CA1281885C - Procede et dispositif de decomposition sans agitation de liqueurs d'aluminate de sodium pour la production d'alumine - Google Patents
Procede et dispositif de decomposition sans agitation de liqueurs d'aluminate de sodium pour la production d'alumineInfo
- Publication number
- CA1281885C CA1281885C CA000504350A CA504350A CA1281885C CA 1281885 C CA1281885 C CA 1281885C CA 000504350 A CA000504350 A CA 000504350A CA 504350 A CA504350 A CA 504350A CA 1281885 C CA1281885 C CA 1281885C
- Authority
- CA
- Canada
- Prior art keywords
- suspension
- decomposer
- decomposition
- alumina
- sodium aluminate
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- 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
- C01F7/14—Aluminium oxide or hydroxide from alkali metal aluminates
- C01F7/144—Aluminium oxide or hydroxide from alkali metal aluminates from aqueous aluminate solutions by precipitation due to cooling, e.g. as part of the Bayer process
-
- 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
- C01F7/14—Aluminium oxide or hydroxide from alkali metal aluminates
- C01F7/144—Aluminium oxide or hydroxide from alkali metal aluminates from aqueous aluminate solutions by precipitation due to cooling, e.g. as part of the Bayer process
- C01F7/147—Apparatus for precipitation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/50—Agglomerated particles
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/60—Particles characterised by their size
- C01P2004/61—Micrometer sized, i.e. from 1-100 micrometer
Abstract
Procédé et dispositif de décomposition d'une liqueur d'aluminate de sodium sursaturée en alumine, provenant de l'attaque alcaline de bauxite selon le procédé Bayer, la décomposition étant déclenchée par introduction d'amorces de trihydrate d'alumine, formant ainsi une suspension. Selon le procédé, la suspension est introduite à la partie supérieure d'un réacteur dit "décomposeur", non agité, et prélevée à la partie inférieure du décomposeur; la vitesse de circulation de la suspension du haut vers le bas est réglée entre 1,5 et 10 mètres par heure. Le dispositif comporte un réacteur cylindro-conique muni, à sa partie supérieure, d'un dispositif tel que d'introduction de la suspension et, à sa partie inférieure, d'un dispositif de prélèvement de la suspension. La suspension est prélevée, à la base du décomposeur, par un tube interne à la partie inférieure duquel on injecte de l'air, remontée au niveau de la partie supérieure du décomposeur puis envoyée vers l'aval.
Description
1;~81~38~
PROCEDE ET DISPOSITIF DE DECOMPOSITION SANS AGITATION DE
LIQUEURS D'ALUMINATE DE SODIUM POUR LA PRODUCTION D'ALUMINE
1. DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION
La présente invention concerne un procédé et un dispositif de décomposition sans agitation des liqueurs sursaturées d'aluminate de sodium destinées à la production d'alumine par le procéde BAYER, qui constitue la technique essentielle de production de l'alumine principalement destinée à être transformée en aluminium par électrolyse ignée. Selon ce procédé, la bauxite est traitée à chaud au moyen d'une solution aqueuse d'hydroxyde de sodium, à concentration appropriée, provoquant la solubilisation de l'alumine et l'obtention d'une solution sursaturée d'aluminate de sodium.
Après séparation de la phase solide constituant le résidu inattaqué du minerai (boues rouges~, la solution sursaturée d'aluminate de sodium est ensemencée avec de l'hydroxyde d'aluminium faisant office d'amorce dans le but de provoquer la précipitation du trihydroxyde d'aluminium.
Cette opération, communément appellée "décomposition" par l'homme de l'art, s'effectue généralement en plusieurs stades successifs qui se distinguent notamment par la température, la granulométrie et la quantité d'amorce introduite, le schéma de circulation des liqueurs dans les bacs successifs et les recyclages éventuels.
Toutes les installations industrielles d'alumine BAYER
fonctionnant dans le monde à ce jour utilisent des décomposeurs agités. Toutes les précautions sont prises à
la construction et en exploitation pour éviter tout arrêt de l'agitation et de la circulation des liqueurs qui se traduirait par un dépôt irréversible de trihydrate d'alumine .;~
- la -dans le fond des bacs, et par la nécessité de les vidanger et de les décolmater chimiquement.
PROCEDE ET DISPOSITIF DE DECOMPOSITION SANS AGITATION DE
LIQUEURS D'ALUMINATE DE SODIUM POUR LA PRODUCTION D'ALUMINE
1. DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION
La présente invention concerne un procédé et un dispositif de décomposition sans agitation des liqueurs sursaturées d'aluminate de sodium destinées à la production d'alumine par le procéde BAYER, qui constitue la technique essentielle de production de l'alumine principalement destinée à être transformée en aluminium par électrolyse ignée. Selon ce procédé, la bauxite est traitée à chaud au moyen d'une solution aqueuse d'hydroxyde de sodium, à concentration appropriée, provoquant la solubilisation de l'alumine et l'obtention d'une solution sursaturée d'aluminate de sodium.
Après séparation de la phase solide constituant le résidu inattaqué du minerai (boues rouges~, la solution sursaturée d'aluminate de sodium est ensemencée avec de l'hydroxyde d'aluminium faisant office d'amorce dans le but de provoquer la précipitation du trihydroxyde d'aluminium.
Cette opération, communément appellée "décomposition" par l'homme de l'art, s'effectue généralement en plusieurs stades successifs qui se distinguent notamment par la température, la granulométrie et la quantité d'amorce introduite, le schéma de circulation des liqueurs dans les bacs successifs et les recyclages éventuels.
