DE830945C - Verfahren zum kontinuierlichen Aufschluss von Bauxit - Google Patents

Description

• Verfahren zum kontinuierlichen AufschluB von Bauxit Der Aufschluß von Bauxit nach dem klassischen diskontinuierlichen Bayer-Verfahren mittels Natronlauge erfordert einen großen Wärmebedarf. Es ist häufig versucht worden, den Aufsehluß kontirtuierlich zu gestalten. Doch scheiterte dieses meist daran. daß der Wärmeaustausch zwischen Laugen mit Ueststoffgehalten. 1_auge-Bauxit-Gemisch auf der einen, Lauge-Aufschluß-Rückstand auf der anderen Seite, unzureichend war, weil die Wärmeaustauscher schnell verkrusteten und dadurch der \Värmedurch@garigskoeffzieyt rasch kleine Werte annahm. Dieses machte entweder sehr häufige Reinigung oder sehr große Wärmeaustauscher erforderlich. Beide :Maßnahmen machten aber die Vorteile, die durch den geringeren Dampfverbrauch erzielt werden konnten, zunichte, da die Aufwendungen für die Reinigung oder die Anschaffung unverhältnismäßig großer Vor-wärmer groß wurden. Man umging dann den direkten Wärmeaustausch des Lauge-Rückstand-Gemisches dadurch, daß man diese Feststoff enthaltende Lauge entspannte und den entwickelten Dampf für die Erwärmung an das zum Aufschluß kommende Gemisch benutzte. Dieses stellte bereits einen Fortschritt dar. Doch ist es besonders das aufzuwärmende Bauxit - Lauge - Gemisch, das zu schneller Verkrustung in den Vorwärmern neigt, weil ein Teil des Bauxites bereits bei der Vorwärmung aufgeschlossen wird und die im Bauxit enthaltene Kieselsäure ein schnelleres Lösungsvermögen hat als die Tonerde. Dadurch bildet sich besonders bei Temperaturen oberhalb i2o° eine Natrium-Alumiriium-Silicat-Verbindung, dieBauxit einschließt und fest an den Wänden der Wärmeaustauscher haftet. Der Wärmedurchgangskoeffizient dieser Ablagerungen ist klein, so daß bereits selbst bei geringen Schichten eine schlechte Wärmeübertragung vorhanden ist.
• Es ließ sich also auf diese Weise auch kein bedeutender Wärmegewinn erzielen. Der Wärmeaustausch kann nur mit reinen Laugen ohne Feststoffe wärmewirtschaftlich erfolgen. Zwar scheiden auch reine Aluminatlaugen infolge der stets darin gelösten Kieselsäure eine Siliciatverbindung ab. Doch ist der Zeitraum sehr viel länger, und die Ablagerungen sind viel leichter durch eine Säure-oder mechanische Behandlung von den Austauscherwänden zu entfernen. Sie erreichen auch niemals die Stärke der bei Gegenwart von Bauxit entstandenen Abscheidungen.
• ach der Patentschrift 665-495 wird Bauxit kontinuierlich nach dem Turmaufschlußverfahren aufgeschlossen, wobei der Bauxit in stückiger Form in hohe Türme, genannt Autoklaven, gefüllt und von der \ atronlauge ohne Festsubstanz durchströmt wird. Dabei wird die .Lauge durch den Dampf vorgewärmt, der bei der Entspannung der die Türme verlassenden gesättigten, klaren Al.uminatlattge entsteht. Hierbei ist das Problem des Wärmeaustausches in technisch guter Weise gelöst, da hierfür Laugen ohne Feststoffe verwendet werden. Das Verfahren erfordert infolge des kontinuierlichen Wärmeflusses ein Minimum an Wärme. Ein gewisser Nachteil dieses Verfahrens ist jedoch der große Awtoklavenraum, weil die Aufschlußgeschwindigkeit stückigen Bauxites naturgemäß geringer ist als die von fein gemahlenem Bauxit, wie er allgemein zum Aufschluß verwendet wird.
• Nach der amerikanischere Arbeitsweise mit Bauxiten tropischer Lagerstätten wird ein konitinuierlicher Aufschluß von Bauxit durchgeführt, indem der zur Vorwärmung und zum Aufschluß kommende Laugestrom geteilt wird. Die Hauptmenge der reinen Lauge wird in Wärmeaustauschern, die die Wärme der vom Aufschluß kommenden Lauge in Form des durch Entspannung gewonnenen Dampfes verwenden, aufgeheizt. Ein kleiner Teil der Lauge wird mit dem gemahlenen Bauxit zu einer Suspension angerührt und diese durch eine Pumpe @in dem Autoklavenraum mit dem vorgewärmten Hauptanteil der Lauge vereinigt. Die Aufheizung dieses kleinen Laugenanteile.s mit dem Bauxit bis zur Aufschlußtemperatur erfolgt in den Autoklaven selbst. Dieses Verfahren ist brauchbar für Bauxite tropischer Herkunft, da diese die Tonerde in einer Form enthalten, die bei wesentlich niedrigerer Temperatur und dementsprechend niedrigem Druck wirtschaftlich aufgeschlossen werden können. Der in den Aufschlußautoklaven bestehende .Druck läßt sich leicht durch einstufige Zentrifugalpumpen, die den Hauptanteil der reinen Lauge und das Bauxit-Lauge-Gemisch fördern müssen, erzielen.
