була проведена в лабораторії, щоб продемонструвати вдосконалену ефективність та переваги запропонованого технологічного процесу каустифікації. Відомі технологічні процеси також моделювались для порівняння.A series of cyclic caustic tests were conducted in the laboratory to demonstrate the improved performance and benefits of the proposed caustic process. Known technological processes were also simulated for comparison.

Приклад відомого способуAn example of a known method

Відомі технологічні процеси моделювались шляхом циклічної реакції в реакторі Раїт об'ємом 3,75л. Розчин першого потоку промивача (1,795л) додавали до реактора і нагрівали до 1002С. Суспензія гідратованого вапна 70 промислового сорту (32,77) в 20Змл деіонізованої води попередньо нагрівали до 959 перед введенням в реактор. Кількість вапна була розрахована так, щоб одержати цільове співвідношення С/5, яке б дорівнювало 0,950 (при 10095 ефективності). Після додавання вапняної суспензії, реактор закривали, і реакція відбувалась при 1002 при термостатичному контролі на протязі трьох годин. Розмішування проводилось з застосуванням турбінних мішалок з подвійними нахиленими лопатями, які працювали при 200об/хв. Регулярно брались зразки, 75 Як рідини так і твердих речовин. Зразки розчину аналізувались на А, С і 5 та загальний вміст натрію. Тверді речовини аналізувались щодо їх елементного складу за допомогою рідинної хроматографії, та щодо вмісту СО» шляхом ацидифікування та вимірювання газу, що виділяється.Known technological processes were modeled by a cyclic reaction in a Rait reactor with a volume of 3.75 liters. The solution of the first stream of the washer (1.795 l) was added to the reactor and heated to 1002C. A suspension of hydrated lime 70 industrial grade (32.77) in 20 ml of deionized water was preheated to 959 before entering the reactor. The amount of lime was calculated to give a target C/5 ratio of 0.950 (at 10095 efficiency). After the lime slurry was added, the reactor was closed and the reaction proceeded at 1002 under thermostatic control for three hours. Mixing was carried out using turbine mixers with double inclined blades, which worked at 200 rpm. Samples were taken regularly, 75 of both liquids and solids. Samples of the solution were analyzed for A, C and 5 and total sodium content. The solids were analyzed for their elemental composition by liquid chromatography, and for their CO2 content by acidification and measurement of the gas released.

Приклад відомого способу - дія інгібітораAn example of a known method is the action of an inhibitor

Була повторена процедура тесту, описаного вище, з додаванням 0,1г/л глюконату натрія в розчин першого потоку промивача. Час перебування був подовжений, щоб компенсувати вплив інгібітора на швидкість каустифікаційної реакції.The procedure of the test described above was repeated, with the addition of 0.1 g/l of sodium gluconate to the solution of the first stream of the washer. The residence time was extended to compensate for the effect of the inhibitor on the rate of the causticization reaction.

Вплив інгібітора в відомому технологічному процесі можна побачити, звернувшись до Таблиць З і 4 нижче. В кожному випадку, дані наводяться для зразків, взятих при максимальному С/5: для прикладу відомого способу це робилось приблизно на 45 хвилині часу перебування в реакторі. У випадку тесту, коли додавався інгібітор, Ге подібне С/5 досягалось на 45 хвилині, але продовжувало підвищуватись, поки не досягало максимуму між 260 і о 330 хвилинами. со зо см «The effect of the inhibitor in the known process can be seen by referring to Tables C and 4 below. In each case, data are given for samples taken at maximum C/5: for an example of a known method, this was done at about 45 minutes of residence time in the reactor. In the case of the test when the inhibitor was added, a He similar to C/5 was reached at 45 minutes, but continued to increase until it reached a maximum between 260 and 330 minutes. so zo cm «

Ф і - при максимальному С/5 (95 ваг. сухої речовини) « й З с хз Ефективність вапна розраховувалась на основі вмісту СО», поділеного на вміст Сас, і була виражена як молярне співвідношення та відкоригована на вміст придатного вапна та глинозему в початковому гідратованому вапні. -І 45 Можна пересвідчитись, що додавання інгібітора призвело до кардинального підвищення ефективності використання вапна, відображеного як в набагато вищому максимумі С/5, так і в високій концентрації глинозему (се) в каустифікованому розчині. Цей останній аспект стає також очевидним, виходячи з аналізу твердих речовин, ї» який показує, що стались значно менші втрати глинозему. Однак, такі результати досягаються за рахунок більш тривалого часу реакції, чого можна уникнути, додатково збільшивши об'єм резервуару каустифікатора або ко 20 підвищивши швидкість реакції, збільшивши температуру. Однак, більш висока ефективність досягається при застосуванні переважних форм втілення, описаних в Прикладах. с» Вдосконалений технологічний процес каустифікації, (Приклад 2)Ф and - at the maximum С/5 (95 wt. of dry matter) « и С с хз The effectiveness of lime was calculated on the basis of the content of СО», divided by the content of Сас, and was expressed as a molar ratio and corrected for the content of suitable lime and alumina in the initial hydrated lime. -I 45 It can be verified that the addition of the inhibitor led to a drastic increase in the efficiency of lime use, reflected both in a much higher maximum C/5 and in a high concentration of alumina (se) in the caustic solution. This latter aspect is also evident from the solids analysis, which shows that significantly less loss of alumina has occurred. However, such results are achieved at the expense of a longer reaction time, which can be avoided by additionally increasing the volume of the causticizer tank or by increasing the reaction rate by increasing the temperature by 20%. However, higher efficiency is achieved when using the preferred embodiments described in the Examples. c» Improved technological process of causticization, (Example 2)

Застосування вдосконаленого технологічного процесу каустифікації в основній формі (як описується вApplication of the improved technological process of causticization in the basic form (as described in

Прикладі 2) моделювалось шляхом циклічної реакції в 3.75 літровому реакторі Парра. Моделювання складалось 29 з двох частин - утворення гідрокалуміту при 802С, з подальшим швидким нагріванням і реакцією при 120260.Example 2) was modeled by a cyclic reaction in a 3.75-liter Parr reactor. The simulation consisted 29 of two parts - the formation of hydrocalumite at 802С, followed by rapid heating and reaction at 120260.

