Procédé pour précipiter l'alumine des solutions d'aluminates de chaux. La présente invention se rapporte à un procédé pour précipiter l'alumine et éven tuellement la chaux dans les solutions aqueuses d'aluminates de chaux.
On peut, comme il est connu, obtenir cette précipitation au moyen d'un acide formant avec la chaux une combinaison elle-même insoluble (acide carbonique, acide oxalique, acide fluorhydrique, etc.), ou encore au moyen d'un acide formant avec la chaux un sel soluble (acide chlorhydrique, acide nitri que, ete.).
Dans le premier cas, le précipité est un mélange d'alumine et de sel calcique; dans le second, il est formé d'alumine seule.
Dans tous les cas, si l'on effectue la pré cipitation dans une solution ne contenant pas encore d'alumine précipitée, on constate que l'alumine mêlée ou non d'un sel de chaux se précipite sous une forme extrêmement ténue, donnant des précipités d'un volume énorme. L'alumine s'y présente sous forme de petits grains qui, le plus souvent, semblent ne pas avoir une structure cristalline. Le procédé de l'invention repose sur des propriétés singu lières des précipités en question qu'a décou vertes l'inventeur et qui vont être décrites.
Si on prend une solution donnée d'alumi nate de chaux et qu'on la traite par l'acide carbonique, on constate que le précipité dé canté après un temps donné représente envi ron 25 % du volume initial de la liqueur traitée.
Pour un litre de liqueur, on a donc 250 cm3 de précipité.
Si on décante les 750 cm' d'eau mère et qu'on ajoute un litre de liqueur fraîche, qu'on précipite par l'acide carbonique, et qu'on re commence ces opérations en décantant chaque fois l'eau mère et en remettant le précipité recueilli en présence d'un même volume de solution pour traiter à nouveau par l'acide carbonique, on constate que le volume du pré cipité total déposé après un temps de décan tation déterminé est constamment décroissant par rapport -au volume total de la liqueur d'où il a été extrait.
Par exemple, dans une expérience, on a trouvé les chiffres suivants en partant d'une liqueur d'aluminate contenant par litre <B>1,850</B> gr d'A1203 et 1,209 gr de CaO:
EMI0002.0004
Rapport <SEP> du
<tb> Opé- <SEP> Quantité <SEP> de <SEP> Volume <SEP> du <SEP> volume <SEP> du
<tb> liqueur <SEP> précipité <SEP> précipité <SEP> au
<tb> rations
<tb> traitée <SEP> recueilli <SEP> volume <SEP> mie
<tb> en <SEP> aeuvre
<tb> Ire <SEP> 1 <SEP> litre <SEP> 250 <SEP> <B>cm' <SEP> 25%</B>
<tb> 3me <SEP> 3 <SEP> litres <SEP> 570 <SEP> cm' <SEP> ( <SEP> <B>19%</B>
<tb> 5me <SEP> 5 <SEP> litres <SEP> 520 <SEP> cms <SEP> 10,4
<tb> 10-e <SEP> 10 <SEP> litres <SEP> 480 <SEP> cm' <SEP> 4,8
<tb> 16me <SEP> 16 <SEP> litres <SEP> 380 <SEP> cm' <SEP> 2,
37
<tb> i Une autre expérience donne pour une liqueur de teneur analogue après 44 opéra tions successives un précipité qui ne repré sente plus après 30 minutes de décantation que 1,13,00' du volume total mis en ceuvre (497 cm' de précipité 'pour 44 litres mis en #uvre). Après 80 opérations, le volume du précipité tombe à 0,75/10. En même temps, on constate que l'aspect du précipité s'est mo difié, et que sa densité apparente s'élève con sidérablement, passant dans l'exemple ci- dessus de<B>1,01</B> dans la première opération à 1,
47 après la 80-e opération.
En étudiant le phénomène de plus près, on est amené à remarquer que l'évolution du précipité dépend du nombre des opérations, de l'agitation plus ou moins efficace, de la rapidité plus ou moins grande de chaque car bonatation et du fait que cette carbonatation est effectuée de façon totale ou partielle ou poussée jusqu'à la bi-carbonatation.
