WO1995019318A1 - Procede de traitement de bauxite a trihydrate d'alumine - Google Patents

Procede de traitement de bauxite a trihydrate d'alumine Download PDF

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WO1995019318A1
WO1995019318A1 PCT/FR1994/001429 FR9401429W WO9519318A1 WO 1995019318 A1 WO1995019318 A1 WO 1995019318A1 FR 9401429 W FR9401429 W FR 9401429W WO 9519318 A1 WO9519318 A1 WO 9519318A1
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WO
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liquor
suspension
attack
bauxite
concentration
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PCT/FR1994/001429
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English (en)
Inventor
Robert Bitsch
Jean-Michel Lamerant
Original Assignee
Aluminium Pechiney
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F7/00—Compounds of aluminium
    • C01F7/02—Aluminium oxide; Aluminium hydroxide; Aluminates
    • C01F7/04—Preparation of alkali metal aluminates; Aluminium oxide or hydroxide therefrom
    • C01F7/06—Preparation of alkali metal aluminates; Aluminium oxide or hydroxide therefrom by treating aluminous minerals or waste-like raw materials with alkali hydroxide, e.g. leaching of bauxite according to the Bayer process
    • C01F7/062—Digestion

Definitions

  • the invention relates to a method of treating bauxite with alumina trihydrate, according to the Bayer method, combining an alkaline attack at atmospheric pressure of a large fraction of said bauxite with an alkaline attack at higher temperature of the remaining fraction of this. same bauxite.
  • Bayer process widely described in the specialized literature constitutes the essential technique for the production of alumina intended to be transformed into aluminum by igneous electrolysis or to be used in the state of hydrate, of transition alumina, of calcined alumina, sintered or molten alumina, in the numerous applications pertaining to the field of technical aluminas.
  • the bauxite ore is attacked hot using an aqueous solution of sodium hydroxide or "caustic soda" at an appropriate concentration, thus ensuring the solubilization of the alumina and obtaining a solution oversaturated with sodium aluminate.
  • the supersaturated solution of sodium aluminate is seeded with particles of alumina trihydrate in order to cause the precipitation of alumina in the form of trihydrate alumina.
  • the sodium aluminate liquor depleted in alumina, called decomposed liquor, is recycled at the attack stage after having been possibly concentrated and recharged with sodium hydroxide to reconstitute a liquor, called attack liquor, the concentration of which is appropriate to the nature of the bauxite to be attacked.
  • the extraction yields of the soluble alumina are greater than 95% and the purity of the resulting sodium aluminate liquor (conditioning the purity of the alumina trihydrate precipitated subsequently) is satisfactory if we take the precaution at least to limit the rate of these impurities (soluble silica, iron oxides, degraded humic matter ...) by selective purification operations.
  • This purification in particular in the case of silica, may however prove to be more or less difficult to achieve depending on the mineralogical forms of the impurity present.
  • attack temperatures of between 130 ° and 200 ° C. requires the use of autoclaves or pressure reactors (tubular reactors type) generating both significant investments and very low operating costs. significantly increased by the energy consumed and the maintenance costs.
  • the invention relates to a method of treating bauxite with alumina trihydrate according to the Bayer method combining an alkaline attack at atmospheric pressure of at least 40% by weight of said bauxite with an alkaline attack at higher temperature of the remaining fraction of that same bauxite.
  • This process which we will call for simplicity in the following description "mixed attack process” or “mixed process”, provides a satisfactory solution to the previously mentioned problem which must be resolved by the skilled person.
  • the invention relates to a process for the treatment of bauxite with trihydrate by sodium attack, according to the Bayer process, comprising the steps of grinding and desilicating in the presence of an aliquot of liquor decomposed from sodium aluminate, then setting contact of said ground and desilicated bauxite with the rest of the decomposed liquor, possibly concentrated, to form a suspension which, after dilution, is decanted and filtered to separate the solid fraction of the red mud from the supersaturated sodium aluminate liquor, said liquor then being decomposed in the presence of a primer and then recycled as attack liquor after separation of the alumina trihydrate characterized in that:
  • a first fraction of at least 40% by weight of bauxite with crushed and desilicated trihydrate is brought into contact at atmospheric pressure at a temperature between 100 ° C and 107 ° C and for at least one hour with an aliquot of liquor decomposed and possibly concentrated by evaporation or attack liquor, the weight ratio Rp of which is between 0.5 and 0.7 and the concentration of caustic soda is between 180 and 220 g.
  • the remaining fraction of bauxite with crushed and desilicate trihydrate, not exceeding 60% by weight, is brought into contact for at least 5 minutes between 130 ° C and 180 ° C with the rest of the decomposed liquor and possibly concentrated by evaporation , or attack liquor, to form a second suspension whose weight ratio Rp is between 1.30 and 1.55 and the concentration of caustic soda is between 160 and 220 g Na-0 / liter,
  • the two suspensions thus obtained whose temperatures after attack are respectively between 90 ° C and 100 ° C for the 1st suspension and 110 ° C and 130 ° C for the 2nd suspension after expansion, are intimately mixed and diluted with washing water against the current of the red mud to form a 3rd suspension whose ratio of Rp concentrations is between 1.13 and 1.28 and the concentration of caustic soda is between 140 and 175 g Na ⁇ O / liter, at a temperature between 100 and 107 ° C, - said 3rd suspension, the Rp of which after separation of the sludge by decantation, must remain between 1.13 and 1.23 is optionally diluted to adjust its concentration of caustic soda before filtration between 140 and 160 g Na-.0 / liter, then decomposed in the presence of a primer according to the prior art to precipitate alumina trihydrate which is separated by filtration from the decomposed liquor whose concentration ratio Rp is between 0.5 and 0.7 and the concentration of caustic soda is between 140
  • a fraction of decomposed liquor is recycled directly to the wet grinding stage of bauxite at the start of the process at a rate of approximately 0.6 m3 per tonne of bauxite to be ground, while the rest of decomposed liquor is concentrated by evaporation then recycled as an attack liqueur.
  • the Applicant has also been able to observe during the treatment of bauxite with alumina trihydrate according to the mixed attack method of the invention that the usual operation for desilicate bauxite generally carried out before attack and of a maximum duration of one ten hours had in fact to be carried out over more than 30 hours, even 40 hours, with the ' bauxites trihydrate whose weight content of reactive silica is low and generally does not exceed 2%.
  • FIG. 1 schematic representation of the mixed attack method in its usual version
  • FIG. 2 schematic representation of the mixed attack method according to the "double desiccation" variant, that is to say associating with the predesilication of bauxite a desiccation after attack or post-desiccation of the fraction of bauxite attacked at atmospheric pressure.
  • the bauxite with alumina trihydrate 1 is brought into contact with an aliquot 14 of decomposed liquor 11 of sodium aluminate whose Rp is preferably between 0.57 and 0.65 and the sodium hydroxide concentration caustic preferably between 150 and 160 g Na-0 / liter at a rate of 1600 to 1800 kg of dry ore to be treated per m3 of liquor to form, after wet grinding A, a thick suspension 2 which undergoes desiccation B by heating between 90 ° C and 105 ° C for a sufficient time, generally between 5 and 10 hours, to dissolve the soluble silica (in particular the kaolin Al O ,, 2SiO-., 2H-0) contained in the bauxite and to reprecipitate it in the form of sodium silicoaluminate very poorly soluble but whose kinetics of precipitation is slow.