ГФ) Через високотемпературну масу і низьку швидкість нагрівання реакторів Парра, було необхідним, щоб вапно 7 реагувало при зменшеному об'ємі розчину при 809С, а потім додавати решту розчину при значно вищій температурі для досягнення швидкого нагрівання суміші до 12026. во Розчин першого промиваючого потоку (5Х0О0мл) вводився в реактор і нагрівався до 80 «С. Другий реакторGF) Because of the high temperature mass and low heating rate of the Parr reactors, it was necessary to react lime 7 with a reduced volume of solution at 809C and then add the rest of the solution at a much higher temperature to achieve rapid heating of the mixture to 12026. in Solution of the first wash stream (5X000ml) was introduced into the reactor and heated to 80 °C. The second reactor

Парра, ємністю в два літри, заповнювався розчином першого промивочного потоку (1.500 літрів) і нагрівався до 18590. Розчин гідратованого вапна промислового сорту (38,01г) в 21Омл деїіонізованої води, попередньо нагрітий до 802С, додавався до 50мл розчину в першому реакторі. Кількість вапна розраховувалась таким чином, щоб досягти наміченого С/5, що дорівнювало б 0,950 (при 10095 ефективності). Реактор негайно закривався, і 65 реакція протікала при термостатичному контролі при 802С на протязі десяти хвилин. Розмішування проводилось, застосовуючи турбінні мішалки з подвійними нахиленими лопастями, які працювали при 200об/хв. В кінці десятихвилинної реакції, під час якої утворився гідрокалуміт, вміст другого реактора під тиском переганявся до першого реактора. Після змішування температура розчину і суспензії в першому реакторі була 12020. Потім ця температура підтримувалась шляхом термостатичного контролю. Суміш, яка все ще перемішувалась при 200об/хв, залишалась реагувати на протязі 90 хвилин. Регулярно брались зразки, як рідини, так і твердих речовин. Зразки розчину аналізувались на А, С і 5 та загальний вміст натрію. Тверді речовини аналізувались щодо їх елементного складу за допомогою рідинної хроматографії, та щодо вмісту СО» шляхом ацидифікування та вимірювання газу, що виділяється.Parra, with a capacity of two liters, was filled with the solution of the first washing stream (1,500 liters) and heated to 18590. A solution of hydrated lime of industrial grade (38.01 g) in 21 Oml of deionized water, preheated to 802C, was added to 50 ml of the solution in the first reactor. The amount of lime was calculated to achieve the intended C/5, which would be 0.950 (at 10095 efficiency). The reactor was immediately closed and the reaction proceeded under thermostatic control at 80°C for ten minutes. Mixing was carried out using turbine stirrers with double inclined blades operating at 200 rpm. At the end of the ten-minute reaction, during which hydrocalumite was formed, the contents of the second reactor were distilled under pressure to the first reactor. After mixing, the temperature of the solution and suspension in the first reactor was 12020. Then this temperature was maintained by thermostatic control. The mixture, still stirring at 200 rpm, was allowed to react for 90 minutes. Samples of both liquids and solids were taken regularly. Samples of the solution were analyzed for A, C and 5 and total sodium content. The solids were analyzed for their elemental composition by liquid chromatography, and for their CO2 content by acidification and measurement of the gas released.

Вдосконалений технологічний процес каустифікації (Приклад 2) - дія інгібітора . 70 Була повторена процедура тесту, описаного вище, з додаванням 0.5г глюконату натрія в 3,75 літровий реактор в кінці десятихвилинного етапу утворення гідрокалуміту. Це дало кінцеву концентрацію приблизно 0.25г/л об'єднаного розчину під час основної каустифікаційної реакції.Improved technological process of causticization (Example 2) - action of the inhibitor. 70 The procedure of the test described above was repeated, with the addition of 0.5 g of sodium gluconate to a 3.75-liter reactor at the end of the ten-minute stage of hydrocalumite formation. This gave a final concentration of approximately 0.25 g/l of the combined solution during the main causticization reaction.

Подібний тест, але із застосуванням сахарози в якості інгібітора, також був проведений. В цьому випадку, сахароза додавалась на початку реакції при концентрації 2.Ог/л в об'єднаний розчин.A similar test, but with the use of sucrose as an inhibitor, was also carried out. In this case, sucrose was added at the beginning of the reaction at a concentration of 2.Og/l to the combined solution.

Типові результати кожного з вищенаведених тестів підсумовуються в Таблицях 5 і 6 нижче, показуючи дані аналізу щодо рідини і твердих речовин відповідно. Для довідки результати порівнюються з повторним тестом відомого технологічного процесу. В кожному випадку, наведені результати демонструють найвище, досягнуте під час реакції, співвідношення С/5. Для відомого технологічного процесу такий результат досягався після 45 хвилин реакції, тоді як вдосконалений технологічний процес без інгібітора вимагав лише 2 хвилин. Подібне співвідношення С/5 досягалось через 2 хвилини вдосконаленого технологічного процесу і при додаванні інгібітора, однак С/5 продовжувало зростати і далі, в кінці досягаючи максимуму приблизно після 45-60 хвилин. й типового розчину при максимальному С/5 2 о со сч зTypical results of each of the above tests are summarized in Tables 5 and 6 below, showing analysis data for liquids and solids, respectively. For reference, the results are compared with a retest of a known process. In each case, the results presented demonstrate the highest C/5 ratio achieved during the reaction. For the known process, this result was achieved after 45 minutes of reaction, while the improved process without the inhibitor required only 2 minutes. A similar ratio of C/5 was achieved after 2 minutes of the improved process and when the inhibitor was added, however, C/5 continued to increase further, eventually reaching a maximum after about 45-60 minutes. and standard solution at the maximum C/5 2 o

Ф при максимальному С/5 (95 ваг. сухої речовини) зо иФ at the maximum С/5 (95 wt. of dry matter) зо и

Приклад? 615 66 отв? бвяж «Example? 615 66 open? "

Ефективність вапна вираховувалась на основі вмісту СО» поділеного на вміст СаО, і була виражена як т с молярне співвідношення та відкоригована на вміст придатного вапна та глинозему в початковому гідратованому ж вапні. я Розчин, вибраний для демонстрації технологічного процесу, мав більш високу "5" концентрацію, ніж той що застосовується для каустифікації на більшості рафінувальних заводів з Байєрівським технологічним процесом.Lime efficiency was calculated based on the content of CO divided by the content of CaO, and was expressed as a t c molar ratio and corrected for the content of suitable lime and alumina in the initial hydrated lime. The solution selected for the process demonstration had a higher "5" concentration than that used for causticization in most Bayer process refineries.

Причина, чому такий розчин не міг би бути нормально використаний в промисловості, є очевидною, виходячи з - результатів ефективності вапна, наведених в Таблиці 6. Ефективність вапна, показана для відомого способу о технологічного процесу (5495), була одержана на основі зразка, взятого при максимальному для реакції співвідношенні С/5, і тому представляє максимальну ефективність. На виробництві рідко досягаються такі - оптимальні умови, тому ефективність в звичайних умовах повинна бути значно меншою.The reason why such a solution could not normally be used in industry is obvious from the lime efficiency results given in Table 6. The lime efficiency shown for a known process method (5495) was obtained on the basis of a sample taken at the maximum C/5 ratio for the reaction, and therefore represents the maximum efficiency. Such optimal conditions are rarely achieved in production, so the efficiency under normal conditions should be significantly lower.

ГФ 50 Навпаки, більш високе максимальне співвідношення С/5 та суттєво покращена ефективність вапна спостерігались в процесі Прикладу 2. Максимум С/5 досягався швидко (2 хвилини) і залишався таким приблизно со подальші 8 хвилин перед тим, як зворотній процес ставав значним.GF 50 In contrast, a higher maximum C/5 ratio and significantly improved lime efficiency were observed in the process of Example 2. The maximum C/5 was reached quickly (2 minutes) and remained so for about a further 8 minutes before the reverse process became significant.