En outre, il est possible d'amorcer la pré cipitation initiale par un ensemencement préalable au moyen soit de cristaux ou de grains d'alumine, soit de cristaux du sel de chaux qui doit se produire, soit des deux à la fois.
Le précipité se formant de préférence sur les cristaux ou grains d'ensemencement, on a ainsi un moyen de régler la vitesse de grossissement des grains du précipité, en fai sant naître la cristallisation sur des cristaux ou grains initiaux relativement volumineux, d'autre part, l'ensemencement donne un moyen de différencier par le volume les cris taux ou grains des deux espèces de substances présentes dans le précipité; si l'on ensemence seulement avec des cristaux du sel de chaux, par exemple, le précipité final contiendra le sel de chaux en particules plus volumineuses que les grains d'alumine et la séparation des deux corps se trouvera de ce fait facilitée;
de même, si l'on ensemence avec un mélange de cristaux relativement gros de sel de chaux, et de cristaux ou grains plus petits d'alumine, on obtiendra une précipitation plus rapide des deux substances, mais les cristaux du sel de chaux dans le précipité final seront plus vo lumineux que les grains d'alumine.
On dispose donc, d'une part, de moyens pour régler la densité apparente du précipité, depuis des précipités extrêmement volumi neux (liqueur diluée carbonatée rapidement) jusqu'à des précipités très denses (carbona tation relativement lente répétée en -présence du précipité accumulé) et, d'autre part, de moyens pour régler la vitesse de grossisse ment des cristaux du précipité ainsi que pour différencier les cristaux d'alumine de ceux du sel de chaux formé.
Lorsqu'on traite par un autre acide don nant un sel de chaux insoluble tel que l'acide oxalique ou l'acide fluorhydrique, on observe des phénomènes analogues.
Si l'on traite par un acide donnant un sel de chaux soluble, tel que l'acide chlorhydri que, on constate de même qu'en effectuant plusieurs traitements successifs de solutions fraîches d'aluminates de chaux par de l'acide en présence du précipité antérieurement formé, on obtient un grossissement progressif des particules d'alumine précipitées et, par suite, une diminution du volume apparent du précipité.
De même, si l'on introduit dans la liqueur en traitement des particules ou cris taux d'alumine préalablement préparés et triés de façon à présenter une grosseur rela- tivement grande, l'alumine se précipite de la solution fraîche plus rapidement et sous forme de particules de plus grand volume.
L'acide carbonique sera généralement l'acide préféré en raison de son bon marché et: de la facilité de son emploi.
Le procédé de l'invention utilise, au moins en partie, ces propriétés; selon ce procédé, on effectue la précipitation de la solution d'alu minate de chaux par l'acide choisi en faisant agir celui-ci sur la solution fraîche en pré sence d'un précipité provenant du traitement antérieur d'une autre fraction de solution par l'acide et maintenu en suspension pendant l'action de l'acide par agitation de la liqueur.
L'opération s'effectuera, par exemple, en laissant s'accumuler le précipité dans la liqueur jusqu'à.ce qu'il ait atteint la densité apparente désirée, tandis qu'on remplacera périodiquement ou d'une façon continue par une solution fraîche le liquide épuisé et cla rifié résultant du traitement.
Pour obtenir la précipitation complète d'une quantité donnée de solution, il faut une quantité déterminée d'acide. La vitesse d'admission de cette quantité d'acide joue, comme il a été dit, un rôle dans le grossis sement du précipité; elle peut être introduite en un temps variant de quelques minutes à une heure environ et même davantage. Plus l'admission est lente, et plus élevée est la densité apparente du précipité final.
Dans les expériences mentionnées ci- dessus, chaque opération durait une demi- heure; le gaz employé était un gaz de com bustion à 20 % de<B>CO'.</B>
Le réglage de cette durée d'action s'effec tue très simplement, par exemple en réglant le débit d'arrivée de l'acide, liquide ou ga zeux, dans la liqueur à traiter.