  • soluble silica in particular the kaolin Al O ,, 2SiO-., 2H-0
  • a first fraction 3a representing at least 40% and preferably 50% to 65% by weight of the bauxite to be treated 1, is brought into contact Ca, for 2 to 5 hours and at a temperature between 103 ° C and 107 ° C , with an aliquot 13a of attack liquor 13 whose Rp is between 0.57 and 0.65 and the concentration of caustic soda between 195 and 215 g Na ⁇ O / liter.
  • a first suspension 4a is obtained, the Rp of which is between 1.05 and 1.15 and the caustic soda content is between 175 and 185 g Na ⁇ O / liter.
  • the remaining fraction corresponding to at most 60% and preferably 35% to 50% by weight of the bauxite to be treated 1 is brought into contact Cb, for 10 to 30 minutes in an autoclave heated between 140 ° C and 155 ° C, with the other aliquot 13b of the attack liquor 13 to form a second suspension 4b whose Rp is between 1.30 and 1.50 and the concentration of caustic Na ⁇ O is between 175 and 195 g Na 2 0 /liter.
  • the mixing and dilution of the suspensions 4a and 4b is carried out in the next step D. More specifically, the suspension 4a resulting from the atmospheric attack, already slightly cooled between 95 ° C and 100 ° C, is intimately mixed with the suspension 4b , resulting from the attack in an autoclave, the temperature of which after successive detents is still • around 120 ° C. which makes it possible to heat both the excessively cold suspension 4a of the atmospheric attack and the dilution liquor 20 coming from the backwashing F of red mud.
  • This dilution liquor 20 containing less than 100 g of Na-0 / liter is intended to lower the concentration of caustic soda in the mixture of suspensions 4a and 4b in a range of concentrations more suitable for the good performance of the subsequent settling operations and above all of decomposition.
  • the suspension 5 resulting from the mixing and dilution stage D the temperature of which is between 100 ° C and 105 ° C with an Rp ratio of between 1.135 and 1.25 and a concentration of caustic soda between 140 and 160 g Na ⁇ O / liter is decanted E to separate in a known manner the red mud 19 landfilled 21 after washing against the current successively with washing water 17 of the production alumina trihydrate 16, then with pure water 18.
  • the liquor 6 resulting from decantation, the Rp of which must remain between 1.13 and 1.23 is subjected to safety filtration 6 with a view to removing the fine particles of suspended mud still in suspension.
  • the clarified filtrate 7 of supersaturated sodium aluminate liquor is broken down H in the presence of trihydrate primer 10 recycled according to the prior art.
  • the alumina trihydrate in suspension 8 in the decomposed liquor is separated by filtration J to be for the most part (approximately 90% in weight) recycled as primer 10 and in minor part 9 (approximately 10%) extracted for production 16 after washing K with water 15.
  • the mixed process according to the invention compared with the processes of the prior art, makes it possible, with equal weight of ore, to significantly reduce the volume of product flows treated in an autoclave between 140 ° C. and 160 ° C.
  • v' Relative to the volumes v 'and V of the corresponding suspensions, v' is of the order of 0.6 V, thus reflecting a reduction in volume of the order of 30% of the material flows and thus limiting to a volume of flux of 21 to 30% of the total material flow the autoclave treatment of 35 to 50% by weight of the bauxite to trihydrate.
  • the grinding operations A, predilining B are carried out in a strictly similar manner to that of FIG. 1, then the attacks of the 2 fractions 3a and 3b respectively at atmospheric pressure Ca for fraction 3a and in an autoclave Cb between 140 ° C and 155 ° C for fraction 3b.
  • a first suspension 4a whose Rp is between 1.05 and 1.15 and the concentration of caustic soda is between 185 and 195 g Na-0 / liter.
  • the caustic concentration of this suspension 4a is adjusted between 160 and 180 g Na 2 0 / liter and preferably between 165 and 175 g Na-.0 / liter. Is then carried out by maintaining at a temperature between 97 and 103 ° C for more than 2 hours and preferably 3 to 5 hours the post-desilication of this suspension 4a, the content of soluble silica Si0 2 relative to the caustic soda Na- 0 is lowered between 0.40 and 0.50% to give the suspension 4'a.
  • a second suspension 4b the Rp of which is between 1.30 and 1.50, the concentration of caustic Na 2 0 is between 175 and 195 g Na-0 / liter and the level of soluble silica referred to Na 2 0 is between 0.80 and 0.90%.
  • the mixing and dilution of the suspensions 4'a and 4b is carried out in the next step D. More specifically, the suspension 4'a resulting from the atmospheric attack, already slightly cooled between 95 and 100 ° C, is intimately mixed with suspension 4b, resulting from the attack in autoclave, the temperature of which after successive expansion is still around 120 ° C., which makes it possible to heat both the excessively cold suspension 4 ′ a of the atmospheric attack and a part 20 b of the dilution liquor 20 originating from the washing against the current F of red mud.
  • This dilution liquor 20b containing less than 100 g of Na-0 / liter is intended to lower the concentration of caustic soda in the mixture of suspensions 4'a and 4b in a concentration range slightly less than 175 g Na-0 / liter more suitable for the successful completion of subsequent settling operations.
  • the suspension 5 resulting from the mixing and dilution stage D the temperature of which is between 100 and 105 ° C with an Rp ratio of between 1.135 and 1.25, a concentration of caustic soda between 160 and 175 g Na 2 0 / liter and a rate Si0 2 / Na 2 0 5. 0.70% is put in decantation E to separate in a known manner the red mud 19 put in landfill 21 after washing against the current successively with water of washing 17 of the production alumina trihydrate 16, then pure water 18.
  • the end of the operating cycle is carried out in a strictly identical manner to that previously described from FIG. 1.
  • the level of silica controlled between 0.60 and 0.65% in the liquor 5 after dilution D makes it possible to guarantee in the alumina trihydrate precipitated at the decomposition step less than 100 ppm of silica relative to A O -, and this without appreciably modifying the capacities necessary for the desiccation provided for usually implementing the mixed attack process of bauxite with trihydrate which therefore retains all of its advantages, as is apparent from the examples following applications to know:
  • the first 3 application examples were made from 3 identical batches of 100 tonnes of trihydrate bauxite of Indian origin of the following composition (dry):
  • This 4th example of application associating double desiccation with mixed attack was produced from a batch of 100 tonnes of bauxite with alumina trihydrate of Indian origin with a low reactive silica content having the composition (on sec):
  • the suspension 4a then undergoes post-desiccation under the following conditions: after a slight dilution with washing water 20a of the alumina trihydrate sludges precipitated for production, adjust the concentration to 170 g Na 2 O / liter, the suspension 4a is kept stirring at 100 ° C for 4 hours.
  • the resulting suspension 4 ′ then has the title:
  • double desiccation is the only industrial means which makes it possible, with a high concentration of Na 2 0, to rapidly lower the silica content in the liquor resulting from the atmospheric attack to a rate Si0- / Na0 2 S 0 , 5% low enough to compensate for the systematically high silica level (Si0 2 / Na 2 0 between 0.8 and 0.9%) of the liquor from the medium pressure attack and thus maintain the Si0 2 / Na rate 2 0 S 0.65% required for the mixture of these 2 liquors intended to be decomposed.
  • the mixed process according to the invention has the advantage of being able to integrate very easily into an atmospheric process.
  • the excess capacity can be easily obtained by the use of a small auxiliary chain of autoclaves which, operating under the conditions of the mixed process of the invention, will optimize the productivity of the entire existing chain but will also lead to a reduction in the overall amount of the investment, taking into account the reduction in the specific volumes of materials treated that the mixed process allows.