Ще більш вражаючим є результат для технологічного процесу з Прикладу 2, коли добавлявся інгібітор (глюконат натрію). В цьому випадку був досягнутий набагато більший максимум С/5, при вищій на 3090 ефективності "вапна, в порівнянні з відомим способом технологічного процесу. Більш того, зворотня реакція о надзвичайно повільна: на протязі подальших ЗО хвилин при температурі, С/5 упало лише на 0.002 пункти.Even more impressive is the result for the technological process from Example 2, when the inhibitor (sodium gluconate) was added. In this case, a much larger maximum of C/5 was achieved, with a 3090 higher efficiency of lime, compared to the known method of the technological process. Moreover, the reverse reaction is extremely slow: during the next 30 minutes at the temperature, C/5 dropped only by 0.002 points.

Подібні ж результати тесту були одержані, коли цукроза застосовувалась як інгібітор; було досягнуто однакове їмо) С/5, яке дорівнювало 0,924, але при значно нижчій ефективності вапна 84.095. Однак, час, необхідний для досягнення максимального С/5 при застосуванні цукрози (5 хвилин), набагато менший, ніж з глюконатом натрія. бо Окрім ярко виражених переваг щодо значно підвищеного С/5 розчину та високої ефективності вапна, цейSimilar test results were obtained when sucrose was used as an inhibitor; the same amount) C/5 was achieved, which was equal to 0.924, but with a much lower lime efficiency of 84.095. However, the time required to reach the maximum C/5 with sucrose (5 minutes) is much shorter than with sodium gluconate. because In addition to the pronounced advantages of a significantly increased C/5 solution and high efficiency of lime, this

Приклад демонструє толерантність процесу до високих концентрацій розчину та до змін часу перебування.The example demonstrates the tolerance of the process to high solution concentrations and to changes in residence time.

Разом взяті, ці фактори сприяють поліпшеній стабільності каустифікації на Байєрівській рафінувальній установці. Більш того, значно зменшуються втрати глинозему, викликані утворенням ТСА, що має сприяти підвищенню продуктивності рафінувальної установки. 65 Вдосконалений технологічний процес каустифікації (Приклад 3).Taken together, these factors contribute to improved caustication stability at the Bayer refinery. Moreover, the losses of alumina caused by the formation of TCA are significantly reduced, which should contribute to increasing the productivity of the refining plant. 65 Improved technological process of causticization (Example 3).

Застосування вдосконаленого технологічного процесу каустифікації з переважною формою його втілення (як це описано в Прикладі 5) моделювалось в лабораторії шляхом проведення серій послідовних циклічних реакцій в 3,75 літровому реакторі Парра. Кожний цикл серій складався з двох етапів: утворення гідрокалуміту при 809 в попередньо каустифікованому розчині (первинна каустифікаційна реакція), і приготування цього попередньоThe application of the improved technological process of causticization in the preferred form of its embodiment (as described in Example 5) was simulated in the laboratory by conducting a series of sequential cyclic reactions in a 3.75 liter Parr reactor. Each series cycle consisted of two stages: the formation of hydrocalumite at 809 in a pre-caustic solution (primary caustic reaction), and the preparation of this pre-caustic

Ккаустифікованного розчину, використосовуючи гідрокалуміт, утворений в такий спосіб (вторинна каустифікаційна реакція).Caustic solution using hydrocalumite formed in this way (secondary caustic reaction).

Щоб почати серію циклів, декілька літрів розчину першого потоку промивача були спочатку каустифіковані розчином гідратованого вапна промислового сорту (90.3956 доступного вапна з формулою Са(ОН)»), застосовуючи традиційний (відомий) технологічний процес каустифікації. Після фільтрації та видалення зібраних 7/0 твердих речовин, залишився попередньо каустифікований розчин, з якого міг бути одержаний початковий зразок гідрокалуміту.To start the series of cycles, several liters of the solution of the first stream of the scrubber were first causticized with a solution of hydrated lime of industrial grade (90.3956 available lime with the formula Ca(OH)"), using a conventional (known) process of causticization. After filtration and removal of collected 7/0 solids, a pre-causticized solution remained, from which the initial sample of hydrocalumite could be obtained.

Два літри цього розчину були завантажені в 3,75 літровий реактор Парра, а температура, яку підняли до 802С, підтримувалась шляхом термостатичного контролю. Гідратоване вапно, в кількості необхідній для досягнення наміченого С/5, що дорівнює 0,950 (при 10095 ефективності), було суспендоване в гарячій 75 деіонізованій воді в поліпропіленовій пляшці об'ємом 5О0Омл, врівноважене при 80 9С і потім кількісно перенесене до автоклава Парра для ініціювання реакції. Розмішування проводилось, застосовуючи турбінні мішалки з подвійними нахиленими лопастями, які працювали при 200об/хв. Через 30 хвилин, необхідних для завершення реакції, увесь вміст реактора був профільтрований під вакуумом з використанням воронки Бюхнера і фільтраційної колби. Тверді залишки та розчин, що залишився в реакторі Парра, були змиті в фільтраційну воронку гарячою деіонізованою водою. Фільтровий кек надалі був промитий гарячою деіонізованою водою для видалення розчину, що залишився (ця процедура, непотрібна при нормальному застосуванні, була необхідною для проведення розрахунків балансу маси).Two liters of this solution were loaded into a 3.75 liter Parr reactor, and the temperature, which was raised to 80°C, was maintained by thermostatic control. Hydrated lime, in the amount required to achieve the target C/5 of 0.950 (at 10095 efficiency), was suspended in hot 75% deionized water in a 500ml polypropylene bottle, equilibrated at 80°C, and then quantitatively transferred to a Parr autoclave for initiation. reactions Mixing was carried out using turbine stirrers with double inclined blades operating at 200 rpm. After 30 minutes required to complete the reaction, the entire contents of the reactor were filtered under vacuum using a Buchner funnel and a filter flask. The solid residue and solution remaining in the Parr reactor were washed into the filter funnel with hot deionized water. The filter cake was subsequently washed with hot deionized water to remove the remaining solution (this procedure, unnecessary in normal use, was necessary for the mass balance calculations).