En outre, la précipitation pourra être amorcée par des cristaux ou grains d'alu mine; dans le cas où le sel de chaux formé est insoluble, elle pourra être amorcée soit par des cristaux ou grains d'alumine, soit par un mélange des deux en vue d'accélérer le grossissement des grains du précipité. Pour cet amorçage, on pourra par exemple em- ployer des cristaux d'alumine préparés spé cialement par un moyen connu quelconque donnant de l'alumine cristallisée pure; ou encore des grains de dimensions voulues extraits par tous moyens appropriés du pré cipité formé par une opération antérieure.
De même les cristaux d'amorçage du sel de chaux pourront être préparés spécialement par un moyen connu quelconque ou prélevés, par un mode de séparation approprié, dans un précipité antérieur.
Enfin, l'ensemencement préalable peut être fait de façon à différencier par le vo lume des grains les précipités des deux sub stances en vue d'en faciliter la séparation ultérieure. Cet ensemencement préalable au moyen de cristaux préparés séparément se fera, en général, au début d'une opération et ses effets subsisteront jusqu'à évacuation to tale du précipité.
Le procédé de l'invention pourra être mis en oeuvre par tous les moyens appropriés. On décrira, à titre d'exemple, un appareil qui semble particulièrement avantageux pour le traitement proposé.
La fig. 1 représente, schématiquement, un mode de réalisation de cet appareil; la fig. 2 représente une variante.
Sur la fig. 1, le réservoir extérieur A contient un réservoir intérieur _B en forme de cloche. Le tube C, réglable en hauteur, sert d'amenée à un gaz acide servant au trai tement, gaz carbonique par exemple, ou un mélange gazeux contenant ce corps. L'excès du gaz sort en K, le précipité qui s'accumule dans la trémie inférieure A' est évacué quand il en est besoin par l'orifice D. La liqueur d'aluminate est amenée par la tubulure E et le trop-plein sort en F. Une arrivée supplé mentaire de gaz est prévue en G à la; partie inférieure de la trémie A' pour la mise en route.
H est un déflecteur qui empêche les bulles de gaz de passer dans l'intervalle an nulaire compris entre le récipient A et la cloche B, et d'agiter le liquide qui se trouve dans cet intervalle.
A la mise en route, on remplit par exem ple l'appareil d'eau, puis on introduit l'alu- minate en E et le gaz en G en réglant conve nablement les débits; le liquide en excès se décante dans l'intervalle annulaire compris entre<I>A et B</I> et sort en F; le précipité qui s'accumule dans la trémie est constamment remis en suspension à l'intérieur de la cloche B par le jet de gaz.
Lorsque le précipité a atteint la qualité désirée et remplit plus ou moins le cône, on fait arriver le gaz par C, tandis qu'on l'arrête en G et l'on continue à travailler en réglant la hauteur du tube C de façon à maintenir en suspension par le jet gazeux une portion convenable du précipité antérieur. La marche des opérations se règle en réglant le courant gazeux, le niveau de son introduction dans la trémie, le prélèvement du précipité en D et l'arrivée de la solution en E.
Pendant le fonctionnement de l'appareil, le gaz maintient une partie du précipité en suspension à l'intérieur de la cloche B et agit sur la liqueur fraîche admise par le tube E. L'espace entre<I>A</I> et<I>B</I> sert de chambre de dé cantation et la liqueur épuisée sort en F. L'autre part, le précipité qui tombe le pre mier au fond où se fait le prélèvement est naturellement le plus dense. Une fois la mise en route réalisée, les opérations décrites pour ront s'effectuer soit d'une façon continue, soit d'une façon discontinue, ou les unes d'une façon continue et les autres d'une façon dis continue.
Au lieu d'assurer l'agitation par le bar botage du gaz, on pourrait employer une pompe de brassage prélevant au niveau choisi le liquide chargé de précipité et le projetant dans le gaz acide, ou tout autre dispositif équivalent. La fig. 2 représente un dispositif de ce genre.
L'agitation est assurée par une pompe à hélice L, dont l'hélice tourne à l'in térieur d'une cheminée verticale M montée dans l'axe de la cloche B; à la partie supé rieure de la cheminée, au-dessus du niveau du liquide est placé un diffuseur N qui pro jette en jets le liquide sortant de la cheminée; la pompe est actionnée par un moteur P;
la cheminée est munie à sa partie inférieure d'une rallonge télescopique Q, commandée de l'extérïeur au moyen, par exemple, du pignon R engrenant avec une crémaillère figée sur la rallonge. Le gaz acide arrive en S.