Toutes les installations industrielles d'alumine BAYER
fonctionnant dans le monde à ce jour utilisent des décomposeurs agités. Toutes les précautions sont prises à
la construction et en exploitation pour éviter tout arrêt de l'agitation et de la circulation des liqueurs qui se traduirait par un dépôt irréversible de trihydrate d'alumine .;~
- la -dans le fond des bacs, et par la nécessité de les vidanger et de les décolmater chimiquement.
2. EXPOSE DU PROBLEME
Il peut, en effet, paraltre logique d'effectuer la décomposition sous agitation, aussi bien pour assurer dans certains cas l'homogénéité de la suspension de trihydroxyde d'aluminium dans la liqueur d'aluminate, que pour éviter l'accumulation en masse dans le fond des decomposeurs.
/
188~
Toutefois, l'absence d'agitation peut présenter un certain nombre d'avantages. Tout d'abord, une augmentation de la vitesse de décomposition de la liqueur d'aluminate par le fait même que la réaction s'effectue en écoulement piston qui, selon la connaissance de l'homme de l'art, conduit à
des performances cinétiques supérieures au milieu homogène parfaitement agité.
Sur le plan qualitatif, ensuite, l'absence d'agitation permet d'exalter le processus d'agglomération des fines particules de trihydroxyde d'aluminium entre elles, ce qui constitue un effet favorable pour l'obtention d'une répartition granulométrique comportant le minimum de particules fines.
; Enfin, on peut ajouter que l'énergie dépensée par l'agitation n'est pas négligeable, qu'elle soit effectuée par injection d'air ou agitation mécanique. On peut estimer à quelques dizaines de kilowatts par bac, la puissance nécessaire pour entretenir une agitation, pour des volumes de l'ordre du millier de mètres-cubes (par exemple 50-55 kw/1000 m3).
Il peut, en effet, paraltre logique d'effectuer la décomposition sous agitation, aussi bien pour assurer dans certains cas l'homogénéité de la suspension de trihydroxyde d'aluminium dans la liqueur d'aluminate, que pour éviter l'accumulation en masse dans le fond des decomposeurs.
/
188~
Toutefois, l'absence d'agitation peut présenter un certain nombre d'avantages. Tout d'abord, une augmentation de la vitesse de décomposition de la liqueur d'aluminate par le fait même que la réaction s'effectue en écoulement piston qui, selon la connaissance de l'homme de l'art, conduit à
des performances cinétiques supérieures au milieu homogène parfaitement agité.
Sur le plan qualitatif, ensuite, l'absence d'agitation permet d'exalter le processus d'agglomération des fines particules de trihydroxyde d'aluminium entre elles, ce qui constitue un effet favorable pour l'obtention d'une répartition granulométrique comportant le minimum de particules fines.
; Enfin, on peut ajouter que l'énergie dépensée par l'agitation n'est pas négligeable, qu'elle soit effectuée par injection d'air ou agitation mécanique. On peut estimer à quelques dizaines de kilowatts par bac, la puissance nécessaire pour entretenir une agitation, pour des volumes de l'ordre du millier de mètres-cubes (par exemple 50-55 kw/1000 m3).
3. ETAT DE LA TEC~NIQUE ANTERIEURE
On ne trouve pratiquement aucun document décrivant des décomposeurs de solutions d'aluminate sursaturée "8AYER"
sans agitation. Tout au plus peut-on signaler le brevet canadien no. 1 117 274, délivré le 2 février 1982, inventeurs: Allen H. SCHLESINGER and Lawrence HUDSON,dans lequel on décrit un procédé de décomposition à faible agitation, selon lequel la liqueur d'aluminate est introduite dans la partie basse du décomposeur au moyen d'un tube aspergeur rotatif, muni de bras latéraux perforés, de ,~
.AI~
facon que cette introduction ne provoque pas de turbulences dans la liqueur en cours de décomposition. La liqueur epuisée est évacuee par surverse à la partie superieures du décomposeur, tandis que la dispersion de trihydrate à gros grains est recuperée à la partie inférieure. Ce procédé, dans lequel la liqueur d'aluminate circule de bas en haut, peut etre assimile à une décomposition en lit fluide faiblement agité, et sa mise en oeuvre implique une vitesse de circulation de la liqueur relativement plus faible.
On ne trouve pratiquement aucun document décrivant des décomposeurs de solutions d'aluminate sursaturée "8AYER"
sans agitation. Tout au plus peut-on signaler le brevet canadien no. 1 117 274, délivré le 2 février 1982, inventeurs: Allen H. SCHLESINGER and Lawrence HUDSON,dans lequel on décrit un procédé de décomposition à faible agitation, selon lequel la liqueur d'aluminate est introduite dans la partie basse du décomposeur au moyen d'un tube aspergeur rotatif, muni de bras latéraux perforés, de ,~
.AI~
facon que cette introduction ne provoque pas de turbulences dans la liqueur en cours de décomposition. La liqueur epuisée est évacuee par surverse à la partie superieures du décomposeur, tandis que la dispersion de trihydrate à gros grains est recuperée à la partie inférieure. Ce procédé, dans lequel la liqueur d'aluminate circule de bas en haut, peut etre assimile à une décomposition en lit fluide faiblement agité, et sa mise en oeuvre implique une vitesse de circulation de la liqueur relativement plus faible.
4 . OBJET DE L ' INVENTION
L'objet de la présente invention, qui va à
l'encontre des idées reçues et de la pratique industrielle, est la mise en oeuvre d'une décomposition, sans agitation, d'une liqueur d'aluminate de sodium sursaturée, provenant de l'attaque de bauxites par le procédé Bayer.