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Abstract

Traitement de bauxite à trihydrate d'alumine par attaque sodique selon le procédé Bayer comportant après broyage et dessilicatation: l'attaque à la pression atmosphérique (Ca) d'une première fraction (3a) d'au moins 40 % en poids de ladite bauxite à trihydrate par une aliquote (13a) de liqueur décomposée (12) recyclée comme liqueur d'attaque (13). L'attaque entre 130 °C et 180 °C de la fraction (3b) restante de ladite bauxite par le reliquat (13b) de liqueur d'attaque (13). Le mélange des 2 suspensions (4a et 4b) ainsi formées et leur dilution (D) de préférence par une eau de lavage (20) à contre-courant des boues rouges (F) pour former une troisième suspension (5) dont le rapport Rp des concentrations Al2O3/Na2O g/l est compris entre 1,13 et 1,28 et la concentration en soude caustique est comprise entre 140 et 160 g Na2O/litre à une température elle-même comprise entre 100 °C et 107 °C. Enfin la décomposition (H) en présence d'amorce (10) de la solution sursaturée d'aluminate de sodium (7) filtrée (G) après séparation par décantation (E) des résidus insolubles ou boues rouges (19) de la suspension (5).

Description

PROCEDE DE TRAITEMENT DE BAUXITE A TRIHYDRATE D'ALUMIME
DOMAINE TECHNIQUE
L'invention concerne un procédé de traitement de bauxite à trihydrate d'alumine, selon le procédé Bayer, combinant une attaque alcaline à pression atmosphérique d'une fraction importante de ladite bauxite avec une attaque alcaline à plus haute température de la fraction restante de cette même bauxite.
ETAT DE LA TECHNIQUE
Le procédé Bayer largement décrit dans la littérature spécialisée constitue la technique essentielle de production d'alumine destinée à être transformée en aluminium par électrolyse ignée ou à être utilisée à l'état d'hydrate, d'alumine de transition, d'alumine calcinée, d'alumine frittée ou fondue, dans les nombreuses applications relevant du domaine des alumines techniques.
Selon ce procédé, le minerai de bauxite est attaqué à chaud au moyen d'une solution aqueuse d'hydroxyde de sodium ou "soude caustique" à concentration appropriée, assurant ainsi la solubi lisation de l'alumine et l'obtention d'une solution sursaturée d'aluminate de sodium. Après séparation de la phase solide constituant le résidu inattaqué (boues rouges) du minerai, la solution sursaturée d'aluminate de sodium est ensemencée avec des particules de trihydrate d'alumine dans le but de provoquer la précipitation de l'alumine sous forme de trihydrate d'alumine. La liqueur d'aluminate de sodium appauvrie en alumine, dite liqueur décomposée, est recyclée à l'étape de l'attaque après avoir été éventuellement concentrée et rechargée en hydroxyde de sodium pour reconstituer une liqueur, dite liqueur d'attaque, dont la concentration est appropriée à la nature de la bauxite à attaquer.
Il est bien connu en effet de l'homme du métier que les conditions de traitement des bauxites par attaque alcaline, selon le procédé Bayer, doivent être adaptées en fonction du degré d'hydratation et de la structure cristal lographique de l'alumine contenue mais également de la nature et de la teneur des impuretés présentes (silice, oxydes de fer, matières humiques...). C'est ainsi que les bauxites contenant de l'alumine à l'état de monohydrate (boehmite, diaspore) sont traitées à des températures supérieures à 200°C et généralement comprises entre 220°C et 300°C, alors que les bauxites contenant de l'alumine à Vétat de trihydrate (hydrargillite appelée également gibbsite) sont attaquées à des températures inférieures à 200°C et généralement comprises entre 100°C et 170°C.
Dans la plupart des cas les rendements d'extraction de l'alumine solubilisable sont supérieurs à 95 % et la pureté de la liqueur d'aluminate de sodium résultante (conditionnant la pureté du trihydrate d'alumine précipité ultérieurement) est satisfaisante si l'on prend la précaution au moins de limiter le taux de ces impuretés (silice soluble, oxydes de fer, matières humiques dégradées...) par des opérations sélectives d'épuration. Cette épuration, notamment dans le cas de la silice, peut s'avérer toutefois plus ou moins difficile à réaliser selon les formes minéralogiques de l'impureté présente.
Le choix des conditions de traitement d'une bauxite à trihydrate d'alumine n'est toutefois pas uniquement fonction des critères de rendement et de pureté recherchés. En effet d'autres facteurs, comme l'importance de l'investissement nécessaire à la mise en oeuvre du procédé ainsi que son coût d'exploitation, faisant intervenir notamment la notion de productivité sont à prendre en considération. Par productivité, il faut comprendre productivité de la liqueur d'aluminate de sodium sursaturée issue de l'attaque alcaline, exprimée par la quantité d'alumine en gramme par litre ou en kg par m3 de liqueur qui précipite lors de la décomposition en présence d'amorce. Cette productivité est déterminée par le produit de la concentration en Na-0 caustique de ladite liqueur par la différence des rapports de concentration Rp = AlpO-jg/l/Na^O g/1 entre l'entrée et la sortie de la décomposition. Elle peut atteindre, voire dépasser, 80 g. A O-Jl i tre (80 kg Al203/m3). Ainsi un tel résultat peut être obtenu quand on attaque entre 140 et 160°C de la bauxite broyée, ayant généralement subi un traitement de dessilicatation, par une liqueur décomposée d'aluminate de sodium éventuellement concentrée par évaporation dont la concentration en Na20 caustique est comprise entre 130 et 200 g/litre permettant d'atteindre en fin d'attaque un rapport pondéral Rp de l'ordre de 1,20, qui après décomposition, est abaissé aux environs de 0,60.
Si on recherche en fin d'attaque des Rp encore plus élevés (1,30 à 1,35) on est confronté, lors du refroidissement et de la décantation de la suspension issue de l'attaque, au problême de la rétrogradation sous forme d'hydragillite d'une partie de l'alumine solubilisée ; c'est-à-dire à une précipitation par nucléation spontanée de l'alumine solubilisée en trihydrate d'alumine. Cette rétrogradation peut être activée aussi par la présence des fines particules des boues en suspension faisant office d'amorce de décomposition lors de la décantation des boues rouges de sorte que : la perte de rendement par rétrogradation peut dépasser 5% faisant perdre tout intérêt à la recherche d'un Rp très élevé.
Par ailleurs l'obtention de températures d'attaque comprises entre 130° et 200°C nécessite la mise en oeuvre d'autoclaves ou de réacteurs sous pression (type réacteurs tubulaires) engendrant à la fois des investissements importants et des coûts d'exploitation très sensiblement majorés par l'énergie consommée et les frais de maintenance.
