ES2285217T3 - Proceso de ataque de la bauxita que mejora la filtrabilidad de los lodos tras el ataque. - Google Patents
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Abstract
Proceso de tratamiento de bauxita (10) por ataque alcalino, típicamente según el proceso Bayer, que permite obtener hidrato de alúmina caracterizado porque se introduce la bauxita triturada (11, 15) directamente en una solución alcalina (21a) tomada y destinada a ser reintroducida en el circuito Bayer del licor de aluminato (20), siendo llevada dicha solución alcalina (21a) a una temperatura tal que, tras la puesta en contacto de dicha bauxita triturada (11, 15) y de dicha solución alcalina, la temperatura de la suspensión que resulta de esta mezcla es superior a una temperatura cercana a la temperatura de ebullición a la presión atmosférica, es decir típicamente superior a 95°C.
Description
Proceso de ataque de la bauxita que mejora la
filtrabilidad de los lodos tras el ataque.
La invención se refiere al tratamiento de
bauxitas por ataque alcalino, típicamente según el proceso Bayer,
que permite obtener hidrato de alúmina. Más particularmente, se
refiere al tratamiento de bauxitas que contienen alúmina
principalmente en forma de gibbsita o de bauxitas mixtas que
contienen trihidrato de alúmina tal como la gibbsita y monohidrato
de alúmina tal como la boehmita.
El proceso Bayer ampliamente descrito en la
literatura especializada constituye la técnica principal de
producción de alúmina destinada a ser transformada en aluminio por
electrólisis ígnea. Según este proceso, se trata en caliente el
mineral de bauxita mediante una solución acuosa de hidróxido de
sodio de concentración apropiada, provocando así la solubilización
de una solución sobresaturada de aluminato de sodio. Tras la
separación de la fase sólida que constituye el residuo inatacado
(lodos rojos) del mineral, se añaden partículas de trihidrato de
alúmina a la solución sobresaturada de aluminato de sodio con el
fin de provocar la precipitación del trihidrato de alúmina. El
licor de aluminato de sodio, una vez empobrecido en alúmina tras la
fase de precipitación del trihidrato de alúmina se recicla hacia
el ataque de la bauxita tras haber sido eventualmente concentrado
y/o recargado en hidróxido de sodio para constituir un licor de una
concentración cáustica apropiada para dicho ataque.
La rapidez con la cual se efectúa la separación
entre los residuos insolubles y el licor sobresaturado es esencial
ya que determina el rendimiento y la productividad del proceso.
En los inicios de la industria de la alúmina, la
separación de los residuos insolubles se efectuaba por filtración,
en filtro prensa. Esta técnica, aunque sigue siendo evocada en la
mayoría de las patentes relativas al tratamiento de lodos rojos,
hoy sólo se utiliza en casos excepcionales, en beneficio de la
sedimentación, realizada en decantadores de marcha continua. La
separación por decantación de los residuos insolubles permite en
efecto tratar en continuo flujos considerables con bajos costes de
funcionamiento.
La filtración se utiliza a veces tras el ataque
de bauxitas de muy alto contenido de hidrato de aluminio. Se
utiliza a menudo tras la decantación (filtración de seguridad). En
estos dos casos, se utilizan filtros de tipo Kelly que son filtros
destinados para equipar cubas al interior de las cuales
instalaciones móviles de marcos metálicos sostienen las superficies
filtrantes.
Se efectuaron numerosos intentos para realizar
la separación de los lodos en filtros rotativos, al vacío o a
presión. Los filtros rotativos presentan la ventaja de funcionar en
continuo: retienen las partes sólidas y se limpian regularmente por
aplicación de una diferencia de presión entre ambas paredes del
filtro. Estos intentos lamentablemente no dieron resultado debido
a la gran impermeabilidad de las tortas de lodos rojos que reduce
rápidamente el caudal y hace muy difícil el lavado. La filtrabilidad
empeoró aún más cuando se introdujo un tratamiento de desilicación
previo al ataque de bauxitas que contienen gibbsita de bajo
contenido de sílice, es decir bauxitas que contienen menos del 2,5%
de sílice reactiva. La sílice reactiva es una sílice en forma de
silicato de alúmina o de cualquier otra forma fácilmente soluble en
un licor de aluminato de sodio tal como el utilizado en el proceso
Bayer. Un documento tal como FR2 732 332 describe esta etapa
particular del proceso Bayer que se denomina "predesilicación"
y en la cual se desilica la bauxita triturada previamente a su
ataque por el licor de aluminato.