Розчин першого потоку промивача (500мл) було завантажено в реактор і нагріто до 802С. Другий реакторThe solution of the first stream of the washer (500 ml) was loaded into the reactor and heated to 802С. The second reactor

Парра, ємністю 2 літри, наповнювали розчином першого потоку промивача (1,500 літрів) і нагрівали до 18526. сParra, with a capacity of 2 liters, was filled with the solution of the first flow of the washer (1,500 liters) and heated to 18526. s

Вологий гідрокалумітовий кек, одержаний на попередньому етапі, додавали до 500 мл розчину в першому ге) реакторі. Реактор негайно закривали і вмикали перемішувач для диспергування твердих речовин. Приблизно через 2 хвилини диспергування твердих речовин і термального врівноваження, вміст другого реактора під тиском переміщали до першого реактора. Після змішування об'єднана температура розчину та суспензії в першому реакторі була 1202С. Потім цю температуру підтримували шляхом термостатичного контролю. Суміш, яка все ще і) перемішувалась при 200об/хв, залишали реагувати на протязі 2 хвилин. сThe wet hydrocalumite cake obtained at the previous stage was added to 500 ml of the solution in the first reactor. The reactor was immediately closed and the mixer was turned on to disperse the solids. After approximately 2 minutes of solids dispersion and thermal equilibration, the contents of the second reactor were transferred under pressure to the first reactor. After mixing, the combined temperature of the solution and suspension in the first reactor was 1202C. This temperature was then maintained by thermostatic control. The mixture, which was still i) stirred at 200 rpm, was left to react for 2 minutes. with

Після реакції брали зразок суспензії і негайно фільтрували через 0.45мкм фільтраційну мембрану Супора.After the reaction, a sample of the suspension was taken and immediately filtered through a 0.45 μm Supor filter membrane.

Фільтрат аналізували на А, С і 5 та загальний вміст натрія. Тверді речовини ретельно промивали деіонізованою - водою на фільтрі. Вогкий кек збирали для аналізу за допомогою ХКО. Залишки твердих речовин висушували при ду частковому вакуумі (104мм рт.ст.) при 1052С і аналізували щодо елементного складу за допомгою ХКЕ, та щодо 3о вмісту СО» шляхом ацидифікування та вимірювання газів, що виділялися. вThe filtrate was analyzed for A, C and 5 and total sodium content. The solids were thoroughly washed with deionized water on the filter. The wet cake was collected for analysis by HKO. The remaining solids were dried under a partial vacuum (104 mm Hg) at 1052C and analyzed for elemental composition with the help of HKE, and for 30% CO content by acidification and measurement of the released gases. in

Вміст реактора переміщали до фільтратора під тиском, обладнаного 0.45мкм фільтром Супора. Фільтрат збирали для того, щоб використати його в наступному циклі процесу. Певна частина розчину втрачалась через те, що брали зразки і переносили суспензію. В наступному циклі на це робилась поправка регулюванням « завантаження вапна в первинній каустифікаційній реакції, та шляхом зменшення об'єму розчина першого потока З 50 промивача у вторинній каустифікаційній реакції. Цю процедуру повторювали доти, поки не були завершені с чотири повні цикли процесу. з» Вдосконалений технологічний процес каустифікації (Приклад 5) - дія інгібітораThe contents of the reactor were moved to a pressure filter equipped with a 0.45-μm Supor filter. The filtrate was collected for use in the next process cycle. A certain part of the solution was lost due to the fact that samples were taken and the suspension was transferred. In the next cycle, this was corrected by adjusting the loading of lime in the primary caustic reaction, and by reducing the volume of the solution of the first flow of C 50 washer in the secondary caustic reaction. This procedure was repeated until four complete cycles of the process were completed. from" Improved technological process of causticization (Example 5) - action of the inhibitor

Повторювали процедуру тесту, описаного вище, з додаванням 1,0г глюконату натрія з гідрокалумітом до 3,75 літрового реактора на початку вторинної каустифікаційної реакції. Це дало кінцеву концентрацію приблизноThe test procedure described above was repeated with the addition of 1.0 g of sodium gluconate with hydrocalumite to a 3.75 liter reactor at the beginning of the secondary caustication reaction. This gave a final concentration of approx

О,бг/л в об'єднаному розчині під час вторинної каустифікаційної реакції. Щоб компенсувати гальмуючу дію 7 інгібітора, для вторинної реакції відводилось 120 хвилин часу. (се) Вдосконалений каустифікаційний процес (Приклад 5) - максимальне С/5O,bg/l in the combined solution during the secondary causticization reaction. To compensate for the inhibitory effect of inhibitor 7, 120 minutes of time was allocated for the secondary reaction. (se) Improved causticization process (Example 5) - maximum C/5

Для демонстрації здатності даного процесу досягати дуже високої каустифікованності розчину (С/5), ве вищенаведена процедура була повторена з більшою дозою вапна, розрахованою для досягнення наміченого ка 20 с/в, яке б дорівнювало 1,00. Повторювали процедуру тесту, описаного вище, з додаванням 1,0г глюконату натрія з гідрокалумітом до 3,75 літрового реактора на початку вторинної каустифікаційної реакції. Це дало с» кінцеву концентрацію приблизно 0,5г/л в об'єднаному розчині під час вторинної каустифікаційної реакції. Щоб компенсувати гальмуючу дію інгібітора, і дати реакції достатньо часу для досягнення значно вищого С/5, для вторинної реакції відводилось 150 хвилин часу. 29 Типові результати кожного з тестів Прикладу 5 підсумовуються в Таблицях 7 і 8, в яких наведено даніTo demonstrate the ability of this process to achieve a very high solution causticity (C/5), the above procedure was repeated with a higher dose of lime, calculated to achieve the target ka of 20 c/v, which would be equal to 1.00. The test procedure described above was repeated with the addition of 1.0 g of sodium gluconate with hydrocalumite to a 3.75 liter reactor at the beginning of the secondary caustication reaction. This gave a final concentration of approximately 0.5 g/l in the combined solution during the secondary causticization reaction. In order to compensate for the inhibiting effect of the inhibitor, and to give the reaction enough time to reach a significantly higher C/5, 150 minutes of time was allocated for the secondary reaction. 29 Typical results for each of the tests in Example 5 are summarized in Tables 7 and 8, which show the data

ГФ) аналізу рідини та твердих речовин, відповідно. Для довідки результати порівнюються з тестом відомого технологічного процесу. іме) " типового розчину при максимальному С/5 б5GF) analysis of liquids and solids, respectively. For reference, the results are compared with a test of a known process. ime) " of a typical solution at the maximum C/5 b5

Приклад Бхінгібітор 81.1 (143.5 | 1539 0.5650.932| 199.9 при максимальному С/5 (95 ваг. сухої речовини)Example Bhingibitor 81.1 (143.5 | 1539 0.5650.932 | 199.9 at maximum C/5 (95 wt. dry matter)

Прилад 0000618 66 вав? вБа діDevice 0000618 66 vav? inBa di

Як можна пересвідчитись з вищенаведених результатів, переважний варіант втілення технологічного процесу, яка описана в Прикладі 5, має значні переваги над відомим способом як щодо досягнутого С/5, так і 75 щодо ефективності використання вапна. У вищенаведеному прикладі ефективність вапна перевищила 9195.As can be seen from the above results, the preferred embodiment of the technological process, which is described in Example 5, has significant advantages over the known method both in terms of the achieved C/5 and 75 in terms of lime utilization efficiency. In the example above, lime efficiency exceeded 9195.