Selon la présente invention il est prévu un procédé de décomposition d'une liqueur d'aluminate de sodium sursaturée en alumine, provenant de l'attaque alcaline de bauxite selon le procédé Bayer, la décomposition étant déclenchée par introduction d'amorce de trihydrate d'alumine formant ainsi une suspension, ce procédé étant caractérisé
en ce que la suspension ds trihydrate d'alumine dans la liqueur d'aluminate de sodium est introduite en continu, à
la partie supérieure d'un réacteur dit "décomposeur" non agité et que la suspension décomposée est prelevée en continu à la partie inférieure de ce décomposeur et transférée vers l'aval, la vitesse de la suspension dans le décomposeur étant réglée entre 1,5 et 10 mètres par heure.
Selon la présence invention, il est également prévu un dispositif pour la décomposition sans agitation d'une liqueur d'aluminate de sodium sursaturée en alumine, provenant de l'attaque alcaline de bauxite selon le procéde ~Z~i~8~;
- 3a -Bayer, la décomposition étant déclenchée par introduc-tion d'amorce de trihydrate d'alumine formant ainsi une suspen-sion, comprenant un réacteur cylindro-conique muni ~ sa partie supérieure d'un conduit d'introduction de la suspen-sion, et à sa partie inférieure d'un dispositif de prelève-ment de la suspension, connecté au voisinage de la partie conique du reacteur, caractérisé en ce que la suspension arrivant par le conduit est déversée à la partie supérieure du réacteur dans une zone de répartition en forme de cône renversé, définie par une série de petits tubes immergés, inclinés par rapport à la verticale et alimentés à leur partie inférieure par un faible débit d'air sous pression de facon à répartir la suspension sur le pourtour de ladite zone.
DESCRIPTION DES FIGURES
Les figures 1 et 2 illustrent, en coupe verticale schématique, le dispositif pour la mise en oeuvre de l'invention.
C
La figure l reprêsente un decomposeur sans agitation, selon l'invention. La figure 2 représente quelques variantes de mise en oeuvre.
Le décomposeur est un bac (1) cylindro-conique, comportant une partie supérieure cylindrique (2) et un fond conique (3). Un tube plongeur (4) aspire la suspension dans le fond du cône. Ce tube (4) est muni d'une injection d'air comprimé (5) qui crée une colonne émulsionnée dans sa partie verticale. La suspension d'hydrate d'alumine émulsionnée remonte dans le caisson de degazage (6) en servant egalement de charge sur la tuyauterie de transfert (7) vers l'aval.
Cette tuyauterie est munie d'une vanne d'isolement (8). En outre, le caisson de dégazage (6) comporte une surverse (9) de retour vers le décomposeur proprement dit.
Selon le débit d'air injecté par le tube (5), le debit de suspension transférée varie. Une régulation du débit d'air est faite sur le niveau du bac. Ce débit vient en complément d'un débit d'air fixe permettant d'éviter un bouchage du tube d'injection d'air et de maintenir un débit transféré plus régulier. Le debit d'air fixe est assuré par la vanne (10), tandis que la vanne télécommandée (11) assure la régulation du débit d'air, en fonction du niveau de la suspension d'aluminate dans le décomposeur.
En cas d'arrêt d'alimentation du bac non agité, la vanne (8) installée sur le tube transfert (7) se ferme automatiquement, alors qu'en même temps une vanne d'air (12), télécommandée également, s'ouvre en parallèle des deux citées précédemment. Par l'ouverture de cette vanne, le débit d'air injecté augmente pour permettre d'assurer une recirculation interne de la suspension sur le bac par la surverse (9) prévue dans la partie haute du caisson de 3188~;
désaération (6), de façon à éviter que le solide ne s'accumule dans le fond du bac de façon irréversible. Le circuit comporte en outre, au moins une vanne supplémentaire (13) d'arrêt général.
s La suspension de trihydrate d'alumine provenant du bac précédent par la canalisation (14) est, de préférence, répartie uniformément sur toute la surface ~18) du décomposeur grace un répartiteur, tel que (15) qui peut, par exemple, être constitué par une série de petits tubes (16) immergés, inclinés et alimentés à leur partie inférieure par un faible débit d'air comprimé, amené par le tube (17), de façon à fonctionner en émulseur, ou encore par tout autre moyen équivalent connu de l'homme de l'art.
Sur la figure 2 le prélèvement de la suspension est effectue à la base du cone (3) par un tube externe (4) la remontée étant obtenue soit par un tube dlinjection d'air (5) soit par une pompe (19). Dans tous les cas, la partie supérieure du tube (4) comporte une canalisation de recyclage vers le bac (1), et un tube (7) vers l'aval, avec au moins une vanne d'isolation (8).
Par convention, on définit une liqueur d'aluminate de sodium dans le procédé Bayer par sa concentration en Na2O caustique et son rapport pondéral RP qui est le rapport du poids d'alumine exprime en A12O3 au poids de soude caustique. Il faut entendre par soude caustique, la quantite totale de Na2O, dans la solution d'aluminate de sodium à décomposer, se présentant sous la forme liée dlaluminate de sodium et sous la forme libre d'hydroxyde de sodium.
La liqueur présente dans la suspension entrant dans le premier décomposeur a généralement un RP de l'ordre de 1,05 -a85 à 1,10, avec une teneur en Na2O caustique de l'ordre de 150 à 160 grammes par litre.
Le décomposeur, alimenté en surface et la suspension étant extraite par le fond, fonctionne hydrauliquement en écoulement lent, dit "écoulement piston". Cet écoulement lent ne crée pas d'agitation, et permet d'établir un équilibre dynamique stable dans le bac.
A l'équilibre, on constate que chaque tranche élémentaire de liqueur (en section horizontale) est à un RP constant (mais différent pour chaque tranche), qui évolue, du haut vers le bas, en restant en tous points très proche de la cinétique théorique de la décomposition discontinue classique (réaction dite "en batch").