Se conocen particularmente por EP 1 051 227, EP
1 089 797, WO93/06046 y EP 0 616 882 procesos en los cuales se
vierten aditivos de tipo floculantes en la suspensión de ataque
para aumentar la velocidad con la cual la separación líquido/sólido
se efectúa. Tales técnicas están bien adaptadas para acelerar la
separación por decantación pero resultan poco eficaces en cuanto al
mejoramiento de la filtrabilidad de las suspensiones.
Se conocen por US 5 716 530 y US 4 446 117
procesos que describen la utilización de filtros de arena en
presencia de aditivos tales como biopolímeros (biocarbohidratos
tales como dextrano) o filtros de arena munidos de lonas
sintéticas. Pero estos documentos describen una etapa situada en
una fase diferente del ciclo Bayer, en este caso la filtración de
seguridad efectuada tras la decantación del rebose de los
decantadores, es decir en soluciones clarificadas que contienen una
cantidad muy pequeña de finas partículas en suspensión. Tales
técnicas no pueden aplicarse a la separación líquido - sólido de
las suspensiones tras el ataque debido al aumento considerable de
la superficie de filtración que sería necesario y a la degradación
considerable de productividad que resultaría de ello.
Se conocen por US 5 080 803 (ALCAN) dispositivos
que permiten decantar suspensiones inyectadas a presión. A pesar
de que tales dispositivos permiten obtener cierta disminución del
tiempo de estadía durante la fase de separación líquido - sólido,
ésta sigue aún siendo una etapa relativamente larga, lo que impone
volúmenes a tratar considerables (grandes instalaciones
industriales, decantadores de varias decenas de metros de
diámetro,...), y aumenta el riesgo de retrogradación. La
retrogradación es un fenómeno que se debe evitar ya que se traduce
por la precipitación prematura del trihidrato de alúmina, que se
mezcla a los residuos insolubles y se vierten con ellos.
Para disminuir los riesgos de retrogradación
debidos a un tiempo de estadía considerable, hay que limitar la
sobresaturación del licor de aluminato en alúmina disuelta
expresada por la relación Rp
Rp =
\frac{concentración \ de \ Al_{2}O_{3} \ disuelta \ (en \
g/l)}{concentración \ de \ Na_{2}O \ cáustica \ (en \
g/l)}
y la productividad del licor,
proporcional a esta relación, resulta
reducida.
El solicitante quiso pues poner a punto un
proceso industrial que permitiera obtener una separación líquido -
sólido eficaz y rápido de la suspensión tras el ataque.
El objeto según la invención es un proceso de
tratamiento de la bauxita por ataque alcalino, típicamente según el
proceso Bayer, que permite obtener hidrato de alúmina caracterizado
porque se introduce la bauxita triturada directamente en una
solución alcalina tomada y destinada a ser reintroducida en el
circuito Bayer del licor de aluminato, siendo llevada dicha
solución alcalina a una temperatura tal que, tras la puesta en
contacto de dicha bauxita triturada y de dicha solución alcalina,
la temperatura de la suspensión que resulta de esta mezcla es
superior a una temperatura cercana a la temperatura de ebullición a
la presión atmosférica, es decir típicamente superior a 95°C, y
preferiblemente superior o igual a la temperatura de ebullición a
la presión atmosférica.
El solicitante constató en efecto que las
propiedades de filtrabilidad de los lodos que resultan del ataque
alcalino se degradan muy fuertemente si se mezcla la bauxita
triturada en dicha solución alcalina a la temperatura ambiente y si
se mantiene la suspensión resultante a una temperatura cercana a la
temperatura ambiente incluso durante un tiempo muy corto,
típicamente limitado a unos minutos. Solamente cuando la
temperatura del primer contacto entre la bauxita y la solución
alcalina es superior a aproximadamente 60°C - 70°C, en todo caso
superior á 95°C y más particularmente por encima de la temperatura
de ebullición, se constata una mejora sensible de la filtrabilidad.
Ésta puede entonces traducirse por una mejora de un factor de 100
(resistencia específica dividida entre 100) cuando la temperatura
de la mezcla sobrepasa la temperatura de ebullición de la solución
alcalina.
La solución alcalina utilizada en la invención
es una solución alcalina tomada o destinada a ser introducida en
el circuito del licor de aluminato utilizado en el proceso Bayer:
puede tratarse de una alícuota del licor de ataque (contenido de
soda cáustica comprendido preferentemente entre 120 y 180 g
Na_{2}O/l, típicamente 160g Na_{2}O/l), no excediendo dicha
alícuota preferiblemente el 25%, aún mejor el 20% del flujo total,
o aún de una alícuota de una solución clarificada de lavador (es
decir el flujo acuoso procedente del lavado de los residuos
insolubles del ataque alcalino (lodos rojos)), particularmente la
solución clarificada del primer lavador (contenido de soda cáustica
comprendido preferentemente entre 40 y 120 g Na_{2}O/l,
típicamente 80 g Na_{2}O/l).