Переважний варіант втілення, має також переваги над процесом, описаним в Прикладі 2. Без добавок, ефективність застосування вапна еквівалентна тій, що в Прикладі 2, але досягається набагато вище співвідношення С/5 (0,910 проти 0,897). З інгібітором одержуються як підвищена ефективність вапна (91,190 проти 86,995), так і більш високе співвідношення С/5 (0,932 проти 0,924). Однак, найбільш важливу перевагу переважної форми втілення, над тією, що описується в Прикладі 2, можна побачити звернувшись до результатів тесту, в якому за мету було поставлено досягнення максимального С/5. Застосовуючи переважний варіант втілення технологічного процесу, є можливість досягти надзвичайно високої каустифікованості розчину (С/5 дорівнює 0,955 або вище), з помітно підвищеною ефективністю вапна (більше, ніж 8090) в порівнянні з відомим технологічним процесом. сThe preferred embodiment also has advantages over the process described in Example 2. Without additives, the lime application efficiency is equivalent to that of Example 2, but a much higher C/5 ratio is achieved (0.910 vs. 0.897). Both increased lime efficiency (91.190 vs. 86.995) and a higher C/5 ratio (0.932 vs. 0.924) are obtained with the inhibitor. However, the most important advantage of the preferred embodiment over that described in Example 2 can be seen by referring to the test results in which the goal was to achieve the maximum C/5. Applying the preferred embodiment of the technological process, it is possible to achieve an extremely high causticity of the solution (C/5 equal to 0.955 or higher), with a markedly increased efficiency of lime (more than 8090) in comparison with the known technological process. with

Виходячи з попередніх прикладів та описання кількох можливих застосувань становиться очевидним, що г) вдосконалений технологічний процес каустифікації, описаний тут, має багато суттєвих переваг над технологією каустифікації, яка застосовується сьогодні.Based on the preceding examples and the description of several possible applications, it becomes apparent that d) the improved causticization process described herein has many significant advantages over the causticization technology used today.

До них відносяться: (а) Ефективність застосування вапна надзвичайно висока (можна досягти понад 9095), навіть з досить о концентрованими розчинами. сч (б) Співвідношення С/5, яке досягається, значно підвищене (до 0,955), навіть з досить концентрованими розчинами, що обумовлює високу концентрацію каустика в установці і підвищену продуктивність. Можна досягти - навіть вищих співвідношень за рахунок певного зниження ефективності вапна. Ге! (в) Утворюється відпрацьований порівняно чистий карбонат кальція, що створює потенціал для повторного 3о застосування вапна через обпалювання в невеликій промисловій пічці, з подальшим потенціальним зменшенням - витрачання вапна. (г) Втрата глинозему, з причини утворення небажаних часток алюмінату кальція, суттєво знижена. Поліпшене відновлення глинозему з бокситів, що призводить до підвищення продуктивності. « (д) В основному, процес каустифікації більш швидкий, що призводить до зменшення об'єму резервуара, і більш компактного розташування. в с (е) Ефективність стабільна, незважаючи на зміни в композиції розчину та потоків. Зменшені викиди діоксиду "» вуглецю завдяки вдосконаленій ефективності рафінувального заводу, і зменшеній витраті вапна. " (ж) Простота застосування практично на всіх рафінувальних заводах. (3) Зменшений обсяг залишку завдяки мінімальному споживанню вапна - потенціальні заощадження на видаленнях залишку та витратах на зберігання. ш- (3) Потенціал для розподілення каустифікаційної реакції на два або більше потоки розчину наThese include: (a) Lime application efficiency is extremely high (over 9095 can be achieved), even with fairly concentrated solutions. сч (б) The C/5 ratio, which is achieved, is significantly increased (up to 0.955), even with fairly concentrated solutions, which causes a high concentration of caustic in the installation and increased productivity. It is possible to achieve - even higher ratios due to a certain decrease in the effectiveness of lime. Gee! (c) Spent relatively pure calcium carbonate is formed, which creates the potential for repeated 3o use of lime through firing in a small industrial kiln, with further potential reduction - the consumption of lime. (d) The loss of alumina due to the formation of undesirable particles of calcium aluminate is significantly reduced. Improved alumina recovery from bauxite resulting in increased productivity. (e) Basically, the process of causticization is faster, which leads to a reduction in the volume of the tank, and a more compact arrangement. in c (e) Efficiency is stable, despite changes in the composition of the solution and flows. Reduced carbon dioxide emissions due to improved refinery efficiency and reduced lime consumption. (g) Ease of use at virtually all refineries. (3) Reduced residue volume due to minimal lime consumption - potential savings in residue removal and storage costs. w- (3) The potential for the distribution of the caustic reaction into two or more streams of solution at

Ге) рафінувальному заводі. () Потенціал для застосування багатогранних технологічних процесів каустифікації на різних ділянках о рафінувального заводу. ко 20 Тепер, коли були детально описані декілька форм втілень винаходу, фахівцю, обізнаному в галузі хімічної інженерії, стане зрозумілим, що можна запропонувати численні зміни і модифікації, не відходячи від основних с» принципів винаходу. Вважається, що всі ці зміни і модифікації знаходяться в рамках даного винаходу, суть якого має бути визначена з вищенаведеного опису і формули винаходу, що додається. Крім того, попередні приклади наводяться для ілюстрації окремих форм втілення винаходу і не мають за мету обмежити об'єм 29 технологічного процесу згідно з даним винаходом.Ge) refinery. () The potential for the application of multifaceted technological processes of causticization in different areas of the refinery. Now that several embodiments of the invention have been described in detail, it will be apparent to one skilled in the art of chemical engineering that numerous changes and modifications may be suggested without departing from the basic principles of the invention. It is believed that all these changes and modifications are within the scope of this invention, the essence of which should be determined from the above description and the attached claims. In addition, the preceding examples are given to illustrate certain embodiments of the invention and are not intended to limit the scope of the technological process according to the present invention.

Ф) кмF) km

Claims (58)