Exemples de mise en oeuvre 1. Dans une première installation industrielle, comportant deux décomposeurs en série, on a mis en oeuvre l'invention dans les conditions suivantes:
. Caractéristiques de chaque bac décomposeur:
Volume = 1250 m3 Hauteur de la partie cylindrique = 17 m Hauteur de la partie conique = 9 m, conicité 60 C
section horizontale = 63 m2 . Caractéristiques de la suspension à l'alimentation:
aluminate de soude à 150 g/l de soude caustique matières sèches = 720 g/l granulométrie D50 = 45 ~m ~r .
température = 60~C
. Caractéristiques hydrauliques et chimiques:
. bac ler étage : débit = 430 m3/h vitesse = 6,8 m/h RP entree = 1,03 RP sortie = 0,89 Durée d'une campagne entre deux décolmatages chimiques = 4 mois au lieu de 3 mois dans un bac identique mais agité
. bac 2ème étage : déblt = 215 m3/h vitesse : 3,4 m/h RP entrée = 0,89 RP sortie = 0,78 Durée de campagne entre deux décolmatages chimiques : supérieure à
L'objet de la présente invention, qui va à
l'encontre des idées reçues et de la pratique industrielle, est la mise en oeuvre d'une décomposition, sans agitation, d'une liqueur d'aluminate de sodium sursaturée, provenant de l'attaque de bauxites par le procédé Bayer.
Selon la présente invention il est prévu un procédé de décomposition d'une liqueur d'aluminate de sodium sursaturée en alumine, provenant de l'attaque alcaline de bauxite selon le procédé Bayer, la décomposition étant déclenchée par introduction d'amorce de trihydrate d'alumine formant ainsi une suspension, ce procédé étant caractérisé
en ce que la suspension ds trihydrate d'alumine dans la liqueur d'aluminate de sodium est introduite en continu, à
la partie supérieure d'un réacteur dit "décomposeur" non agité et que la suspension décomposée est prelevée en continu à la partie inférieure de ce décomposeur et transférée vers l'aval, la vitesse de la suspension dans le décomposeur étant réglée entre 1,5 et 10 mètres par heure.
Selon la présence invention, il est également prévu un dispositif pour la décomposition sans agitation d'une liqueur d'aluminate de sodium sursaturée en alumine, provenant de l'attaque alcaline de bauxite selon le procéde ~Z~i~8~;
- 3a -Bayer, la décomposition étant déclenchée par introduc-tion d'amorce de trihydrate d'alumine formant ainsi une suspen-sion, comprenant un réacteur cylindro-conique muni ~ sa partie supérieure d'un conduit d'introduction de la suspen-sion, et à sa partie inférieure d'un dispositif de prelève-ment de la suspension, connecté au voisinage de la partie conique du reacteur, caractérisé en ce que la suspension arrivant par le conduit est déversée à la partie supérieure du réacteur dans une zone de répartition en forme de cône renversé, définie par une série de petits tubes immergés, inclinés par rapport à la verticale et alimentés à leur partie inférieure par un faible débit d'air sous pression de facon à répartir la suspension sur le pourtour de ladite zone.
DESCRIPTION DES FIGURES
Les figures 1 et 2 illustrent, en coupe verticale schématique, le dispositif pour la mise en oeuvre de l'invention.
C
La figure l reprêsente un decomposeur sans agitation, selon l'invention. La figure 2 représente quelques variantes de mise en oeuvre.
Le décomposeur est un bac (1) cylindro-conique, comportant une partie supérieure cylindrique (2) et un fond conique (3). Un tube plongeur (4) aspire la suspension dans le fond du cône. Ce tube (4) est muni d'une injection d'air comprimé (5) qui crée une colonne émulsionnée dans sa partie verticale. La suspension d'hydrate d'alumine émulsionnée remonte dans le caisson de degazage (6) en servant egalement de charge sur la tuyauterie de transfert (7) vers l'aval.
Cette tuyauterie est munie d'une vanne d'isolement (8). En outre, le caisson de dégazage (6) comporte une surverse (9) de retour vers le décomposeur proprement dit.
Selon le débit d'air injecté par le tube (5), le debit de suspension transférée varie. Une régulation du débit d'air est faite sur le niveau du bac. Ce débit vient en complément d'un débit d'air fixe permettant d'éviter un bouchage du tube d'injection d'air et de maintenir un débit transféré plus régulier. Le debit d'air fixe est assuré par la vanne (10), tandis que la vanne télécommandée (11) assure la régulation du débit d'air, en fonction du niveau de la suspension d'aluminate dans le décomposeur.
En cas d'arrêt d'alimentation du bac non agité, la vanne (8) installée sur le tube transfert (7) se ferme automatiquement, alors qu'en même temps une vanne d'air (12), télécommandée également, s'ouvre en parallèle des deux citées précédemment. Par l'ouverture de cette vanne, le débit d'air injecté augmente pour permettre d'assurer une recirculation interne de la suspension sur le bac par la surverse (9) prévue dans la partie haute du caisson de 3188~;
désaération (6), de façon à éviter que le solide ne s'accumule dans le fond du bac de façon irréversible. Le circuit comporte en outre, au moins une vanne supplémentaire (13) d'arrêt général.
s La suspension de trihydrate d'alumine provenant du bac précédent par la canalisation (14) est, de préférence, répartie uniformément sur toute la surface ~18) du décomposeur grace un répartiteur, tel que (15) qui peut, par exemple, être constitué par une série de petits tubes (16) immergés, inclinés et alimentés à leur partie inférieure par un faible débit d'air comprimé, amené par le tube (17), de façon à fonctionner en émulseur, ou encore par tout autre moyen équivalent connu de l'homme de l'art.
Sur la figure 2 le prélèvement de la suspension est effectue à la base du cone (3) par un tube externe (4) la remontée étant obtenue soit par un tube dlinjection d'air (5) soit par une pompe (19). Dans tous les cas, la partie supérieure du tube (4) comporte une canalisation de recyclage vers le bac (1), et un tube (7) vers l'aval, avec au moins une vanne d'isolation (8).