C'est la raison pour laquelle se sont développés les procédés d'attaque à l'atmosphère dits "procédés atmosphériques" qui à l'exception des conditions d'attaque effectuée au voisinage de 100°C, à la pression atmosphérique, reconduisent les autres conditions d'attaque de la bauxite à trihydrate. Compte tenu de la simplicité des moyens à mettre en oeuvre, les coûts d'entretien et de maintenance ainsi que 1 'importance des investissements sont significativement diminués. C'est sur ce principe que fonctionnent plusieurs usines de traitement de bauxite installées à proximité du lieu d'extraction du minerai en Afrique ou en Inde. Outre l'augmentation des temps de séjour consécutive au ralentissement d'une part de la cinétique de dessilicatation, c'est-à-dire d'élimination d'une quantité significative de silice soluble ou réactive par précipitation sous une forme insoluble, d'autre part de la cinétique de dissolution de l'alumine extractible ou solubilisable, l'inconvénient majeur des procédés atmosphériques est leur faible productivité qui n'excède généralement par 75 kg/m3. En effet, au voisinage de 100°C il n'est pas possible de dépasser des valeurs de Rp supérieures à 1,10 sans risquer de provoquer, par trop forte sursaturation, une rétrogradation importante de l'alumine en hydrargillite lors du refroidissement et de la décantation de la suspension réalisés à des températures souvent inférieures à 100°C
PROBLEME POSE
Pour l'homme du métier exploitant un procédé atmosphérique de traitement de la bauxite à trihydrate, l'obtention d'une productivité d'au moins 80 kg/m3 équivalente à celle des procédés d'attaque à plus haute température et cela sans augmentation des autres coûts d'exploitation ni investissement important, reste un problême mal résolu.
OBJET DE L'INVENTION
L'invention concerne un procédé de traitement de bauxite à trihydrate d'alumine selon le procédé Bayer combinant une attaque alcaline à pression atmosphérique d'au moins 40% en poids de ladite bauxite avec une attaque alcaline à plus haute température de la fraction restante de cette même bauxite. Ce procédé, que nous appellerons par simplification dans la suite de la description "procédé d'attaque mixte" ou "procédé mixte", apporte une solution satisfaisante au problème précédemment évoqué que doit résoudre l'homme du métier.
Plus précisément l'invention concerne un procédé de traitement de bauxite à trihydrate par attaque sodique, selon le procédé Bayer, comportant les étapes de broyage et de dessilicatation en présence d'une aliquote de liqueur décomposée d'aluminate de sodium, puis de mise en contact de ladite bauxite broyée et dessilicatée avec le reste de la liqueur décomposée, éventuellement concentrée, pour former une suspension qui, après dilution, est décantée et filtrée pour séparer la fraction solide des boues rouges de la liqueur d'aluminate de sodium sursaturée, ladite liqueur étant alors décomposée en présence d'amorce puis recyclée comme liqueur d'attaque après séparation du trihydrate d'alumine caractérisé en ce que :
- une 1ère fraction d'au moins 40% en poids de bauxite à trihydrate broyée et dessilicatée est mis en contact à la pression atmosphérique à une température comprise entre 100°C et 107°C et pendant au moins une heure avec une aliquote de liqueur décomposée et éventuellement concentrée par évaporation ou liqueur d'attaque, dont le rapport pondéral Rp est compris entre 0,5 et 0,7 et la concentration en soude caustique est comprise entre 180 et 220 g. Na-0/litre, pour former une 1ère suspension dont le rapport pondéral Rp est compris entre 1 et 1,20 et la concentration en soude caustique est comprise entre 160 et 200 g Nβ O/litre, ladite première suspension après légère dilution étant éventuellement soumise à une nouvelle dessilicatation ou post-dessilicatation par maintien en température à environ 100°C pendant au moins 2 heures,
- la fraction restante de bauxite à trihydrate broyée et dessilicatée, n'excédant pas 60% en poids, est mise en contact pendant au moins 5 minutes entre 130°C et 180°C avec le reste de la liqueur décomposée et éventuellement concentrée par évaporation, ou liqueur d'attaque, pour former une 2ème suspension dont le rapport pondéral Rp est compris entre 1,30 et 1,55 et la concentration en soude caustique est comprise entre 160 et 220 g Na-0/litre,
- les deux suspensions ainsi obtenues, dont les températures après attaque sont respectivement comprises entre 90°C et 100°C pour la 1ère suspension et 110°C et 130°C pour la 2ème suspension après détente, sont intimement mélangées et diluées avec l'eau de lavage à contre-courant des boues rouges pour former une 3ème suspension dont le rapport des concentrations Rp est compris entre 1,13 et 1,28 et la concentration en soude caustique est comprise entre 140 et 175 g Na^O/litre, à une température comprise entre 100 et 107°C, - ladite 3ème suspension, dont le Rp après séparation des boues par décantation, doit rester compris entre 1,13 et 1,23 est éventuellement rediluée pour régler sa concentration en soude caustique avant filtration entre 140 et 160 g Na-.0/litre, puis décomposée en présence d'amorce selon l'art antérieur pour précipiter du trihydrate d'alumine qui est séparé par filtration de la liqueur décomposée dont le rapport de concentration Rp est compris entre 0,5 et 0,7 et la concentration en soude caustique est comprise entre 140 et 160 g Na^O/litre,
- une fraction de liqueur décomposée est recyclée directement à l'étape de broyage humide de la bauxite en tête de procédé à raison d'environ 0,6 m3 par tonne de bauxite à broyer, alors que le reste de liqueur décomposée est concentrée par évaporation puis recyclée comme liqueur d'attaque.
Lors de ses essais, la demanderesse a pu constater en effet que les performances du procédé d'attaque atmosphérique des bauxites à trihydrate pouvaient être significative ent améliorées, en terme de productivité notamment, sans requérir de coûteux investissements complémentaires ni de modifications fondamentales du procédé de base. Cela, par simple enrichissement de la liqueur sursaturée issue de l'attaque atmosphérique de bauxite (dont le Rp ne peut guère excéder 1,10), à l'aide d'une liqueur fortement sursaturée donc peu stable (Rp généralement compris entre 1,35 et 1,50) issue de l'attaque en parallèle à plus haute température d'une fraction de la même bauxite à trihydrate. Le mélange intime de ces 2 liqueurs immédiatement après attaque permet, après une légère dilution d'obtenir au moindre coût une liqueur sursaturée d'aluminate de sodium conservant une stabilité suffisante à la température où s'effectue la décantation et assurant après décomposition une forte productivité grâce au meilleur compromis entre les 3 caractéristiques essentielles qui règlent la sursaturation avant décantation : température, Rp initial et concentration en soude caustique à savoir :
- Température : 100°C à 107°C
- Rp initial : 1,13 à 1,25 - Concentration en soude caustique : 140 à 160 g Na^O/litre
La demanderesse a pu également constater lors du traitement de bauxite à trihydrate d'alumine selon le procédé d'attaque mixte de l'invention que l'opération habituelle de dessilicatation de la bauxite généralement effectuée avant attaque et d'une durée maximale d'une dizaine d'heures devait en fait être réalisée sur plus de 30 heures, voire 40 heures, avec les' bauxites à trihydrate dont la teneur pondérale en silice réactive est faible et n'excède en général pas 2%. Cela en vue d'atteindre un taux d'épuration en silice soluble acceptable, à savoir SiO- sol/Na O caust i 0,70%, dans la liqueur d'aluminate de sodium sursaturée à partir de laquelle est précipité le trihydrate d'alumine par décomposition en présence d'amorce. Ce problème de l'augmentation anormale des durées de dessilicatation, et donc des temps de séjour, très souvent rencontré lors du traitement des bauxites à trihydrate à faible teneur en silice réactive est lié à la cinétique très lente de précipitation sous forme de silico-aluminate de sodium insoluble, de la silice réactive solubilisée dans la liqueur alcaline; cinétique d'autant plus lente que la bauxite contient moins de silice réactive pour déplacer l'équilibre de la réaction vers la formation du composé insoluble.