Le fait d'obtenir des précipités dont la densité est réglée à volonté est d'une extrême importance au point de vue industriel.
En effet, à ces densités différentes cor respondent des propriétés physiques diffé rentes que l'ou peut utiliser selon l'usage que l'on a en vue. Les précipités relativement légers ont par exemple des caractéristiques physiques: finesse de grain et propriétés ab sorbantes, remarquables. Ils sont par contre volumineux et retiennent une quantité d'eau qui en rend le séchage relativement difficile.
Les précipités denses sont au contraire fa ciles à sécher, aussi sera-t-il généralement plus avantageux de les obtenir sous cette forme quand le produit est destiné à être utilisé pour ses propriétés chimiques et non pour ses propriétés physiques.
La différence n'est pas d'ailleurs absolu ment tranchée, car il est bien connu que l'état physique n'est pas sans rapport avec l'acti vité chimique d'un corps. On réglera donc les propriétés du précipité selon l'application envisagée; les applications physiques compre nant par exemple: les produits de charge, les produits isolants, les produits réfractaires et analogues; les applications physico-chimiques sont celles qui mettent en oeuvre par exemple les propriétés adsorbantes du produit; parmi les applications chimiques, on citera l'extrac tion de l'alumine pure, la préparation du sul fate d'alumine, etc.
On donnera ci-après quelques exemples d'applications a) Le précipité sert de matière première à la fabrication de l'alumine par le procédé Bayer. Dans ce cas, il y a intérêt à employer une matière dense contenant peu d'eau de mouillage de façon à ne pas diluer au delà de certaines limites la soude qui sert à l'at taque.
On poussera donc le traitement pour ob tenir un précipité de forte densité. b) Le précipité doit être traité pour en extraire mécaniquement l'alumine. On amor cera alors par ensemencement préalable de carbonate de chaux de préférence en cristaux déjà bien développés sans ensemencement en cristaux d'alumine et on procède par carbo natation relativement lente. Dans ces condi tions, on obtient des cristaux de carbonate relativement très gros par rapport à ceux d'alumine et la séparation s'effectue facile ment par les moyens connus.
Bien entendu on tiendra compte, dans le réglage des opérations, du fait que l'augmen tation de densité du précipité étant obtenue par l'agitation d'un précipité de densité crois sante, l'opération implique une dépense de force motrice. Mais cette dépense est très fai ble et très largement compensée par les éco nomies réalisées sur la filtration, le séchage, etc.
L'explication du phénomène utilisé par l'invention paraît résider dans un grossisse ment des particules d'alumine et du sel de chaux formé, la précipitation s'effectuant chaque fois au profit des particules pré existantes.
Il est particulièrement remarquable que le grossissement des particules d'alumine se produise malgré la très grande rapidité de la précipitation et dans un milieu où la solubi lité de l'alumine est pratiquement nulle, l'alumine n'ayant apparemment par elle- même pas de solubilité appréciable dans les solutions d'aluminate de chaux ou dans les eaux mères.
L'examen microscopique montre un chan gement caractéristique du précipité; l'alu mine qui existe au début en amas translucides d'éléments très fins apparaît en grains de plus en plus volumineux et de plus en plus opaques; tandis que le carbonate de chaux forme peu à peu des cristaux de dimensions de plus en plus considérables.
On remarque d'ailleurs que le carbonate de chaux existe toujours dans le mélange, en grains beaucoup plus gros que l'alumine, même en l'absence de tout amorçage, proba blement parce qu'il a une solubilité beaucoup plus élevée que celle de l'alumine dans les solutions utilisées, bien que cette solubilité soit faible en valeur absolue.
Process for precipitating alumina from solutions of lime aluminates. The present invention relates to a process for precipitating alumina and optionally lime in aqueous solutions of lime aluminates.