Формула винаходу бо 1. Спосіб каустифікації баєрівських розчинів на глиноземному рафінувальному заводі, який включає наступні стадії: (ї) взаємодію вапна з алюмінат-іонами в баєрівському розчині в контрольованих умовах при температурі від 2590 до 1009 із утворенням часточок гідрокалуміту та іонів гідроксилу, та (ї) нагрівання згаданих часточок гідрокалуміту в контакті з баєрівським розчином до температури в бо інтервалі від 10092С до 1802 так, що часточки гідрокалуміту реагують з розчином з утворенням карбонату кальцію, алюмінат-іонів та іонів гідроксилу, і одержанням каустифікованого баєрівського розчину.The formula of the invention is 1. The method of causticization of Bayer solutions at an alumina refinery, which includes the following stages: (i) interaction of lime with aluminate ions in Bayer solution under controlled conditions at a temperature from 2590 to 1009 with the formation of hydrocalumite particles and hydroxyl ions, and ( i) heating said hydrocalumite particles in contact with Bayer solution to a temperature in the range from 10092C to 1802 so that hydrocalumite particles react with the solution with the formation of calcium carbonate, aluminate ions and hydroxyl ions, and obtaining a causticized Bayer solution. 2. Спосіб каустифікації баєрівських розчинів за п. 1, де розчин стадії (ї) та/або стадії (і) має 5" концентрацію в межах від 40 г/л до 350 г/л, і співвідношення А/С в межах від 0,2 до 0,95, де А" є Концентрацією глинозему, С" є сумарною концентрацією алюмінату натрію і гідроксиду натрію, і 5" концентрація є сумою С і фактичної концентрації карбонату натрію.2. The method of causticization of Bayer solutions according to claim 1, where the solution of stage (i) and/or stage (i) has a 5" concentration in the range from 40 g/l to 350 g/l, and the A/C ratio in the range from 0, 2 to 0.95, where A" is the alumina concentration, C" is the total concentration of sodium aluminate and sodium hydroxide, and 5" concentration is the sum of C and the actual concentration of sodium carbonate. З. Спосіб каустифікації баєрівських розчинів за п. 71, де розчин стадії (і) та/або стадії (її) має 5" концентрацію в межах від 120 г/л до 160 г/л, і співвідношення А/С в межах від 0,55 до 0,95.C. The method of causticization of Bayer solutions according to claim 71, where the solution of stage (i) and/or stage (its) has a 5" concentration in the range from 120 g/l to 160 g/l, and the A/C ratio in the range from 0, 55 to 0.95. 4. Спосіб каустифікації баєрівських розчинів за будь-яким з пп. 1 - З, де час, необхідний для завершення 70 реакції стадії (і), становить від 5 хвилин до ЗО хвилин.4. The method of causticization of Bayer solutions according to any one of claims 1 - C, where the time required to complete the 70 reaction stage (i) is from 5 minutes to 30 minutes. 5. Спосіб каустифікації баєрівських розчинів за п. 4, де реакцію стадії (ї) проводять при температурах від 702С до 8026.5. The method of causticization of Bayer solutions according to claim 4, where the reaction of stage (i) is carried out at temperatures from 702C to 8026C. 6. Спосіб каустифікації баєрівських розчинів за будь-яким з пп. 1 - 5, де баєрівський розчин на стадії () піддають перемішуванню.6. The method of causticizing Bayer solutions according to any of claims 1 - 5, where the Bayer solution is stirred at stage (). 7. Спосіб каустифікації баєрівських розчинів за будь-яким з пп. 1 - б, де суспензію гідрокалуміту, що утворюють в реакції на стадії (), піддають розділенню тверда речовина/рідина, а відокремлений твердий гідрокалуміт піддають взаємодії з розчином, який повинен бути каустифікований під час реакції стадії (ії).7. The method of causticizing Bayer solutions according to any of claims 1 - b, where the hydrocalumite suspension formed in the reaction at stage () is subjected to solid/liquid separation, and the separated solid hydrocalumite is subjected to interaction with the solution, which must be causticized under reaction time of stage (ii). 8. Спосіб каустифікації баєрівських розчинів за п. 7, де каустифікований баєрівський розчин, одержаний в реакції на стадії (ії), що включає нагрівання часточок гідрокалуміту, піддають охолодженню та розділенню тверда речовина/рідина і де принаймні частину освітленого розчину повертають до реакції стадії (і).8. The method of causticizing Bayer solutions according to claim 7, where the causticized Bayer solution obtained in the reaction of stage (ii), which includes heating hydrocalumite particles, is subjected to cooling and solid/liquid separation and where at least part of the clarified solution is returned to the reaction of stage (i ). 9. Спосіб каустифікації баєрівських розчинів за п. 8, де тверді речовини, виділені з баєрівського розчину реакції стадії (ії), включають карбонат кальцію, який рекальцінують для регенерації вапна.9. The method of causticizing Bayer solutions according to claim 8, where the solids separated from the Bayer solution of reaction stage (ii) include calcium carbonate, which is recalcified for lime regeneration. 10. Спосіб каустифікації баєрівських розчинів за п. 9, де регенероване вапно повторно використовують на рафінувальному заводі. Га10. The method of causticizing Bayer solutions according to claim 9, where the regenerated lime is reused at the refinery. Ha 11. Спосіб каустифікації баєрівських розчинів за будь-яким з пп. 71 - 10, де час, необхідний для завершення реакції стадії (ії), знаходиться в межах від 2 хвилин до 240 хвилин. і9)11. The method of causticizing Bayer solutions according to any one of claims 71 - 10, where the time required to complete the reaction of stage (ii) is in the range of 2 minutes to 240 minutes. i9) 12. Спосіб каустифікації баєрівських розчинів за будь-яким з пп. 71 - 10, де час, необхідний для завершення реакції стадії (ії), знаходиться в межах від 2 хвилин до 15 хвилин.12. The method of causticizing Bayer solutions according to any one of claims 71 - 10, where the time required to complete the reaction of stage (ii) is between 2 minutes and 15 minutes. 13. Спосіб каустифікації баєрівських розчинів за будь-яким з пп. 1 - 12, де процес надалі включає стадію со додавання інгібітору перед стадією (ії) для того, щоб інгібувати небажану реакцію часточок гідрокалуміту з утворенням алюмінату трикальцію. с13. The method of causticizing Bayer solutions according to any one of claims 1 - 12, where the process further includes the step of adding an inhibitor before step (ii) in order to inhibit the undesirable reaction of hydrocalumite particles with the formation of tricalcium aluminate. with 14. Спосіб каустифікації баєрівських розчинів за п. 13, де процес надалі включає стадію додавання «І інгібітору перед і/або під час стадії (1).14. The method of causticization of Bayer solutions according to claim 13, where the process further includes the stage of adding an "I" inhibitor before and/or during stage (1). 15. Спосіб каустифікації баєрівських розчинів за п. 13 або 14, де згаданим інгібітором є о Комплексоутворювач і/або поверхнево-активна речовина, яка здатна абсорбуватись на активних ділянках рч- поверхні часточок гідрокалуміту.15. The method of causticization of Bayer solutions according to claim 13 or 14, where the mentioned inhibitor is a complexing agent and/or a surface-active substance that is able to be absorbed on the active areas of the surface of hydrocalumite particles. 16. Спосіб каустифікації баєрівських розчинів за п. 15, де поверхнево-активною речовиною є цукор або полісахарид. «16. The method of causticizing Bayer solutions according to claim 15, where the surface-active substance is sugar or polysaccharide. " 17. Спосіб каустифікації баєрівських розчинів за п. 13 або 14, де аніонні поверхнево-активні речовини використовуються як згаданий інгібітор. - с 17. The method of causticizing Bayer solutions according to claim 13 or 14, where anionic surfactants are used as the mentioned inhibitor. - with 18. Спосіб каустифікації баєрівських розчинів за п. 17, де згадані аніонні поверхнево-активні речовини є вибирають з групи, яка містить наступні матеріали, їх солі і похідні: аніонні гомополімери або співполімери, "» гідроксамові кислоти, гумінову та танінову кислоти, лігносульфонати, жирні кислоти, сульфоновані карбонові кислоти, карбонові кислоти та полігідроксикарбонові кислоти.18. The method of causticization of Bayer solutions according to claim 17, where the mentioned anionic surfactants are selected from the group containing the following materials, their salts and derivatives: anionic homopolymers or copolymers, hydroxamic acids, humic and tannic acids, lignosulfonates, fatty acids, sulfonated carboxylic acids, carboxylic acids and polyhydroxycarboxylic acids. 19. Спосіб каустифікації баєрівських розчинів на глиноземному рафінувальному заводі, який включає -І наступні стадії: одержання попередньо каустифікованого баєрівського розчину; і шо взаємодію вапна з алюмінат-онами у згаданому попередньо каустифікованому баєрівському розчині при ьч температурі в інтервалі від 25 С до 100 «С з утворенням часточок гідрокалуміту і гідроксил-іонів.19. The method of causticizing Bayer solutions at an alumina refinery, which includes the following stages: production of pre-causticized Bayer solution; and that the interaction of lime with aluminates in the aforementioned pre-causticized Bayer solution at a temperature in the range from 25 °C to 100 °C with the formation of hydrocalumite particles and hydroxyl ions. 20. Спосіб каустифікації баєрівських розчинів за п. 19, де розчин має 5" концентрацію в межах від 40 до З50 г/л, і співвідношення А/С в межах від 0,2 до 0,95. сю 20. The method of causticizing Bayer solutions according to claim 19, where the solution has a 5" concentration in the range from 40 to 350 g/l, and the A/C ratio in the range from 0.2 to 0.95. 21. Спосіб каустифікації баєрівських розчинів за п. 19, де розчин має 5" концентрацію в межах від 120 до 160 г/л, і співвідношення А/С в межах від 0,55 до 0,95.21. The method of causticizing Bayer solutions according to claim 19, where the solution has a 5" concentration in the range from 120 to 160 g/l, and the A/C ratio in the range from 0.55 to 0.95. 22. Спосіб каустифікації баєрівських розчинів за будь-яким з пп. 19 - 21, де час, необхідний для завершення реакції становить від 5 до ЗО хвилин.22. The method of causticization of Bayer solutions according to any of claims 19 - 21, where the time required to complete the reaction is from 5 to 30 minutes. 