Pour ne pas annuler par des traitements de dessilicatation de trop longue durée les avantages procurés par l'attaque mixte selon l'invention des bauxites à trihydrate, la demanderesse a mis au point dans le cas particulier des bauxites à faible teneur en silice réactive un traitement spécifique dit de double dessilicatation consistant à effectuer une prédessilicatation de la bauxite dans les conditions habituelles, c'est-à-dire limitée dans le temps à une dizaine d'heures, puis une dessilicatation après attaque, ou post-dessilicatation, de quelques heures de la seule fraction de minerai attaquée à la pression atmosphérique pour obtenir, après cette double dessilicatation de cette seule fraction, une teneur pondérale en silice double rapportée à Na20 caustique S 0,50%; ce qui permet d'assurer dans la liqueur sursaturée à décomposer, mélange des liqueurs issues des attaques à pression atmosphérique et à moyenne pression, une teneur pondérale SiO- sol/Na^O caust. n'excédant pas la limite requise de 0,70% et cela sans altérer le rendement d'extraction de l'alumine solubilisable ni la productivité de liqueur.
L'invention sera mieux comprise par la description détaillée ci-après du mode de mise en oeuvre de l'invention en se référant à la figure 1, représentation schématique du procédé d'attaque mixte dans sa version usuelle et à la figure 2 représentation schématique du procédé d'attaque mixte selon la variante "double dessilicatation", c'est-à-dire associant à la prëdessilicatation de la bauxite une dessilicatation après attaque ou post-dessilicatation de la fraction de bauxite attaquée à la pression atmosphérique.
Selon la figure 1, la bauxite à trihydrate d'alumine 1 est mise en contact avec une aliquote 14 de liqueur décomposée 11 d'aluminate de sodium dont le Rp est de préférence compris entre 0,57 et 0,65 et la concentration en soude caustique comprise de préférence entre 150 et 160 g Na-0/litre à raison de 1600 à 1800 kg de minerai sec à traiter par m3 de liqueur pour former après broyage humide A une suspension épaisse 2 qui subit une dessilicatation B par chauffage entre 90°C et 105°C pendant un temps suffisant, généralement compris entre 5 et 10 heures, pour dissoudre la silice solubilisable (en particulier le kaolin Al O,, 2SiO-., 2H-0) contenue dans la bauxite et la reprëcipiter sous forme de silicoaluminate de sodium très peu soluble mais dont la cinétique de précipitation est lente.
La suspension épaisse 3 après broyage et dessilicatation est scindée en 2 fractions :
Une première fraction 3a représentant au moins 40% et de préférence 50% à 65% en poids de la bauxite à traiter 1, est mise en contact Ca, pendant 2 à 5 heures et à une température comprise entre 103°C et 107°C, avec une aliquote 13a de liqueur d'attaque 13 dont le Rp est compris entre 0,57 et 0,65 et la concentration en soude caustique comprise entre 195 et 215 g Na^O/litre. Au terme de l'attaque on obtient une 1ère suspension 4a dont le Rp est compris entre 1,05 et 1,15 et la teneur en soude caustique est comprise entre 175 et 185 g Na^O/litre. - La fraction restante correspondant à 60% au plus et de préférence à 35% à 50% en poids de la bauxite à traiter 1 est mise en contact Cb, pendant 10 à 30 minutes en autoclave chauffé entre 140°C et 155°C, avec l'autre aliquote 13b de la liqueur d'attaque 13 pour former une 2ème suspension 4b dont le Rp est compris entre 1,30 et 1,50 et la concentration en Na^O caustique est comprise entre 175 à 195 g Na20/litre.
Le mélange et la dilution des suspensions 4a et 4b est réalisée à l'étape suivante D. Plus précisément la suspension 4a issue de l'attaque atmosphérique, déjà légèrement refroidie entre 95°C et 100°C, est intimement mélangée avec la suspension 4b, issue de l'attaque en autoclave, dont la température après détentes successives est encore •d'environ 120°C ce qui permet de réchauffer à la fois la suspension trop froide 4a de l'attaque atmosphérique et la liqueur de dilution 20 provenant du lavage à contre-courant F des boues rouges. Cette liqueur de dilution 20 contenant moins de 100 g de Na-0/litre est destinée à abaisser la concentration en soude caustique du mélange de suspensions 4a et 4b dans une plage de concentrations plus adaptée à la bonne réalisation des opérations ultérieures de décantation et surtout de décomposition.
Ainsi la suspension 5 résultant de l'étape mélange et dilution D, dont la température se situe entre 100°C et 105°C avec un rapport Rp compris entre 1,135 et 1,25 et une concentration en soude caustique comprise entre 140 et 160 g Na^O/litre est mise en décantation E pour séparer de façon connue les boues rouges 19 mises en décharge 21 après lavage à contre-courant successivement par l'eau de lavage 17 du trihydrate d'alumine de production 16, puis à l'eau pure 18.
La liqueur 6 issue de décantation dont le Rp doit rester compris entre 1,13 et 1,23 subit une filtration de sécurité 6 en vue d'éliminer les fines particules de boue en suspension encore en suspension. Le filtrat clarifié 7 de liqueur sursaturée d'aluminate de sodium est décomposée H en présence d'amorce de trihydrate 10 recyclé selon l'art antérieur. Le trihydrate d'alumine en suspension 8 dans la liqueur décomposée est séparé par filtration J pour être en majeure partie (90% environ en poids) recyclé comme amorce 10 et en partie mineure 9 (10% environ) extrait pour la production 16 après lavage K à l'eau 15. Le reliquat 12 du filtrat 11 de liqueur décomposée d'aluminate de sodium de Rp compris entre 0,57 et 0,65 et de concentration en soude caustique comprise entre 150 et 160 g Na-0/litre, après prélèvement d'une aliquote 14 destinée au broyage humide et à la dessilicatation de la bauxite à raison de 1600 à 1800 kg de minerai sec par m3 de liqueur, est concentrée par évaporation M pour fournir la liqueur d'attaque 13 de la bauxite broyée et dessilicatée, dont les caractéristiques ont été déjà précisées.
Il est évidemment avantageux dans le procédé mixte de travailler à concentration en soude élevée (selon le procédé Bayer Européen) et d'effectuer la décantation dans des dëcanteurs à haute performance dans le but de réduire la consommation spécifique d'énergie mais surtout d'améliorer encore la productivité par limitation des temps de séjour, des temps de refroidissement et par voie de conséquence de la rétrogradation.
Par ailleurs le procédé mixte selon l'invention, comparé aux procédés de l'art antérieur, permet à poids égal de minerai, de réduire significativement en volume les flux de produit traités en autoclave entre 140°C et 160°C. Ainsi dans un exemple selon la version préférentielle où 35% à 50% en poids de la bauxite est attaquée en autoclave, le volume v de liqueur d'attaque mis en oeuvre est nettement inférieur à celui V du procédé atmosphérique. Il est en effet décroissant en fonction des rapports pondéraux Rp visés en fin d'attaque dans les 2 procédés (environ 1,10 pour le procédé atmosphérique et 1,425 pour le procédé mixte), de sorte que v = V (1,10 - 0,6) = 0,6 V
(1,425 - 0,6)
Rapporté aux volumes v' et V des suspensions correspondantes, v' est de l'ordre de 0,6 V, traduisant donc une diminution de volume de l'ordre de 30% des flux de matière et limitant ainsi à un volume de flux de 21 à 30% du flux total de matière le traitement en autoclave des 35 à 50% en poids de la bauxite à trihydrate.