This precipitation can, as is known, be obtained by means of an acid forming with lime a combination which is itself insoluble (carbonic acid, oxalic acid, hydrofluoric acid, etc.), or else by means of an acid forming with lime a soluble salt (hydrochloric acid, nitric acid, ete.).
In the first case, the precipitate is a mixture of alumina and calcium salt; in the second, it is formed of alumina alone.
In all cases, if the precipitation is carried out in a solution which does not yet contain precipitated alumina, it is observed that the alumina, whether or not mixed with a lime salt, precipitates in an extremely fine form, giving precipitates of enormous volume. The alumina is present there in the form of small grains which, most often, seem not to have a crystalline structure. The process of the invention is based on singular properties of the precipitates in question which the inventor has discovered and which will be described.
If we take a given solution of lime aluminate and treat it with carbonic acid, we find that the precipitate decanted after a given time represents about 25% of the initial volume of the treated liquor.
For a liter of liquor, we therefore have 250 cm3 of precipitate.
If we decant the 750 cm 'of mother water and add a liter of fresh liquor, precipitate it with carbonic acid, and start these operations again by decanting the mother liquor each time and placing the collected precipitate in the presence of the same volume of solution to treat again with carbonic acid, it is observed that the volume of the total precipitate deposited after a determined decantation time is constantly decreasing with respect to the total volume of the liquor from which it was extracted.
For example, in an experiment, the following figures were found starting from an aluminate liquor containing per liter <B> 1.850 </B> gr of A1203 and 1.209 gr of CaO:
EMI0002.0004
Report <SEP> of
<tb> Op- <SEP> Quantity <SEP> of <SEP> Volume <SEP> of <SEP> volume <SEP> of
<tb> liquor <SEP> precipitated <SEP> precipitated <SEP> at
<tb> rations
<tb> processed <SEP> collected <SEP> volume <SEP> crumb
<tb> in <SEP> work
<tb> Ire <SEP> 1 <SEP> liter <SEP> 250 <SEP> <B> cm '<SEP> 25% </B>
<tb> 3rd <SEP> 3 <SEP> liters <SEP> 570 <SEP> cm '<SEP> (<SEP> <B> 19% </B>
<tb> 5th <SEP> 5 <SEP> liters <SEP> 520 <SEP> cms <SEP> 10.4
<tb> 10-e <SEP> 10 <SEP> liters <SEP> 480 <SEP> cm '<SEP> 4.8
<tb> 16me <SEP> 16 <SEP> liters <SEP> 380 <SEP> cm '<SEP> 2,
37
<tb> i Another experiment gives for a liquor of similar content, after 44 successive operations, a precipitate which after 30 minutes of decanting only represents 1.13.00 'of the total volume used (497 cm' of precipitate 'for 44 liters used). After 80 operations, the volume of the precipitate falls to 0.75 / 10. At the same time, it can be seen that the appearance of the precipitate has changed, and that its bulk density rises considerably, passing in the above example from <B> 1.01 </B> in the first operation at 1,
47 after the 80th operation.
By studying the phenomenon more closely, we are led to notice that the evolution of the precipitate depends on the number of operations, the more or less efficient agitation, the more or less rapidity of each carbonation and the fact that this carbonation is carried out in a total or partial or advanced way until the bi-carbonation.
Furthermore, it is possible to initiate the initial precipitation by pre-seeding by means of either crystals or grains of alumina, or crystals of the lime salt which is to occur, or both at the same time.
The precipitate preferably forming on the crystals or seed grains, there is thus a means of regulating the speed of growth of the grains of the precipitate, by causing crystallization to occur on relatively large initial crystals or grains, on the other hand. , seeding provides a means of differentiating by volume the rate or grain cries of the two species of substances present in the precipitate; if one sows only with crystals of the lime salt, for example, the final precipitate will contain the lime salt in particles larger than the grains of alumina and the separation of the two bodies will thereby be facilitated;
similarly, if one seed with a mixture of relatively large crystals of lime salt, and smaller crystals or grains of alumina, one will obtain a more rapid precipitation of the two substances, but the crystals of the lime salt in the the final precipitate will be brighter than the alumina grains.