Par convention, on définit une liqueur d'aluminate de sodium dans le procédé Bayer par sa concentration en Na2O caustique et son rapport pondéral RP qui est le rapport du poids d'alumine exprime en A12O3 au poids de soude caustique. Il faut entendre par soude caustique, la quantite totale de Na2O, dans la solution d'aluminate de sodium à décomposer, se présentant sous la forme liée dlaluminate de sodium et sous la forme libre d'hydroxyde de sodium.
La liqueur présente dans la suspension entrant dans le premier décomposeur a généralement un RP de l'ordre de 1,05 -a85 à 1,10, avec une teneur en Na2O caustique de l'ordre de 150 à 160 grammes par litre.
Le décomposeur, alimenté en surface et la suspension étant extraite par le fond, fonctionne hydrauliquement en écoulement lent, dit "écoulement piston". Cet écoulement lent ne crée pas d'agitation, et permet d'établir un équilibre dynamique stable dans le bac.
A l'équilibre, on constate que chaque tranche élémentaire de liqueur (en section horizontale) est à un RP constant (mais différent pour chaque tranche), qui évolue, du haut vers le bas, en restant en tous points très proche de la cinétique théorique de la décomposition discontinue classique (réaction dite "en batch").
Exemples de mise en oeuvre 1. Dans une première installation industrielle, comportant deux décomposeurs en série, on a mis en oeuvre l'invention dans les conditions suivantes:
. Caractéristiques de chaque bac décomposeur:
Volume = 1250 m3 Hauteur de la partie cylindrique = 17 m Hauteur de la partie conique = 9 m, conicité 60 C
section horizontale = 63 m2 . Caractéristiques de la suspension à l'alimentation:
aluminate de soude à 150 g/l de soude caustique matières sèches = 720 g/l granulométrie D50 = 45 ~m ~r .
température = 60~C
. Caractéristiques hydrauliques et chimiques:
. bac ler étage : débit = 430 m3/h vitesse = 6,8 m/h RP entree = 1,03 RP sortie = 0,89 Durée d'une campagne entre deux décolmatages chimiques = 4 mois au lieu de 3 mois dans un bac identique mais agité
. bac 2ème étage : déblt = 215 m3/h vitesse : 3,4 m/h RP entrée = 0,89 RP sortie = 0,78 Durée de campagne entre deux décolmatages chimiques : supérieure à
5 mois, au lieu d'une durée de 4 mois dans un bac identique agité
(le RP que l'on aurait en sortie avec un bac agité serait de : 0,82);
2. Dans une second installation industrielle, comportant un seul décomposeur, on a mis en oeuvre l'invention dans les conditions suivantes:
. Caractéristiques du bac décomposeur:
Volume = 3000 m3 Hauteur de la partie cylindrique = 24 m Hauteur de la partie conique = 10 m section horizontale = 113,5 m2 :
' . Caractéristiques de la suspension à l'alimentation :
aluminate de soude à 165 g/l matières sèches = 650 g/l granulometrie D50 = 80 ~m température = 60~C
. Caractéristiques hydrauliques :
Vitesse : 3,1 m/h débit = 350 m3/h RP entrée = 0,95 RP sortie = 0,82 AVANTAGES PROCURES PAR L'INVENTION
a) Le gain d'énergie a déjà été mentionné précédemment. Par rapport à un dacomposeur agité et émulsionné à l'air, qui peut nécessiter plusieurs dizaines de kW à l'agitation, et une dizaine de Nm3/mn d'air pour l'émulsion, on économise la totalité de l'énergie d'agitation, et la consommation d'air pour assurer la remontée de la suspension dans le tube (4), est réduite, selon l'invention, à environ 1 à 2 Nm /mn.
Le coût d'aménagement d'un tel bac est beaucoup plus faible que celui d'un agitateur.
b) L'exploitation est considérablement facilitée par rapport à un décomposeur agité.
Le décomposeur non agité n'est pas sujet à un entartrage du fond. Les dépôts sur les parois sont du même ordre que ceux qui se produisent dans les bacs agités.
_ 9 _ La régulation de niveau est particulièrement aisee, en jouant sur l'injection d'air dans le tube (4) et sur le recyclage éventuel par la surverse (9), notamment en cas de fluctuation du debit d'alimentation ou même d'arrêt total.
En cas de panne électrique genérale, il suffit de disposer d'un faible débit d'air comprimé pour assurer le recyclage donc éviter les dépôts irréversibles dans le fond du bac.
Une telle panne est souvent désastreuse dans les décomposeurs agités mécaniquement ou par les importants débits d'air comprimé d'emulsion.
c) D'un point de vue du procédé, le volume du décomposeur est mieux utilisé pour la progression de la réaction, grâce à la non-agitation et à l'écoulement unidirectionnel, pour 2 raisons:
1- Il n'existe pas de zone morte dans le bac, et l'on utilise tout son volume utile. Dans un bac agité, de façon classique, par émulsion d'air, le volume d'air constituant l'emulsion atteint 10 ~ 15% du volume total du bac.
2- La reaction est méthodique grâce à l'écoulement du type "piston".
La mise en oeuvre de l'invention constitue donc, pour ces diverses raisons, une amélioration très sensible des procédés de production continue d'alumine a partir des liqueurs Bayers.
~ ~7 . .~.