En terme d'investissement ce constat est très important pour l'homme du métier, car le coût de mise en oeuvre de quelques réacteurs sous pression destinés à traiter seulement 21 à 30% du flux total de matière est largement compensé par l'économie d'investissement réalisé par ailleurs sur l'ensemble du procédé, du fait de la réduction des volumes spécifiques des produits traités à chaque étape.
Dans la variante, selon la figure 2, adaptée au traitement des bauxites à basse teneur en silice réactive, on réalise de façon strictement similaire à celle de la figure 1 les opérations de broyage A, prédessilicatation B, puis les attaques des 2 fractions 3a et 3b respectivement à la pression atmosphérique Ca pour la fraction 3a et en autoclave Cb entre 140°C et 155°C pour la fraction 3b. On obtient ainsi au terme de ces 2 attaques conduites en parallèle :
- une première suspension 4a dont le Rp est compris entre 1,05 et 1,15 et la concentration en soude caustique est comprise entre 185 et 195 g Na-0/litre.
Par dilution, par exemple avec une partie de 20a des eaux de dilution 20 provenant du lavage à contre-courant des boues insolubles ou du lavage du trihydrate d'alumine de production, on ajuste la concentration en soude caustique de cette suspension 4a entre 160 et 180 g Na20/litre et de préférence entre 165 et 175 g Na-.0/litre. On réalise ensuite par maintien à une température comprise entre 97 et 103°C pendant plus de 2 heures et de préférence 3 à 5 heures la post-dessilicatation de cette suspension 4a dont la teneur en silice soluble Si02 rapportée à la soude caustique Na-0 est abaissée entre 0,40 et 0,50% pour donner la suspension 4'a.
- Une deuxième suspension 4b dont le Rp est compris entre 1,30 et 1,50, la concentration en Na20 caustique est comprise entre 175 et 195 g Na-0/litre et le taux de silice soluble rapportée à Na20 est compris entre 0,80 et 0,90%.
Le mélange et la dilution des suspensions 4'a et 4b est réalisée à l'étape suivante D. Plus précisément, la suspension 4'a issue de l'attaque atmosphérique, déjà légèrement refroidie entre 95 et 100°C, est intimement mélangée avec la suspension 4b, issue de l'attaque en autoclave, dont la température après détentes successives est encore d'environ 120°C, ce qui permet de réchauffer à la fois la suspension trop froide 4'a de l'attaque atmosphérique et une partie 20b de la liqueur de dilution 20 provenant du lavage à contre-courant F des boues rouges. Cette liqueur de dilution 20b contenant moins de 100 g de Na-0/litre est destinée à abaisser la concentration en soude caustique du mélange de suspensions 4'a et 4b dans une plage de concentrations légèrement inférieure à 175 g Na-0/litre plus adaptée à la bonne réalisation des opérations ultérieures de décantation.
Ainsi, la suspension 5 résultant de l'étape mélange et dilution D, dont la température se situe entre 100 et 105°C avec un rapport Rp compris entre 1,135 et 1,25, une concentration en soude caustique comprise entre 160 et 175 g Na20/litre et un taux Si02/Na20 5. 0,70% est mise en décantation E pour séparer de façon connue les boues rouges 19 mises en décharge 21 après lavage à contre-courant successivement par de l'eau de lavage 17 du trihydrate d'alumine de production 16, puis de l'eau pure 18.
La liqueur 6 issue de décantation, dont le Rp doit rester compris entre 1,13 et 1,23, est à nouveau diluée par une 3ème partie 20c de la liqueur de dilution 20 provenant du lavage à contre-courant des boues rouges puis subit une filtration de sécurité G en vue d'éliminer les fines particules de boue encore en suspension. Le filtrat clarifié 7 de liqueur sursaturée d'aluminate de sodium dont la concentration ne doit pas excéder 160 g Na20/litre est décomposé H en présence d'amorce de trihydrate 10 recyclé selon l'art antérieur. La fin du cycle opératoire est réalisée de façon strictement identique à celle précédemment décrite à partir de la figure 1.
On notera que le taux de silice contrôlé entre 0,60 et 0,65% dans la liqueur 5 après dilution D permet de garantir dans le trihydrate d'alumine précipité à l'étape de décomposition moins de 100 ppm de silice rapportée à A O-, et cela sans modifier sensiblement les capacités nécessaires à la dessilicatation prévue pour mettre en oeuvre haabituellement le procédé d'attaque mixte de bauxite à trihydrate qui conserve donc tous ses avantages, comme il ressort des exemples d'application suivants à savoir :
- une productivité élevée supérieure à 80 kg Al20,/m3
- un rendement d'extraction de la bauxite supérieur à 95%
- des coûts d'exploitation et surtout d'investissement réduits.
EXEMPLES D'APPLICATION
Les 3 premiers exemples d'application ont été réalisés à partir de 3 lots identiques de 100 tonnes de bauxite à trihydrate d'origine indienne de composition (sur sec) suivante :
Al203 % : 44,7 Si02 % : 2,7 dont SiO-, réactif % : 2,3
Fe-03 % : 26,6 Ti02 % : 2,4 perte au feu % : 23,4
Exemple 1 :
La totalité du 1er lot de 100 tonnes a été traitée par attaque atmosphérique selon l'art antérieur.
- Broyage humide et dessilicatation en présence d'une aliquote 14 de liqueur décomposée à raison de 1660 kg de bauxite par m3 de liqueur pendant 10 heures à 100°C.
- Liqueur d'attaque 13 après évaporation :
Rp = 0,61 Na-0 g/1 = 200,3
- Attaque à 106/107°C pendant 2 heures en réacteur atmosphérique de la totalité du lot après broyage et dessilicatation.
- Suspension 4a après attaque :
Rp = 1,10 Na20 g/1 = 180,2 Température 105°C
- Suspension 5 après dilution de la suspension 4a
Rp : 1,08 Na-0 g/1 = 150,4 Température 89°C
Liqueur 7 avant décomposition
Rp = 1,03 Na-0 g/1 = 150,4
Décomposition en présence d'amorce de trihydrate d'alumine entre 62°C et 55°C.
Liqueur décomposée 11 avant recyclage comme liqueur d'attaque
Rp = 0,61 Na20 g/1 = 156,8 Soit une productivité de
(1,03 - 0,61) 150,4 = 63,2 g/1 (63,2 kg/m3)
Exemple 2
Attaque mixte selon l'invention du 2ème lot de 100 tonnes de trihydrate d'alumine :
La moitié du lot soit 50 tonnes a été traitée par attaque atmosphérique L'autre moitié du lot soit 50 tonnes a été traitée par attaque en autoclave à 155°C.
- Broyage humide et dessilicatation dans les conditions de l'exemple 1.
- Liqueur d'attaque 13 après évaporation
Rp = 0,59 Na20 g/1 = 210
- Attaque à 105/106°C pendant 2 heures en réacteur atmosphérique des 50 tonnes de bauxite broyée et dessilicatée.
- Suspension 4a après attaque atmosphérique
Rp = 1,11 Na-0 g/1 = 184,8 Température 105°C
- Attaque à 155°C pendant 10 minutes en autoclave des autres 50 tonnes de bauxite broyée dessilicatée. - Suspension 4b après attaque en autoclave et détente partielle
Rp = 1,46 Na-0 g/1 = 203,2 Température = 120°C
- Suspension 5 après mélange et dilution des suspensions 4a et 4b
Rp = 1,23 Na20 g/1 = 148,4 Température 104°C
- Liqueur 8 avant décomposition
Rp = 1,22 Na-0 g/1 = 148,4
- Décomposition en présence d'amorce de trihydrate d'alumine entre 62°C et 55°C.
