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BREVET D'INVENTION "PERFECTIONNEMENT AUX PROCEDES DE TRAITEMENT DES ALUMINATES DE CHAUX ANHYDRES PAR L'EAU OU PAR LES LESSIVES DE CARBONATES ALCALINS".
Lorsque l'on procède à l'extraction de l'alumine contenue dans des aluminates de chaux anhydres'obtenus par les procédés connus de cuisson, de clinkérisation ou de fusion à partir de mélanges de matières premières appro- priées, il est connu d'exécuter cette extraction soit au moyen de l'eau, soit au moyen de lessives, contenant des carbonates alcalins. On obtient, ainsi, soit des solutions d'aluminates de chaux, soit des solutions mixtes d'alumi- nates alcalins et d'aluminates de chaux.
Toutes ces solutions d'aluminates peuvent être caractérisées par ce que l'on appellera leur rapport caus- tique R, défini comme suit :
Molécules de chaux caustique et d'alcali caustique = présentes dans la solution Molécules d'alumine présentes dans la solution
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Par exemple, une solution d'aluminate de chaux contenant 1,200 gr.de chaux et 1,600 d'alumine au litre a un rapport caustique de 1,200/56/1,600/102 = 214/157 1,365.
Une solution contenant 2,100 gr. de Na20, 0,100 de CaO et 2,400 d'alumine a un rapport caustique de
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Le demandeur a constaté sur des matières brutes très diverses contenant de l'aluminate de chaux que lorsqu'on les dissout dans l'eau ou qu'on les attaque par les carbonates alcalins, le rendement de dissolution ou d'attaque est d'autant moins élevé que le rapport caustique est plus grand.
Mais, jusqu'à, présent, on pensait que le rapport caustique des solutions était une caractéristique nécessai- re de la matière de départ et tous les efforts s'étaient porté bers une amélioration des matières cuites, par exemple en modifiant leur composition initiale, ou en agissant sur les conditions de la cuisson, ou encore en modifiant le régime de refroidissement.
Le demandeur a, maintenant, découvert qu'il existe un moyen très simple qui permet d'agir sur les rendements en modifiant le rapport caustique des solutions au cours même desopérations d'extraction d'une matière donnée. Ce moyen consiste à introduire du CO2 au cours de la dissolution ou de l'attaque, en proportions appropriées pour retransformer,en carbonates,une partie des produits caustiques qui se trouvent ou se forment dans la solution .
Cette manière de procéder paraissait dangereuse à priori, parce que CO2 est un agent habituel de la précipitation de l'alumine à partir des solutions en question,
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et parce que les solutions utilisées deviennent instables dès qu'il s'y développe, accidentellement, des germes d'alumine qui amorcent la décomposition, par un phénomène bien connu.
Mais, en fait, on a constaté que la précipitation de l'alumine ne commence que poux des rapports caustiques voisina de 1,00 et que, par sonséquent, im n'y a pas d'amorçage à craindre lorsque l'on maintient un rapport caustique minimum supérieur à 1, par exemple 1,10 ou 1,20.
Le procédé de l'invention consiste donc à introduire, par exemple, dans l'appareil ou les appareils de traitement de la matière brute, du CO2, au cours de l'opération de manière à retransformer en carbonate une partie dès produits caustiques formés et ceci dans la mesure nécessaire pour empêcher le rapport caustique de s'accroître ou pour le ramener au taux voulu.
On obtient, en général, de bons résultats en opérant de manière à maintenir le rapport caustique aux environs de 1,20 et, éventuellement, jusqu'à 1,60, pour les solutions diluées contenant, par exemple, moins de 15 gr. d'alumine par litre.
L'introduction de 00 peut se faire de toutes facons appropriées, par exemple à l'état de gaz, ou sous forme de bicarbonate en solution, mais il ne faut jamais commencer l'introduction de CO2 que lorsque le rapport est déjà suffisamment élevé pour que l'action de CO2 ne risque pas de réduire le rapport caustique en-dessous de la limite voulue. Il faut, en tous cas, limiter et graduer l'intro- duction de CO2 de façon à satisfaire à cette règle essen- tielle.
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A titre d'exemple, on indiquera les résultats obtenus dans le cas de dissolution des aluminates de chaux. A partir d'une matière première considérée comme médiocre, on obtenait, par le traitement normal de dis- solution à l'eau, un rendement de 505 avec un rapport caustique de 2,20. Au contraire, par une injection de CO2 progressive, le rapport caustique étant maintenu aux environs de 1,25, le rendement est monté jusqu'aux environs de 70%
De même, en attaquant,par une solution de CO3Na2 une matière première donnant des rapporta caus- tiques de l'ordre de 2,00 on a obtenu une augmentation du même ordre, le rendement passant, dans ce cas, de 48% à 67% pour un rapport caustique ramené à 1,20 environ.
Lorsque l'on extrait l'alumine des solutions en la précipitant par CO2 on a souvent intérêt à forcer la dose de CO2 et à bicarbonater, au moins partiellement, la liqueur. Lorsqu'on a, ainsi, une liqueur bicarbonatée, le procédé de l'invention permet de l'utiliser directement en vue d'une nouvelle attaque, à condition de commencer l'opération d'extraction avec une solution neutre; lorsque le rapport caustique monte ensuite, on introduit, progres- sivement, la liqueur bicarbonatée, en évitant de faire trop baisser le rapport caustique.