(le RP que l'on aurait en sortie avec un bac agité serait de : 0,82);
2. Dans une second installation industrielle, comportant un seul décomposeur, on a mis en oeuvre l'invention dans les conditions suivantes:
. Caractéristiques du bac décomposeur:
Volume = 3000 m3 Hauteur de la partie cylindrique = 24 m Hauteur de la partie conique = 10 m section horizontale = 113,5 m2 :
' . Caractéristiques de la suspension à l'alimentation :
aluminate de soude à 165 g/l matières sèches = 650 g/l granulometrie D50 = 80 ~m température = 60~C
. Caractéristiques hydrauliques :
Vitesse : 3,1 m/h débit = 350 m3/h RP entrée = 0,95 RP sortie = 0,82 AVANTAGES PROCURES PAR L'INVENTION
a) Le gain d'énergie a déjà été mentionné précédemment. Par rapport à un dacomposeur agité et émulsionné à l'air, qui peut nécessiter plusieurs dizaines de kW à l'agitation, et une dizaine de Nm3/mn d'air pour l'émulsion, on économise la totalité de l'énergie d'agitation, et la consommation d'air pour assurer la remontée de la suspension dans le tube (4), est réduite, selon l'invention, à environ 1 à 2 Nm /mn.
Le coût d'aménagement d'un tel bac est beaucoup plus faible que celui d'un agitateur.
b) L'exploitation est considérablement facilitée par rapport à un décomposeur agité.
Le décomposeur non agité n'est pas sujet à un entartrage du fond. Les dépôts sur les parois sont du même ordre que ceux qui se produisent dans les bacs agités.
_ 9 _ La régulation de niveau est particulièrement aisee, en jouant sur l'injection d'air dans le tube (4) et sur le recyclage éventuel par la surverse (9), notamment en cas de fluctuation du debit d'alimentation ou même d'arrêt total.
En cas de panne électrique genérale, il suffit de disposer d'un faible débit d'air comprimé pour assurer le recyclage donc éviter les dépôts irréversibles dans le fond du bac.
Une telle panne est souvent désastreuse dans les décomposeurs agités mécaniquement ou par les importants débits d'air comprimé d'emulsion.
c) D'un point de vue du procédé, le volume du décomposeur est mieux utilisé pour la progression de la réaction, grâce à la non-agitation et à l'écoulement unidirectionnel, pour 2 raisons:
1- Il n'existe pas de zone morte dans le bac, et l'on utilise tout son volume utile. Dans un bac agité, de façon classique, par émulsion d'air, le volume d'air constituant l'emulsion atteint 10 ~ 15% du volume total du bac.
2- La reaction est méthodique grâce à l'écoulement du type "piston".
La mise en oeuvre de l'invention constitue donc, pour ces diverses raisons, une amélioration très sensible des procédés de production continue d'alumine a partir des liqueurs Bayers.
~ ~7 . .~.
Claims (6)
1. Procédé de décomposition d'une liqueur d'aluminate de sodium sursaturée en alumine, provenant de l'attaque alcaline de bauxite selon le procédé Bayer, la décomposition étant déclenchée par introduction d'amorce de trihydrate d'alumine formant ainsi une suspension, ce procédé étant caractérisé en ce que la suspension de trihydrate d'alumine dans la liqueur d'aluminate de sodium est introduite en continu, à la partie supérieure d'un réacteur dit "décomposeur" non agité et que la suspension décomposée est prélevée en continu à la partie inférieure de ce décomposeur et transférée vers l'aval, la vitesse de la suspension dans le décomposeur étant réglée entre 1,5 et 10 mètres par heure.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé
en ce que la vitesse de circulation de la suspension est réglée entre 3 et 7 mètres par heure.
en ce que la vitesse de circulation de la suspension est réglée entre 3 et 7 mètres par heure.
3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé
en ce que la suspension est introduite à la partie supé-rieure du décomposeur par un dispositif assurant sa réparti-tion homogène sur toute la surface libre.
en ce que la suspension est introduite à la partie supé-rieure du décomposeur par un dispositif assurant sa réparti-tion homogène sur toute la surface libre.
4. dispositif pour la décomposition sans agita-tion d'une liqueur d'aluminate de sodium sursaturée en alumine, provenant de l'attaque alcaline de bauxite selon le procédé Bayer, la décomposition étant déclenchée par intro-duction d'amorce de trihydrate d'alumine formant ainsi une suspension, comprenant un réacteur cylindro-conique muni à
sa partie supérieure d'un conduit d'introduction de la suspension, et à sa partie inférieure d'un dispositif de prélèvement de la suspension, connecté au voisinage de la partie conique du réacteur, caractérisé en ce que la suspen-sion arrivant par le conduit est déversée à la partie supérieure du réacteur dans une zone de répartition en forme de cône renversé, définie par une série de petits tubes immergés, inclinés par rapport à la verticale et alimentés à
leur partie inférieure par un faible débit d'air sous pression de façon à répartir la suspension sur le pourtour de ladite zone.
sa partie supérieure d'un conduit d'introduction de la suspension, et à sa partie inférieure d'un dispositif de prélèvement de la suspension, connecté au voisinage de la partie conique du réacteur, caractérisé en ce que la suspen-sion arrivant par le conduit est déversée à la partie supérieure du réacteur dans une zone de répartition en forme de cône renversé, définie par une série de petits tubes immergés, inclinés par rapport à la verticale et alimentés à
leur partie inférieure par un faible débit d'air sous pression de façon à répartir la suspension sur le pourtour de ladite zone.
5. Dispositif selon la revendication 4, caracté-risé en ce que le dispositif de prélèvement de la suspension d'aluminate est constitué par un tube comportant, à sa partie inférieure, un moyen d'injection d'air sous pression et, à sa partie supérieure, d'un caisson de désaération sur lequel se raccordent une tuyauterie de transfert vers l'aval et une surverse de recyclage.