23. Спосіб каустифікації баєрівських розчинів за п. 19, де температура попередньо каустифікованого о розчину підтримується в межах від 702 до 8090. їмо) 23. The method of causticizing Bayer solutions according to claim 19, where the temperature of the previously causticized solution is maintained in the range from 702 to 8090. 24. Спосіб каустифікації баєрівських розчинів за будь-яким з пп. 19 - 23, де баєрівський розчин піддають перемішуванню. 60 24. The method of causticizing Bayer solutions according to any of claims 19 - 23, where the Bayer solution is stirred. 60 25. Спосіб каустифікації баєрівських розчинів за будь-яким з пп. 19 - 24, де процес надалі включає стадію додавання інгібітору перед або під час стадії взаємодії з вапном.25. The method of causticizing Bayer solutions according to any one of claims 19 - 24, wherein the process further includes the stage of adding an inhibitor before or during the stage of interaction with lime. 26. Спосіб каустифікації баєрівських розчинів за п. 25, де час, необхідний для завершення реакції становить, принаймні, 5 хвилин.26. The method of causticizing Bayer solutions according to claim 25, wherein the time required for the completion of the reaction is at least 5 minutes. 27. Спосіб каустифікації баєрівських розчинів за п. 25 або 26, де згаданим інгібітором є б5 комплексоутворювач і/або поверхнево-активна речовина, яка здатна абсорбуватись на активних ділянках поверхні часточок гідрокалуміту.27. The method of causticization of Bayer solutions according to claim 25 or 26, where the mentioned inhibitor is a b5 complexing agent and/or a surface-active substance that is able to be absorbed on active areas of the surface of hydrocalumite particles. 28. Спосіб каустифікації баєрівських розчинів за п. 27, де поверхнево-активною речовиною є цукор або полісахарид.28. The method of causticizing Bayer solutions according to claim 27, where the surface-active substance is sugar or polysaccharide. 29. Спосіб каустифікації баєрівських розчинів за п. 28, де аніонні поверхнево-активні речовини використовуються як згаданий інгібітор.29. The method of causticizing Bayer solutions according to claim 28, where anionic surfactants are used as the mentioned inhibitor. 30. Спосіб каустифікації баєрівських розчинів за п. 31, де згадані аніонні поверхнево-активні речовини вибирають з групи, яка містить наступні матеріали, їх солі і похідні: аніонні гомополімери або співполімери, гідроксамові кислоти, гумінову та танінову кислоти, лігносульфонати, жирні кислоти, сульфоновані карбонові кислоти, карбонові кислоти та полігідроксикарбонові кислоти. 70 30. The method of causticizing Bayer solutions according to claim 31, where the mentioned anionic surfactants are selected from the group containing the following materials, their salts and derivatives: anionic homopolymers or copolymers, hydroxamic acids, humic and tannic acids, lignosulfonates, fatty acids, sulfonated carboxylic acids, carboxylic acids and polyhydroxycarboxylic acids. 70 31. Спосіб каустифікації баєрівських розчинів за будь-яким з пп. 19 - 30, де каустифікований баєрівський розчин одержаний в реакції піддають розділенню тверда речовина/рідина для видалення часточок гідрокалуміту.31. The method of causticizing Bayer solutions according to any of claims 19 - 30, where the causticized Bayer solution obtained in the reaction is subjected to solid/liquid separation to remove hydrocalumite particles. 32. Спосіб стабілізації часточок гідрокалуміту, що включає наступні стадії: формування часточок гідрокалуміту в баєрівському розчині; і додавання інгібітору, що стабілізує часточки гідрокалуміту завдяки інгібуванню утворення алюмінату /5 трикальцію в баєрівському розчині.32. A method of stabilizing hydrocalumite particles, which includes the following stages: formation of hydrocalumite particles in Bayer's solution; and the addition of an inhibitor that stabilizes hydrocalumite particles by inhibiting the formation of /5 tricalcium aluminate in Bayer's solution. 33. Спосіб за п. 32, де інгібітор додають до розчину перед утворенням часточок гідрокалуміту.33. The method according to claim 32, where the inhibitor is added to the solution before the formation of hydrocalumite particles. 34. Спосіб за п. 32 або 33, де інгібітор додають під час утворення часточок гідрокалуміту.34. The method according to claim 32 or 33, where the inhibitor is added during the formation of hydrocalumite particles. 35. Спосіб за будь-яким з пп. 32 - 34, де інгібітор додають після утворення часточок гідрокалуміту.35. The method according to any one of claims 32 - 34, where the inhibitor is added after the formation of hydrocalumite particles. 36. Спосіб за будь-яким з пп. 32 - З5, де інгібітором є аніонна або неіонна поверхнево-активна речовина.36. The method according to any one of claims 32 - C5, where the inhibitor is an anionic or nonionic surfactant. 37. Спосіб за п. 36, де аніонну поверхнево-активну речовину вибирають з групи, яка містить: гомополімери або співполімери, що включають поліакрилову кислоту і її співполімери з акриламідом і полімери, що несуть гідроксаматні функціональні групи, гідроксамові кислоти, гумінову та танінову кислоти, лігносульфонати, жирні кислоти, сульфоновані карбонові кислоти, карбонові кислоти та полігідроксикарбонові кислоти, комбінації їх солей або похідних або їх комбінації. с37. The method according to claim 36, where the anionic surfactant is selected from the group that contains: homopolymers or copolymers, including polyacrylic acid and its copolymers with acrylamide and polymers bearing hydroxamate functional groups, hydroxamic acids, humic and tannic acids, lignosulfonates, fatty acids, sulfonated carboxylic acids, carboxylic acids and polyhydroxycarboxylic acids, combinations of their salts or derivatives, or combinations thereof. with 38. Спосіб за п. 37, де аніонною поверхнево-активною речовиною є глюконова кислота.38. The method according to claim 37, where the anionic surfactant is gluconic acid. 39. Спосіб за п. 37, де аніонною поверхнево-активною речовиною є глюконат. о39. The method according to claim 37, where the anionic surfactant is gluconate. at 40. Спосіб за п. 39, де глюконатом є глюконат натрію.40. The method according to claim 39, where the gluconate is sodium gluconate. 41. Спосіб за п. 37, де аніонною поверхнево-активною речовиною є цукор або полісахарид.41. The method according to claim 37, where the anionic surfactant is sugar or polysaccharide. 42. Спосіб за п. 41, де цукром є цукроза або глюкоза. со зо 42. The method according to claim 41, where the sugar is sucrose or glucose. so so 43. Спосіб за п. 41, де полісахаридом є крохмаль.43. The method according to claim 41, where the polysaccharide is starch. 44. Спосіб за будь-яким з пп. 32 - 43, який надалі включає стадію нагрівання баєрівського розчину. с44. The method according to any one of claims 32 - 43, which further includes the stage of heating the Bayer solution. with 45. Спосіб за п. 44, де стадію нагрівання проводять перед стадією утворення часточок гідрокалуміту. «Е45. The method according to claim 44, where the heating stage is carried out before the stage of formation of hydrocalumite particles. "IS 46. Спосіб за п. 45, який також включає стадію нагрівання баєрівського розчину до температури в інтервалі від 252С до 1002С. іа46. The method according to claim 45, which also includes the stage of heating the Bayer solution to a temperature in the range from 252C to 1002C. ia 47. Спосіб за п. 46, де баєрівський розчин нагрівають до температури в інтервалі від 702 до 8020. ї-47. The method according to claim 46, where the Bayer solution is heated to a temperature in the range from 702 to 8020. 48. Спосіб за п. 44, де стадію нагрівання здійснюють після додавання інгібітору.48. The method according to claim 44, where the heating stage is carried out after adding the inhibitor. 49. Спосіб за п. 48, де баєрівський розчин нагрівають до температури в інтервалі від 1002С до 18020.49. The method according to claim 48, where the Bayer solution is heated to a temperature in the range from 1002C to 18020C. 50. Спосіб за п. 49, де баєрівський розчин нагрівають до температури в інтервалі від 1202С до 14096. «50. The method according to claim 49, where the Bayer solution is heated to a temperature in the range from 1202C to 14096. 51. Спосіб за будь-яким з пп. 32 - 50, який також включає стадію перемішування баєрівського розчину.51. The method according to any one of claims 32 - 50, which also includes the step of mixing the Bayer solution. 52. Спосіб за будь-яким з пп. 32 - 51, який також включає стадію видалення стабілізованих часточок - с гідрокалуміту. « 52. The method according to any one of claims 32 - 51, which also includes the step of removing stabilized hydrocalumite particles. " 53. Спосіб за п. 52, де стадія видалення стабілізованих часточок гідрокалуміту включає стадію фільтрування. ,» 53. The method according to claim 52, wherein the step of removing stabilized hydrocalumite particles includes a filtering step. ," 54. Спосіб за п. 53, де стадію фільтрування проводять в вакуумі.54. The method according to claim 53, where the filtering stage is carried out in a vacuum. 55. Спосіб за будь-яким з пп. 52 - 54, який також включає стадію промивання видалених часточок гідрокалуміту. -| 55. The method according to any one of claims 52 - 54, which also includes the step of washing the removed hydrocalumite particles. -| 56. Спосіб за п. 55, де стадію промивання проводять використовуючи деїонізовану воду. с 56. The method according to claim 55, where the washing stage is carried out using deionized water. with 57. Спосіб за п. 56, де стадію промивання деіїонізованою водою проводять використовуючи гарячу деіонізовану воду. ї 57. The method according to claim 56, where the stage of washing with deionized water is carried out using hot deionized water. eat 58. Спосіб за п. 52, який також включає стадію використання, принаймні, частини видаленого гідрокалуміту 7 50 для каустифікації баєрівського розчину. сю» Ф) іме) 60 б558. The method according to claim 52, which also includes the step of using at least a portion of the removed hydrocalumite 7 50 for causticizing the Bayer solution. syu" F) name) 60 b5
UA2001031964A 1998-09-25 1999-09-13 Process for causticisation of bayer's solutions and process for stabilization of hydrocalumite particles UA79423C2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AUPP6224A AUPP622498A0 (en) 1998-09-25 1998-09-25 Improved bayer causticisation
PCT/AU1999/000757 WO2000018684A1 (en) 1998-09-25 1999-09-13 Improved bayer causticisation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
UA79423C2 true UA79423C2 (en) 2007-06-25