Ceci est particulièrement fa- cile lorsque l'on utilise une extraction par épuisement en continu, car, dans ce cas, en régime .de marche, la liqueur bicarbonatée entre normalement en contact avec les matières les plus épuisées, qui sont celles qui donnent, normalement, le rapport caustique le plus élevé. En général, la liqueur bicarbonatée n'introduit, d'ailleurs, qu'une fraction du CO2 , nécessaire pour maintenir le rapport caustique et il faut, en plus, injecter du CO2 gazeux.
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PATENT OF INVENTION "IMPROVEMENT OF PROCESSES FOR TREATING ANHYDROUS LIME ALUMINATES BY WATER OR BY ALKALINE CARBONATE LESSIVES".
When the alumina contained in anhydrous lime aluminates obtained by the known cooking, clinkerization or smelting processes from mixtures of suitable raw materials is carried out, it is known to carry out this extraction either by means of water or by means of lye, containing alkaline carbonates. Either solutions of lime aluminates or mixed solutions of alkali aluminates and lime aluminates are thus obtained.
All these aluminate solutions can be characterized by what will be called their causal ratio R, defined as follows:
Caustic lime and caustic alkali molecules = present in the solution Alumina molecules present in the solution
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For example, a solution of lime aluminate containing 1,200 gr. Of lime and 1,600 alumina per liter has a caustic ratio of 1,200 / 56 / 1,600 / 102 = 214/157 1.365.
A solution containing 2,100 gr. of Na20, 0.100 CaO and 2.400 alumina has a caustic ratio of
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The applicant has observed on very diverse raw materials containing lime aluminate that when they are dissolved in water or attacked by alkali carbonates, the yield of dissolution or attack is as much less than the caustic ratio is greater.
But heretofore, however, it was believed that the caustic ratio of solutions was a necessary characteristic of the starting material and every effort had been made to improve the fired materials, for example by changing their initial composition. or by acting on the cooking conditions, or by modifying the cooling regime.
The applicant has now discovered that there is a very simple means which makes it possible to act on the yields by modifying the caustic ratio of the solutions during the very operations of extracting a given material. This means consists in introducing CO2 during the dissolution or the attack, in suitable proportions to transform back into carbonates a part of the caustic products which are found or are formed in the solution.
This way of proceeding seemed dangerous a priori, because CO2 is a usual agent of the precipitation of alumina from the solutions in question,
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and because the solutions used become unstable as soon as there accidentally develops alumina seeds which initiate decomposition, by a well-known phenomenon.
But, in fact, it has been found that the precipitation of alumina only begins with caustic ratios of around 1.00 and that, therefore, there is no initiation to be feared when maintaining a minimum caustic ratio greater than 1, for example 1.10 or 1.20.
The method of the invention therefore consists in introducing, for example, into the apparatus or apparatuses for treating the raw material, CO2, during the operation so as to convert back into carbonate part of the caustic products formed and this to the extent necessary to prevent the caustic ratio from increasing or to reduce it to the desired rate.
In general, good results are obtained by operating so as to maintain the caustic ratio around 1.20 and, optionally, up to 1.60, for dilute solutions containing, for example, less than 15 g. of alumina per liter.
The introduction of 00 can be done in any suitable way, for example in the gas state, or in the form of bicarbonate in solution, but the introduction of CO2 should never be started until the ratio is already sufficiently high to that the action of CO2 is unlikely to reduce the caustic ratio below the desired limit. In any case, the introduction of CO2 must be limited and graduated so as to comply with this essential rule.
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By way of example, the results obtained in the case of dissolution of lime aluminates will be indicated. From a raw material considered to be poor, a yield of 505 with a caustic ratio of 2.20 was obtained by the normal treatment of solution with water. On the contrary, by a progressive injection of CO2, the caustic ratio being maintained at around 1.25, the efficiency increased to around 70%.
Likewise, by attacking, with a solution of CO3Na2 a raw material giving causal ratios of the order of 2.00, an increase of the same order was obtained, the yield going, in this case, from 48% to 67 % for a caustic ratio reduced to approximately 1.20.
When the alumina is extracted from solutions by precipitating it with CO2, it is often advantageous to force the dose of CO2 and to bicarbonate, at least partially, the liquor. When there is, thus, a bicarbonate liquor, the process of the invention allows it to be used directly with a view to a new attack, on condition that the extraction operation is started with a neutral solution; when the caustic ratio then rises, the bicarbonated liquor is introduced gradually, while taking care not to lower the caustic ratio too much.
This is particularly easy when using continuous exhaustion extraction, since in this case, under operating conditions, the bicarbonate liquor normally comes into contact with the most exhausted materials, which are those which give the highest concentration. normally the highest caustic ratio. In general, the bicarbonate liquor introduces, moreover, only a fraction of the CO2, necessary to maintain the caustic ratio and it is necessary, in addition, to inject gaseous CO2.