- Liqueur décomposée 11 avant recyclage comme liqueur d'attaque
Rp = 0,59 Na-0 g/1 = 157 Soit une productivité de (1,22 - 0,59) 148,4 = 93,5 g/1 (93,5 kg/m3).
Exemple 3
Attaque mixte selon l'invention du 3ème lot de 100 tonnes de trihydrate d'alumine.
65% du lot soit 65 tonnes a été traitée par attaque atmosphérique
35% du lot soit 35 tonnes a été traitée par attaque en autoclave à
145°C.
- Broyage humide et dessilicatation dans les conditions de l'exemple 1
- Liqueur d'attaque 13 après évaporation
Rp = 0,57 Na-0 g/1 = 196,1
- attaque à 104/105°C pendant 4 heures en réacteur atmosphérique des 65 tonnes de bauxite broyée dessilicatée. - Suspension 4a après attaque atmosphérique
Rp = 1,10 Na-0 g/1 = 175,8 Température 106°C
- attaque à 145°C pendant 15 minutes en autoclave des 35 tonnes de bauxite broyée dessilicatée
- Suspension 4b après attaque en autoclave
Rp = 1,40 Na20 g/1 = 192,1
Température de sortie d'attaque après détente partielle : 120°C
- Suspension 5 après mélange et dilution des suspensions 4a et 4b
Rp = 1,175 Na-0 g/1 = 145,8 Température 101°C
- Liqueur 8 avant décomposition
Rp = 1,17 Na20 g/1 = 145,7
- Décomposition en présence d'amorce de trihydrate d'alumine entre 62°C et 55°C.
- Liqueur décomposée 11 avant recyclage comme liqueur d'attaque
Rp = 0,57 Na-0 g/1 = 153,2 Soit une productivité de (1,17 - 0,57) 145,7 = 87,5 g/1 (87,5 kg/m3)
Exemple 4
Ce 4ème exemple d'application associant la double dessilicatation à l'attaque mixte, a été réalisé à partir d'un lot de 100 tonnes de bauxite à trihydrate d'alumine d'origine Indienne à faible teneur en silice réactive ayant la composition (sur sec) suivante :
A1203%: 45,45 Si0-%: 2,57 dont SiO-, réactif : % 1,30 Fe203%: 25,13 Ti02%: 2,58.
Les conditions de broyage, de prédessilicatation, puis d'attaques à pression atmosphérique et à moyenne pression sont rigoureusement les mêmes que celles de l'exemple 2, on obtient d'une part une suspension 4a issue de l'attaque atmosphérique et titrant :
Na20 = 193 g/1 Rp = 1,09 SiO./Na-O = 0,66%
d'autre part une suspension 4b issue de l'attaque à moyenne pression et titrant : a20 = 178,6 g/1 Rp = 1,35 SiO-/Na-0 = 0,87%.
La suspension 4a subit alors une post-dessilicatation dans les conditions suivantes : après une légère dilution avec une eau de lavage 20a des boues au trihydrate d'alumine précipité pour la production, ajuster la concentration à 170 g Na20/litre, la suspension 4a est maintenue sous agitation à 100°C pendant 4 heures. La suspension résultante 4'a titre alors :
Na-0 = 171 g/1 Rp = 1,09 Si02/Na-0 = 0,50%.
Grâce à l'excellent taux d'épuration en silice, la suspension résultant du mélange des suspensions 4'a (environ 60% du volume total) et 4b (environ 40% du volume total) titre avant dilution D et décantation E :
Na-0 = 187,2 g/1 Rp = 1,19 Si02/Na20 = 0,64%.
A noter qu'en ne procédant qu'à une prédessilicatation d'une durée de 10 heures à 100°C le taux Si02/Na20 est de 0,76% et qu'une durée de 39 heures dans ces conditions est nécessaire pour abaisser le taux Si02/Na20 à 0,65%.
Ainsi, on constate que la double dessilicatation est le seul moyen industriel qui permette, à forte concentration en Na20 d'abaisser rapidement la teneur en silice dans la liqueur issue de l'attaque atmosphérique à un taux Si0-/Na02 S 0,5% suffisamment bas pour compenser le taux de silice systématiquement élevé (Si02/Na20 compris entre 0,8 et 0,9%) de la liqueur issue de l'attaque moyenne pression et maintenir ainsi le taux Si02/Na20 S 0,65% requis pour le mélange de ces 2 liqueurs destiné à être décomposé. Après dilution D par une aliquote 20b d'eau de lavage 20, la suspension 5 qui titre Na20 = 169,5 g/1 ; Rp = 1,18 et Si0-/Na-0 = 0,63%, est décantée. La liqueur 6 issue de décantation E est rediluée par une autre aliquote 20c d'eau de lavage pour abaisser la concentration en soude caustique à moins de 160 g Na-0/litre. Après filtration G et avant décomposition H la liqueur 7 titre alors :
Na2 '0 = 149 g/1 Rp = 1,16 Si02/Na20 = 0,59
Par décomposition en présence d'amorce de trihydrate d'alumine entre 62 et 65°C on obtient une liqueur décomposée 11 titrant :
Na20 = 157 g/1 Rp = 0,58 et Si02/Na20 = 0,58
qui est recyclée comme liqueur d'attaque.
La productivité de liqueur est donc de :
(1,16 - 0,58)149 = 86,4 g/1 (86,4 kg/m3)
donc supérieure à 80 g/1 et cela en conservant un rendement global d'extraction d'alumine solubilisable supérieur à 96% ainsi qu'une teneur pondérale en silice dans le trihydrate d'alumine précipité inférieure à 50 pp .
AVANTAGE DU PROCEDE
Outre le fait que des productivités de l'ordre de 90 kg/m3 équivalentes à celles des procédés d'attaque à haute température et bien supérieures à celles des procédés atmosphériques soient obtenues avec le procédé mixte selon l'invention, ce dernier présente l'avantage de pouvoir s'intégrer très facilement à un procédé atmosphérique. Ainsi dans le cadre, par exemple, d'une augmentation de capacité d'une chaîne de traitement utilisant le procédé atmosphérique, le surplus de capacité peut être aisément obtenue par la mise en oeuvre d'une petite chaîne auxiliaire d'autoclaves qui, fonctionnant dans les conditions du procédé mixte de l'invention, optimisera la productivité de l'ensemble de la chaîne existante mais conduira aussi à réduire le montant global de l'investissement, compte tenu de la réduction des volumes spécifiques de matières traitées qu'autorise le procédé mixte. En effet le coût d'acquisition de moyens complémentaires d'attaque sous pression, notamment d'autoclaves de préférence à des réacteurs tubulaires en raison de l'abrasivité des suspensions très concentrées en matière sèche et en soude, est largement compensé par l'économie réalisée sur le nombre d'appareils supplémentaires (dëcanteur, décomposeur, réacteurs atmosphériques, ëvaporateurs... ) qu'il conviendrait de mettre en oeuvre dans le cadre d'un procédé d'attaque atmosphérique selon l'art antérieur.