On the one hand, therefore, means are available for regulating the apparent density of the precipitate, from extremely voluminous precipitates (dilute liquor rapidly carbonated) to very dense precipitates (relatively slow carbonation repeated in the presence of the accumulated precipitate. ) and, on the other hand, means for adjusting the speed of growth of the crystals of the precipitate as well as for differentiating the alumina crystals from those of the lime salt formed.
When treating with another acid giving an insoluble lime salt such as oxalic acid or hydrofluoric acid, similar phenomena are observed.
If one treats with an acid giving a soluble lime salt, such as hydrochloric acid, it is also observed that by carrying out several successive treatments of fresh solutions of lime aluminates with acid in the presence of precipitate previously formed, a progressive enlargement of the precipitated alumina particles is obtained and, consequently, a reduction in the apparent volume of the precipitate.
Likewise, if particles or levels of alumina previously prepared and sorted so as to present a relatively large size are introduced into the liquor for treatment, the alumina precipitates from the fresh solution more rapidly and in the form larger volume particles.
Carbonic acid will generally be the preferred acid because of its cheapness and ease of use.
The process of the invention uses, at least in part, these properties; according to this process, the precipitation of the alumina lime solution is carried out by the selected acid by causing the latter to act on the fresh solution in the presence of a precipitate originating from the previous treatment of another fraction of the solution by the acid and kept in suspension during the action of the acid by stirring the liquor.
The operation will be carried out, for example, by allowing the precipitate to accumulate in the liquor until it has reached the desired bulk density, while replacing periodically or continuously with a solution. cool the exhausted and cleared liquid resulting from the treatment.
To obtain the complete precipitation of a given quantity of solution, a specific quantity of acid is required. The rate of admission of this quantity of acid plays, as has been said, a role in the swelling of the precipitate; it can be introduced in a time varying from a few minutes to about an hour and even more. The slower the admission, the higher the bulk density of the final precipitate.
In the experiments mentioned above, each operation lasted half an hour; the gas used was a 20% <B> CO 'combustion gas. </B>
The adjustment of this duration of action is carried out very simply, for example by adjusting the flow rate of the arrival of the acid, liquid or gaseous, into the liquor to be treated.
In addition, the precipitation can be initiated by crystals or grains of alumina; in the case where the lime salt formed is insoluble, it can be initiated either by crystals or grains of alumina, or by a mixture of the two in order to accelerate the growth of the grains of the precipitate. For this initiation, it is possible, for example, to use alumina crystals specially prepared by any known means which give pure crystalline alumina; or even grains of desired dimensions extracted by any appropriate means from the precipitate formed by a previous operation.
Likewise, the initiator crystals of the lime salt can be prepared specially by any known means or taken, by an appropriate separation method, from a previous precipitate.
Finally, the prior seeding can be done so as to differentiate the precipitates of the two substances by the volume of the grains in order to facilitate their subsequent separation. This preliminary seeding by means of crystals prepared separately will generally take place at the start of an operation and its effects will remain until complete evacuation of the precipitate.
The method of the invention can be implemented by any appropriate means. An apparatus which appears to be particularly advantageous for the proposed treatment will be described by way of example.
Fig. 1 schematically represents an embodiment of this apparatus; fig. 2 represents a variant.
In fig. 1, the outer tank A contains an inner tank _B in the form of a bell. The height-adjustable tube C serves as a supply for an acid gas used for treatment, carbon dioxide for example, or a gas mixture containing this body. The excess gas exits in K, the precipitate which accumulates in the lower hopper A 'is discharged when it is needed through the orifice D. The aluminate liquor is brought through the pipe E and the overflow exits at F. An additional gas supply is provided at G to la; lower part of hopper A 'for start-up.
H is a deflector which prevents the gas bubbles from passing through the annular gap between the receptacle A and the bell B, and from agitating the liquid which is in this gap.
When starting up, the apparatus is filled, for example, with water, then the aluminate is introduced at E and the gas at G, adjusting the flow rates appropriately; the excess liquid settles in the annular interval between <I> A and B </I> and exits at F; the precipitate which accumulates in the hopper is constantly resuspended inside the bell B by the gas jet.