6. Dispositif selon la revendication 5, caracté-risé en ce qu'il comporte une vanne de régulation du débit d'air injecté sous pression par ledit moyen d'injection d'air sous pression en fonction du niveau de la suspension d'aluminate dans le décomposeur.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8504598A FR2579194B1 (fr) | 1985-03-20 | 1985-03-20 | Procede et dispositif de decomposition sans agitation de liqueurs d'aluminate de sodium pour la production d'alumine |
| FR8504598 | 1985-03-20 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CA1281885C true CA1281885C (fr) | 1991-03-26 |
Family
ID=9317654
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CA000504350A Expired - Fee Related CA1281885C (fr) | 1985-03-20 | 1986-03-18 | Procede et dispositif de decomposition sans agitation de liqueurs d'aluminate de sodium pour la production d'alumine |
Country Status (19)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US4666687A (fr) |
| EP (1) | EP0195732B1 (fr) |
| JP (1) | JPS61215213A (fr) |
| CN (1) | CN1003368B (fr) |
| AU (1) | AU579921B2 (fr) |
| BR (1) | BR8601223A (fr) |
| CA (1) | CA1281885C (fr) |
| DE (1) | DE3666580D1 (fr) |
| ES (1) | ES8800116A1 (fr) |
| FR (1) | FR2579194B1 (fr) |
| GB (2) | GB2172587B (fr) |
| GR (1) | GR860723B (fr) |
| HU (1) | HU199083B (fr) |
| IE (1) | IE58878B1 (fr) |
| IN (1) | IN167095B (fr) |
| NO (1) | NO172040C (fr) |
| OA (1) | OA08268A (fr) |
| YU (2) | YU44117B (fr) |
| ZA (1) | ZA862036B (fr) |
Families Citing this family (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2598701B1 (fr) * | 1986-05-15 | 1988-08-05 | Pechiney Aluminium | Procede et dispositif de decomposition de liqueur d'aluminate de sodium pour la production d'alumine |
| US5225229A (en) * | 1986-07-18 | 1993-07-06 | Aluminum Company Of America | Aluminum hydroxide production |
| US4847064A (en) * | 1987-12-23 | 1989-07-11 | Aluminum Company Of America | Economical process for alpha alumina production |
| GR1001384B (el) * | 1990-01-04 | 1993-10-29 | Vni I Pi Aljuminievo | Συστοιχία δοχείων κα?ιζήσεως. |
| US5122348A (en) * | 1991-01-09 | 1992-06-16 | Alcan International Limited | Method of slurrying partially calcined alumina dust |
| US5249861A (en) * | 1991-07-18 | 1993-10-05 | Kusel Equipment Co. | Apparatus for cooling, washing, draining, and blending liquid suspended materials |
| AU650199B1 (en) * | 1992-08-03 | 1994-06-09 | Nalco Chemical Company | Method for the alteration of siliceous materials from Bayer process liquors |
| TW479841U (en) * | 1998-06-17 | 2002-03-11 | United Microelectronics Corp | Polishing slurry supply apparatus |
| US6713428B1 (en) † | 1998-07-06 | 2004-03-30 | Instuit Francais Du Petrole | Dispersible aluminium hydrate, method for preparing same and use for preparing catalysts |
| US7731411B2 (en) * | 2005-04-04 | 2010-06-08 | Schlumberger Technology Corporation | Circulating fluid system for powder fluidization and method of performing same |
| US7785479B1 (en) * | 2007-05-01 | 2010-08-31 | Michael Hays Hosford | Apparatus and method of separating |
| KR101235123B1 (ko) | 2011-07-15 | 2013-02-20 | 주식회사제오빌더 | 다공성 알루미나의 제조방법 |
| RU2614717C1 (ru) * | 2015-11-13 | 2017-03-28 | Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" | Карбонизатор |
| EP3475410A4 (fr) | 2016-06-24 | 2020-02-12 | Lonza Ltd | Bioréacteurs à diamètre variable |
| CN111634932B (zh) * | 2020-05-28 | 2022-08-05 | 中国铝业股份有限公司 | 一种连续化生产拟薄水铝石的系统及其使用方法 |
| RU2756211C1 (ru) * | 2020-12-01 | 2021-09-28 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Красноярский государственный аграрный университет" | Карбонизатор |
| CN112546946B (zh) * | 2020-12-08 | 2021-08-13 | 山东瑞尚机械有限公司 | 一种氧化铝种分分解槽 |
| CN113149049A (zh) * | 2021-05-13 | 2021-07-23 | 云南文山铝业有限公司 | 一种分级机母液添加自压装置及其使用方法 |
Family Cites Families (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1073878A (en) * | 1912-01-20 | 1913-09-23 | Walter E Trent | Agitating and mixing apparatus. |
| FR451593A (fr) * | 1912-11-22 | 1900-01-01 | ||
| GB653741A (en) * | 1947-09-25 | 1951-05-23 | Viggo Harms | Improvements in and relating to a method and apparatus for precipitation of solids from solutions and the like |
| US2786722A (en) * | 1951-06-12 | 1957-03-26 | Houdry Process Corp | Disengaging solids from lift gas |
| FR1178685A (fr) * | 1957-07-08 | 1959-05-13 | Olin Mathieson | Procédé et dispositif de cristallisation à partir de solutions liquides sursaturées |
| GB996195A (en) * | 1961-08-03 | 1965-06-23 | Aero Hydraulics Ltd | Improvements in methods and apparatus for mixing and dispersing substances and for maintaining dispersions and emulsions |
| CH412811A (de) * | 1962-11-06 | 1966-05-15 | Ruetschi Ag Pumpenbau K | Verfahren zum Mischen und Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens |
| US3372985A (en) * | 1963-02-20 | 1968-03-12 | Kaiser Aluminium Chem Corp | Process for removing impurities from the precipitation system of the bayer process |
| US3351326A (en) * | 1964-10-07 | 1967-11-07 | Rexall Drug Chemical | Process and apparatus for solids blending |
| US3649184A (en) * | 1969-05-29 | 1972-03-14 | Reynolds Metals Co | Precipitation of alumina hydrate |
| JPS504745U (fr) * | 1973-05-09 | 1975-01-18 | ||
| US3953003A (en) * | 1974-06-06 | 1976-04-27 | Aluterv Aluminiumipari Tervezo Vallalat | Tank provided with pneumatic mixing pipe |
| US4014985A (en) * | 1975-12-22 | 1977-03-29 | Aluminum Company Of America | Precipitation of aluminum oxide having low sodium oxide content |
| US4530699A (en) * | 1979-01-18 | 1985-07-23 | Aluminum Company Of America | Dense phase precipitation |
| US4370418A (en) * | 1981-07-24 | 1983-01-25 | University Of California | Liquid level control by subsurface draw off |
| EP0102403B1 (fr) * | 1982-09-02 | 1986-03-05 | Alcoa Chemie GmbH | Procédé de production d'alumine |
| HU193892B (en) * | 1984-02-28 | 1987-12-28 | Magyar Aluminium | Method and apparatus for economical operating pneumatic pulp-mixing reservoirs of mammoth tube |
| HUH3410A (en) * | 1989-10-03 | 1990-03-28 | Arpad Klatsmanyi | Method and circuit arrangement for realizing digital transmission of variable characteristic |
-
1985
- 1985-03-20 FR FR8504598A patent/FR2579194B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1985-11-13 CN CN85108251.3A patent/CN1003368B/zh not_active Expired
-
1986
- 1986-02-20 US US06/831,269 patent/US4666687A/en not_active Expired - Fee Related
- 1986-03-14 IN IN183/MAS/86A patent/IN167095B/en unknown
- 1986-03-17 EP EP86420076A patent/EP0195732B1/fr not_active Expired
- 1986-03-17 DE DE8686420076T patent/DE3666580D1/de not_active Expired
- 1986-03-17 GB GB8606511A patent/GB2172587B/en not_active Expired
- 1986-03-17 JP JP61059075A patent/JPS61215213A/ja active Granted
- 1986-03-18 GR GR860723A patent/GR860723B/el unknown
- 1986-03-18 CA CA000504350A patent/CA1281885C/fr not_active Expired - Fee Related
- 1986-03-18 ES ES553103A patent/ES8800116A1/es not_active Expired
- 1986-03-19 AU AU54906/86A patent/AU579921B2/en not_active Expired
- 1986-03-19 IE IE70586A patent/IE58878B1/en not_active IP Right Cessation
- 1986-03-19 HU HU861155A patent/HU199083B/hu unknown
- 1986-03-19 BR BR8601223A patent/BR8601223A/pt not_active IP Right Cessation
- 1986-03-19 ZA ZA862036A patent/ZA862036B/xx unknown
- 1986-03-19 OA OA58815A patent/OA08268A/fr unknown
- 1986-03-19 NO NO861070A patent/NO172040C/no unknown
- 1986-03-19 YU YU436/86A patent/YU44117B/xx unknown
-
1987
- 1987-01-13 US US07/003,046 patent/US4762684A/en not_active Expired - Fee Related
-
1988
- 1988-02-29 YU YU395/88A patent/YU44652B/xx unknown
- 1988-04-26 GB GB8809811A patent/GB2203422B/en not_active Expired
Also Published As
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA1281885C (fr) | Procede et dispositif de decomposition sans agitation de liqueurs d'aluminate de sodium pour la production d'alumine | |
| CN111770791B (zh) | 处理氯铝酸类离子液体废催化剂和碱性废水的方法和系统 | |
| US5354345A (en) | Reactor arrangement for use in beneficiating carbonaceous solids; and process | |
| EP0247951B1 (fr) | Procédé et dispositif de décomposition de liqueur d'aluminate de sodium pour la production d'alumine | |
| GB2348437A (en) | Formation, processing, transportation and storage of solid gas hydrates | |
| CN1739846A (zh) | 浆态床反应器制合成油催化剂分离工艺 | |
| EP1060787B1 (fr) | Procédé et installation de mise en oeuvre d'une reaction chimique triphasique sous pression | |
| CN1089620C (zh) | 在物质的化学和物理转化中减少或避免泡沫产生的方法及实现该方法的装置 | |
| CN109173956B (zh) | 处理氯铝酸类离子液体废催化剂和碱性废水的系统 | |
| JP2766168B2 (ja) | 消化汚泥の固液分離装置 | |
| WO1980001799A1 (fr) | Procede de transformation de l'hydrargillite en boehmite | |
| CA1081909A (fr) | Systeme de recuperation pour usine a papier | |
| US7658896B2 (en) | Method for attacking bauxite enhancing filterability of sludge in attack output | |
| CN105776251A (zh) | 环保经济的去除氯化钾盐水系统中硫酸根的方法 | |
| JPH10180289A (ja) | 嫌気性処理装置 | |
| CN218610999U (zh) | 厌氧消化罐沉积物资源化处理系统 | |
| Chan et al. | A laboratory continuous crystallization system for aluminium hydroxide precipitation studies | |
| CN212857086U (zh) | 一种煤矸石综合利用系统 | |
| CN101580249A (zh) | 一种碱法超细氢氧化铝和拟薄水铝石洗涤方法 | |
| JP2003081628A (ja) | 人工ゼオライトの連続製造装置及び連続製造方法 | |
| CN109135838A (zh) | 一种水煤浆循环气化系统及方法 | |
| CN101875500A (zh) | 晶种分解粗化期自压分级系统 | |
| CN117486450A (zh) | 一种水合物油泥破乳脱水压滤一体化工艺 | |
| SU841667A1 (ru) | Способ растворени фосфорсодержащихСОлЕй | |
| CH149095A (fr) | Procédé continu de préparation de leucoindigo. |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MKLA | Lapsed |