La temperatura a la cual la mezcla se efectúa
según la invención puede ser la temperatura de predesilicación si
la composición de la bauxita impone tal tratamiento (en general se
trata de una bauxita de bajo contenido -típicamente menos del 2,5%-
de sílice reactiva). La temperatura a la cual la predesilicación
se efectúa está generalmente comprendida entre 80°C y 200°C. Para
las bauxitas que contienen esencialmente gibbsita, la temperatura a
la cual la mezcla se efectúa según la invención está
preferiblemente entre 95°C y 108°C, lo que permite hacer un
tratamiento a presión atmosférica.
La temperatura a la cual la mezcla se efectúa
según la invención puede también ser la temperatura de ataque, a
saber una temperatura comprendida entre 120°C y 200°C,
preferiblemente entre 140 y 150°C, para las bauxitas que contienen
trihidratos (bauxitas que contienen gibbsita o ataque a baja
temperatura de las bauxitas mixtas) o una temperatura superior a
200°C, típicamente entre 220°C y 260°C, para las bauxitas que
contienen monohidratos (bauxitas que contienen boehmita o
diásporo). El ataque a alta temperatura de las bauxitas mixtas,
puede efectuarse tras el ataque a baja temperatura (véase por
ejemplo FR 2 712 275) y en ese caso la bauxita ya fue puesta en
contacto con el licor de aluminato. Pero, en otros casos, se
efectúa antes o en paralelo con el ataque a baja temperatura (véase
por ejemplo FR 2 715 153) y en ese caso, la solución propuesta en
la presente invención puede también ser ventajosamente
aplicada.
Si una predesilicación se efectúa y si la
temperatura escogida para la predesilicación es superior a la
temperatura de ebullición del licor, esta etapa debe, como el
ataque, realizarse en autoclave y la bauxita triturada debe ser
introducida en el autoclave a presión. Haya o no predesilicación,
lo importante es que la suspensión obtenida por inyección de la
bauxita triturada en el licor llevado a temperatura sea llevada
directamente hacia el ataque sin pasar por una fase de enfriamiento
a una temperatura inferior a 95°C.
La bauxita se tritura preferiblemente en vía
húmeda para facilitar su traslado hacia las instalaciones de
desilicación o de ataque. En ese caso, la trituración se realiza en
presencia de agua o, para disminuir los flujos en juego, en
presencia de una alícuota del licor de aluminato descompuesto, pero
correspondiendo éste a una proporción comprendida entre el 4 y el
15%, preferiblemente entre el 5 y el 10% del flujo total del licor
de aluminato descompuesto. De esta manera, esta baja proporción del
licor de aluminato descompuesto, mantenido muy poco tiempo al
contacto con la bauxita triturada antes de su puesta en
temperatura, no modifica el resultado global observado en el marco
de esta invención, a saber una neta mejora de la filtrabilidad de
los lodos cuando se coloca la bauxita directamente en presencia de
una solución cuya temperatura es tal que la suspensión tras la
mezcla está a una temperatura superior a 95°C.
En una modalidad preferida de la invención, la
bauxita húmeda así obtenida se lleva a la temperatura deseada
(predesilicación o ataque), por ejemplo con vapor extraído de los
dispositivos de expansión cuando el ataque se hace a presión, antes
de introducirse en los tanques o autoclaves destinados a la
predesilicación o al ataque. También se puede considerar la
trituración de la bauxita por vía húmeda y a presión, es decir en
presencia de una alícuota del licor de aluminato descompuesto y a
una temperatura superior a la temperatura de ebullición (a presión
atmosférica) de dicho licor.
En los casos que necesitan una predesilicación
(bauxita de bajo contenido de sílice reactiva), se mezcla la
bauxita triturada con una alícuota ya sea del licor descompuesto,
ya sea de la solución clarificada del primer lavador de manera que
se obtenga una suspensión con un contenido de materia seca
comprendido entre 200 y 1000 g/l. La duración del tratamiento de
predesilicación y su eficacia dependen de la temperatura a la cual
se mantiene la mezcla así obtenida, del contenido de materia seca y
de la concentración de soda cáustica y, evidentemente, del umbral
de concentración de sílice deseada. Este último se escoge
generalmente de manera que la relación ponderal (sílice
soluble/Na_{2}O cáustica) sea aproximadamente 0,7%. Puede
típicamente variar entre unos 10 minutos para una mezcla a 150°C
con una solución clarificada del primer lavador (concentración
cáustica de aproximadamente 40 g Na_{2}O/l) conduciendo a la
obtención de una suspensión con un contenido de materia seca de
1000 g/l a 8 horas aproximadamente para una mezcla a 100°C con una
alícuota de licor de ataque (concentración cáustica de
aproximadamente 160 g Na_{2}O/l) conduciendo a la obtención de
una suspensión con un contenido de materia seca de 200 g/l.