• Bei europäischen Bauxiten versagt jedoch diese Methode, da diese die Tonerde in einer Form enthalten, die nur bei hohen Temperaturen aufschließbar sind. Der dieser Temperatur entsprechende Druck liegt weit oberhalb der Förderhöhe einstufiger Zentrifugalpumpen. :Mehrstufige Zentrifugalpumpen scheiden jedoch für die Förderung eines Bauxit-Lauge-Gemisches aus, weil der Verschleiß des Pumpenkörpers und der empfindlichen Laufräder hierin zu groß ist, als daß ein wirtschaftlicher Betrieb durchführbar wäre. Auch bei Verwendung von Kolbenpumpen zur Förderung der Bauxitsuspension treten an den Zylindern und den vorhandenen Ansaug- und Druckventilen dieser Pumpen große X'erschleiß@@-irkungen durch die harten Bauxitpartikel auf, so daß ein sicherer kontinuierlicher Betrieb bei dem erforderlichen hohen Druck nicht gewährleistet ist. Derzeit gibt es noch keine genügend sichere Möglichkeit, ein solches Gemisch aller europäischer Bauxite mit Lauge hei dem in Frage kommenden Druck zu fördern.
• Um nun den aufzuschließenden Bauxit mit dem Hauptanteil der vorgewärmten reinen Lauge, die durch eine mehrstufige Zentrifugalpumpe gegen den der Aufschlußtemperatur entsprechenden höheren Druck gefördert werden kann, zu vereinigen und in den Aufschlußautoklaven zu fördern, wurde folgendes neue Verfahren entwickelt.
• Die Hauptmenge A der reinen Lauge wird itt üblicher Weise mittels einer Multicellularpumpe t. deren Förderhöhe dem Aufschlußdruck entspricht. durch die Vorwärmer 2 und in die Aufschlußautoklaven 3 gedrückt. Ein kleiner Teil dieser Lauge B wird abgezweigt und in einem -.Mischer .; mit dem gemahlenen Bauxit zu einer Suspension angerührt. Diese Suspension C fließt durch den oberhalb angebrachten- Mischer infolge der Schwerkraft in einen leeren Autoklaven 6 oder wird mittels einer Pumpe 5 von geringer Förderhöhe in diesen hineingedrückt. Dieser Vorautoklav wird dann nach der Füllung geschlossen und darauf mittels Luft, indifferentem Gas oder Dampf hierin ein Druck erzeugt, der wenig höher ist als der in dem Aufschlußautoklaven 3 vorhandene Druck. Hierdurch wird nach Öffnen des Ablaßventils dieses Vorautoklaven die Bauxit-Lauge-Suspension C mit dem von den Vorwärmern kommenden Hauptanteil r1 der heißen Lauge in einem Dosierapparat vereinigt und dem Aufschlußautoklaven 3 zugeleitet. Ist der Autoklav leer, welches durch[ eine elektromagnetische Anzeige erfolgt. wird automatisch auf einen zweiten, inzwischen mit Bauxitsuspension gefüllten und bereits unter Druck befindlichen Vorautoklaven 7 umgeschaltet, so daß keine Unterbrechung in der kontinuierlichen Zugabe des Bauxitgemisches C zu der heißen Aufschlußlauge A entsteht. Zum Aufschluß werden in üblicher Weise mehrere hintereinandergeschaltete Autoklaven benutzt. Zwei Vorautoklaven können zur Beschickung mehrerer Gruppen von Aufschlußautoklaven dienen. Die Abstimmung und Regelung des in den Vorautoklaven herrschenden Druckes mit dem Aufschluß-druck bzw. dem Druck, der dem heißen Hauptlaugestrom entspricht, wird mittels eines Druckreglers vorgenommen. Dadurch, daß diese Geräte bzw. ihre Fühlorgane nicht in Feststoff enthaltenden Laugen arbeiten, ist eine sichere Regelung und damit ein kontinuierlicher Laugenfluß gewährleistet.
• Verwendet maii in den Vorautoklaven zur Druckerzeugung direkten Darrnpf von höherer Spannung, so hat dieses noch den Vorteil, daß die Aufheizung der Bauxitsuspension C in den Aufschlußautoklaven 3 nicht mehr zu erfolgen braucht, sondern die 'Mischung mit derselben Temperatur eintritt wie der Hauptlaugestrom. Die Heizung mittels direktem Dampf hat auch noch den Vorteil, daß hierdurch eine gute Rührwirkung im Vorautoklaven eintritt und auf ein mechanisches Rührwerk verzichtet «erden kann. Da an der am Boden des Vorautoklaven liegenden Eintrittsstelle für den Dampf sich infolge der größeren Dekantationsgeschwindigkeit stets die gröberen Bauxitpartikel befinden, werden diese durch die an der Eintrittsstelle des Dampfes vorhandene hohe Temperatur partiell aufgeschlossen und dadurch weiter zerkleinert. Es ist infolgedessen bei dieser Arbeitsweise auch eine sehr feine 'Zahlung des Bauxites nicht erforderlich, wodurch eine weitere Ersparnis an Faiergie eintritt. Die den @ufschlußautoklaven verlassende Aluminatlauge D mit dem Aufschlußrückstand wird dann in bekannter Weise in mehreren Stufen 8 entspannt und der dabei entwickelte Dampf in ebensoviel Vorwärmerstufen zur Aufheizung des reinen Hauptlaugestromes A benutzt.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. '"erfahren zum kontinuierlichen Aufschluß von Bauxit mit Natronlauge, dadurch gekennzeichnet, daß unter Verwendung eines in bekannter Weise -geteilten Laugestromes der Bauxit mit einem kleinen Teil der Lauge in einem Vorautoklaven suspendiert wird und ohne Verwendung von Pumpen aus diesem durch in Vorautoklaven erzeugten Druck mit dem durch Wärmeaustausch vorgewärmten Hauptlaugestrom vor oder im Aufschlußautoklaven vereinigt wird. a. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck in dem Vorautoklaven durch hochgespannten Dampf erzeugt wird.