When the precipitate has reached the desired quality and more or less fills the cone, the gas is made to arrive through C, while it is stopped at G and we continue to work by adjusting the height of the tube C so as to maintain in suspension by the gas jet a suitable portion of the previous precipitate. The progress of the operations is regulated by adjusting the gas flow, the level of its introduction into the hopper, the sampling of the precipitate in D and the arrival of the solution in E.
During operation of the apparatus, the gas maintains part of the precipitate in suspension inside the bell B and acts on the fresh liquor admitted through tube E. The space between <I> A </I> and <I> B </I> serves as a settling chamber and the exhausted liquor exits at F. On the other hand, the precipitate which falls first to the bottom where the sample is taken is naturally the densest. Once the start-up has been carried out, the operations described for ront be carried out either continuously or discontinuously, or some continuously and the others say continuously.
Instead of providing agitation by bar botage of the gas, it would be possible to use a stirring pump taking the liquid laden with precipitate at the chosen level and projecting it into the acid gas, or any other equivalent device. Fig. 2 shows a device of this type.
Stirring is provided by a propeller pump L, the propeller of which rotates inside a vertical chimney M mounted in the axis of the bell B; at the upper part of the chimney, above the level of the liquid is placed an N diffuser which projects the liquid coming out of the chimney in jets; the pump is actuated by a motor P;
the chimney is provided at its lower part with a telescopic extension Q, controlled from the outside by means, for example, of the pinion R meshing with a rack fixed on the extension. The sour gas arrives at S.
The fact of obtaining precipitates whose density is regulated at will is of extreme importance from the industrial point of view.
In fact, these different densities correspond to different physical properties that the ou can use according to the intended use. Relatively light precipitates have, for example, physical characteristics: remarkable grain fineness and absorbent properties. On the other hand, they are bulky and retain a quantity of water which makes drying relatively difficult.
Dense precipitates are on the contrary easy to dry, so it will generally be more advantageous to obtain them in this form when the product is intended to be used for its chemical properties and not for its physical properties.
The difference is not, moreover, absolutely clear-cut, for it is well known that the physical state is not unrelated to the chemical activity of a body. The properties of the precipitate will therefore be adjusted according to the envisaged application; physical applications including, for example: filler products, insulation products, refractories and the like; the physicochemical applications are those which use, for example, the adsorbent properties of the product; among the chemical applications, mention will be made of the extraction of pure alumina, the preparation of alumina sulphate, etc.
A few examples of applications will be given below. A) The precipitate is used as a raw material for the production of alumina by the Bayer process. In this case, it is advantageous to use a dense material containing little wetting water so as not to dilute the soda which is used for the attack beyond certain limits.
We will therefore push the treatment to obtain a high density precipitate. b) The precipitate must be treated to mechanically extract the alumina. It will then be initiated by prior seeding of carbonate of lime, preferably in already well-developed crystals without seeding in alumina crystals, and the procedure is carried out by relatively slow carbonate swimming. Under these conditions, relatively very large carbonate crystals are obtained relative to those of alumina and the separation is easily carried out by known means.
Of course, account will be taken, in adjusting the operations, of the fact that the increase in density of the precipitate being obtained by stirring a precipitate of increasing density, the operation involves an expenditure of driving force. But this expense is very low and very largely offset by the savings made on filtration, drying, etc.
The explanation of the phenomenon used by the invention appears to lie in an enlargement of the alumina particles and of the lime salt formed, the precipitation taking place each time in favor of the pre-existing particles.
It is particularly noteworthy that the enlargement of the alumina particles occurs despite the very rapidity of the precipitation and in an environment where the solubility of the alumina is practically zero, the alumina apparently not having by itself. of appreciable solubility in solutions of lime aluminate or in mother liquors.
Microscopic examination shows a characteristic change in the precipitate; the aluminum mine which exists at the beginning in translucent clusters of very fine elements appears in grains more and more voluminous and more and more opaque; while the carbonate of lime gradually forms crystals of increasingly considerable dimensions.
We note, moreover, that lime carbonate always exists in the mixture, in grains much larger than alumina, even in the absence of any initiation, probably because it has a much higher solubility than that of alumina in the solutions used, although this solubility is low in absolute value.