Family

ID=3810442

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
UA2001031964A UA79423C2 (en) 1998-09-25 1999-09-13 Process for causticisation of bayer's solutions and process for stabilization of hydrocalumite particles

Country Status (3)

Country Link
AU (1) AUPP622498A0 (en)
ES (1) ES2361264T3 (en)
UA (1) UA79423C2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
AUPP622498A0 (en) 1998-10-22
ES2361264T3 (en) 2011-06-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2470673C (en) Improved bayer causticisation
US3944648A (en) Method for processing bauxites
EA013687B1 (en) A process for recovering lumina
CN106115751B (en) A kind of method that utilization two-part acid reaction method extracts aluminum oxide
US4597952A (en) Purification of solutions of sodium aluminate in the Bayer cycle by the removal of sodium oxalate
US4849190A (en) Process for the production of hydrated alumina and process for the treatment of acid wastes
US5888461A (en) Process for purifying sodium aluminate solutions containing sodium oxalate
US7192568B2 (en) Process for filter aid production in alumina refineries
WO1987003314A1 (en) A process for causticizing of an aqueous solution containing alkali carbonate
UA79423C2 (en) Process for causticisation of bayer's solutions and process for stabilization of hydrocalumite particles
AU769770B2 (en) Improved bayer causticisation
AU2004201629B2 (en) Improved bayer causticisation
WO2013131118A1 (en) High temperature processs for causticisation of a bayer liquor
SU1224262A1 (en) Method of separating chlorides of calcium and magnesium
AU2001272227B2 (en) Improved process for filter aid production in alumina refineries
AU2012203292C1 (en) High temperature processs for causticisation of a bayer liquor
CA1279157C (en) Process for causticizing of an aqueous solution containing alkali carbonate
SU899468A1 (en) Process for producing caustic soda
SU608759A1 (en) Method of regenerating ammonia from ammonium chloride