Claims

REVENDICATIONS
1) Procédé de traitement de bauxite à trihydrate d'alumine par attaque sodique, selon le procédé Bayer, comportant les étapes de broyage et de dessilicatation en présence d'une aliquote de liqueur d'aluminate de sodium, puis de mise en contact de ladite bauxite broyée et dessilicatée avec le reste de la liqueur décomposée, éventuellement concentrée, pour former une suspension qui, après dilution, est décantée et filtrée pour séparer la fraction solide des boues rouges de la liqueur d'aluminate de sodium sursaturée qui ladite liqueur étant alors décomposée en présence d'amorce puis recyclée comme liqueur d'attaque après séparation du trihydrate d'alumine caractérisé en ce que :
- Une 1ère fraction d'au moins 40% en poids de bauxite à trihydrate broyée et dessilicatée est mis en contact à la pression atmosphérique à une température comprise entre 100°C et 107°C et pendant au moins 1 heure avec une aliquote de liqueur décomposée et éventuellement concentrée par évaporation ou liqueur d'attaque, dont le rapport pondéral Rp est compris entre 0,5 et 0,7 et la concentration en soude caustique est comprise entre 180 et 220 g Na20/litre, pour former une 1ère suspension dont le rapport pondéral Rp est compris entre 1 et 1,20 et la concentration en soude caustique est comprise entre 160 et 200 g Na20/litre, la fraction restante de bauxite à trihydrate broyée et dessilicatée, n'excédant pas 60% en poids, est mise en contact pendant au moins 5 minutes entre 130°C et 180°C avec le reste de la liqueur décomposée et éventuellement concentrée par évaporation ou liqueur d'attaque, pour former une 2ème suspension dont le rapport pondéral Rp est compris entre 1,30 et 1,55 et la concentration en soude caustique est comprise entre 160 et 220 g Na20/litre,
- les 2 suspensions ainsi obtenues, dont les températures après attaque sont respectivement comprises entre 90°C et 100°C pour la 1ère suspension et 110°C et 130°C pour la 2ème suspension après détente, sont intensément mélangées et diluées avec l'eau de lavage à contre-courant des boues rouges pour former une 3ème suspension dont le rapport des concentrations Rp est compris entre 1,13 et 1,28 et la concentration en soude caustique est comprise entre 140 et 175 g Na20/litre, à une température comprise entre 100°C et 107°C,
- ladite 3ème suspension, dont le Rp après séparation des boues par décantation, doit rester compris entre 1,13 et 1,23 est éventuellement rediluée pour régler sa concentration en soude caustique avant filtration entre 140 et 160 g Na20/litre, puis décomposée en présence d'amorce selon l'art antérieur pour précipiter du trihydrate d'alumine qui est séparé par filtration de la liqueur décomposée dont le rapport de concentration Rp est compris entre 0,5 et 0,7 et la concentration en soude caustique est comprise entre 140 et 160 g Na20/litre.
- Une fraction de liqueur décomposée est recyclée directement à l'étape de broyage humide de la bauxite en tête du procédé à raison d'environ 0,6 m3 par tonne de bauxite à broyer, alors que le reste de liqueur décomposée est concentrée par évaporation puis recyclée comme liqueur d'attaque.
2) Procédé selon revendication 1 caractérisé en ce que de préférence 50 à 65% en poids de la bauxite est attaquée à la pression atmosphérique et la fraction restante de 35 à 50% est attaquée en autoclave sous pression.
3) Procédé selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que le rapport pondéral Rp de 1 'aliquote de liqueur décomposée et concentrée par évaporation, ou liqueur d'attaque est compris entre 0,57 et 0,65 et sa concentration en soude caustique est comprise entre 195 et 215 g Na-0/litre.
4) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que le temps de mise en contact à la pression atmosphérique entre 103°C et 107°C de la 1ère fraction de bauxite à trihydrate broyée et dessilicatée est compris entre 2 et 5 heures.
5) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que le rapport pondéral Rp de la 1ère suspension issue de l'attaque atmosphérique de la 1ère fraction de bauxite est compris entre 1,05 et 1,15 et sa concentration en soude caustique est de préférence comprise entre 175 et 185 g Na20/litre.
6) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que le temps de mise en contact en autoclave entre 140°C et 155°C de la fraction restante de bauxite à trihydrate broyée et dessilicatée est compris entre 10 et 30 minutes.
7) Procédé selon Tune quelconque des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que le rapport pondéral Rp de la 2ème suspension issue de l'attaque en autoclave de la fraction restante de bauxite est compris entre 1,30 et 1,50 et sa concentration en soude caustique est comprise entre 175 et 195 g Na20/litre.
8) Procédé selon Tune quelconque des revendications 1 à 7 caractérisé en ce que le rapport pondéral Rp de la 3ème suspension issue du mélange des 2 suspensions précédentes après dilution avec une partie de l'eau de lavage à contre-courant des boues rouges est compris entre 1,135 et 1,25 et sa concentration en soude caustique est comprise entre 160 et 175 g Na20/litre.
9) Procédé selon la revendication 8 caractérisé en ce que la température de la 3ème suspension est comprise entre 100°C et 105°C.
10) Procédé selon Tune quelconque des revendications 1 à 9 caractérisé en ce qu'après séparation par filtration du trihydrate d'alumine le rapport pondéral Rp de la liqueur décomposée est compris entre 0,57 et 0,65 et sa concentration en soude caustique est comprise entre 150 et 160 g Na-0/litre.
11. Procédé selon la revendication 1 ou 10 caractérisé en ce que la fraction de liqueur décomposée de Rp compris entre 0,57 et 0,65 et de concentration en soude caustique comprise entre 150 et 160 g Na20/litre est recyclée à l'étape de broyage humide en tête de procédé pour former une suspension épaisse à raison de 1600 à
3 1800 kg de minerai sec par m de liqueur décomposée.
12. Procédé selon Tune quelconque des revendications 1, 10 ou 11 caractérisé en ce que la dessilicatation de la suspension épaisse issue du broyage humide est effectuée entre 90 et 105°C pendant 5 à 10 heures.
13. Procédé selon Tune quelconque des revendications 1 à 5 et 10 à 12 caractérisé en ce qu'après légère dilution la suspension issue de l'attaque atmosphérique est soumise à une nouvelle dessilicatation ou post-dessilicatation par maintien en température à environ 100°C pendant au moins 2 heures.
14. Procédé selon la revendication 13 caractérisé en ce que la durée de la post-dessilicatation est comprise entre 2 et 8 heures et de préférence entre 3 et 5 heures.
15. Procédé selon la revendication 13 caractérisé en ce que la concentration en soude caustique de la suspension issue de l'attaque atmosphérique est ajustée par dilution entre 160 et 180 g Na20/litre et de préférence entre 165 et 175 g Na20/litre.
16. Procédé selon la revendication 15 caractérisé en ce que la dilution de ladite suspension est effectuée par une partie des eaux de dilution provenant du lavage à contre-courant des boues insolubles ou du lavage du trihydrate d'alumine de production.
17. Procédé selon Tune quelconque des revendications 1 à 5 et 10 à 16 caractérisé en ce que la teneur pondérale en Si02 solubilisée rapportée à la soude caustique Na20 dans la suspension issue de l'attaque à pression atmosphérique est comprise entre 0,40 et 0,50%.
18. Procédé selon Tune quelconque des revendications 1 à 17 caractérisé en ce que la teneur pondérale en SiO- solubilisée rapportée à la soude caustique Na20 dans le mélange des 2 suspensions issues respectivement des attaques à pression atmosphérique et à moyenne pression est inférieure ou égale à 0,70%.
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