Antes del ataque, la suspensión debe tener un
contenido inicial de materia seca típico de aproximadamente 200
g/l. Es entonces generalmente necesario diluir la suspensión
procedente del tratamiento de desilicación para disminuir su
contenido de materia seca. Si se quiere conservar el efecto
benéfico en la filtrabilidad debido a la mezcla de temperatura,
esta dilución debe hacerse también a una temperatura superior a
95°C, preferiblemente a la temperatura de la predesilicación, o a
una temperatura intermedia entre la temperatura de predesilicación
y la temperatura de ataque.
El ataque se realiza haciendo pasar la
suspensión en uno o varios tanques o autoclaves en serie. Se lleva
la suspensión a la temperatura deseada y se mantiene el tiempo
necesario para que la casi totalidad del trihidrato contenido en la
bauxita se solubilice en el licor de aluminato. Un modo de
realización particular consiste en remplazar los tanques de ataque
en serie por un reactor tubular o una serie de reactores tubulares:
así se puede operar localmente en una suspensión más homogénea en
temperatura y en concentración de los diversos componentes
disueltos en la solución alcalina. Así se controlan mejor los
perfiles de sobresaturación de los compuestos químicos disueltos,
particularmente sílice, y, provocando la precipitación en un lugar
preciso del reactor tubular, se controla mejor el tamaño de las
partículas que han de filtrarse.
Además de la mejora neta de la filtrabilidad de
los lodos así obtenidos, se constata también que la velocidad de
sedimentación de estos lodos se mejoró considerablemente.
Se pueden entonces remplazar los dispositivos
voluminosos de decantación de los residuos insolubles de la
práctica anterior por dispositivos de filtración. Si el ataque se
hace a presión, la pared filtrante se puede instalar ventajosamente
en el circuito de expansión de manera que pueda beneficiarse de la
energía motriz ofrecida por la diferencia de presión existente de
un lado y otro de la pared del filtro. Pero, dado que el remplazo
de las instalaciones existentes por filtros necesita inversiones
considerables, se puede utilizar la mejora de la velocidad de
sedimentación empleando decantadores clásicos en menos cantidad o
nuevos decantadores menos voluminosos (decantadores a presión
atmosférica o decantadores a presión).
Los ejemplos a continuación se apoyan en un
ataque a mediana presión de bauxitas que contienen trihidrato de
alúmina principalmente en forma de gibbsita. En el primer caso, se
trata de una bauxita india que contiene esencialmente gibbsita. En
el segundo caso, se trata de una bauxita africana que contiene un
86% de gibbsita y un 14% de boehmita. En los dos casos, el ataque
se efectúa a una temperatura cercana a 145°C durante 10 minutos
aproximadamente. Seguidamente, se filtra la suspensión imponiendo
una diferencia de presión constante de 4 bares de ambos lados del
filtro. La resistencia específica a de la torta de filtración se
calcula utilizando la fórmula siguiente procedente de "Guide de
la séparation solide-liquide" (P. Rivet -
Societé Française de filtration IDEXPO - Edition 81).
\alpha =
\frac{2 \Delta P \times \Omega^{2}}{\eta \times W \times V^{2}}
\left(t - \frac{\eta \times R_{s}}{\Delta P \times \Omega}
V\right)
donde
\DeltaP es la presión de filtración (aquí 4
bares o 4 \times 10^{5} Pa)
t es el tiempo de filtración (s)
\Omega es la superficie filtrante expresada en
m^{2}
\eta es la viscosidad dinámica del filtrado
expresada en Pa.s (10^{3} centipoises)
V es el volumen (en m^{3}) del filtrado
colectado al final del tiempo t expresado en segundos
W es la masa de la torta seca, depositada por
unidad de volumen del filtrado (kg/m^{3}).
R_{s} es la resistencia del soporte del filtro
al flujo por unidad de superficie; se obtiene dejando el filtrado
fluir a través del soporte de superficie \omega con un caudal q y
midiendo la pérdida de carga \DeltaP' antes y después del soporte
del filtro; es entonces igual a \frac{\Delta P \times \Omega}{\eta
\times q} y se expresa en m^{-1}.
Ejemplo
1
Se introdujo un licor de aluminato de sodio
industrial de concentración 164 g/l de Na_{2}O cáustica y de Rp =
0,645 en un autoclave. Se calentó dicho autoclave a 150°C. Una vez
alcanzada la temperatura, se introdujo en temperatura en el licor
una cantidad de 300 g de bauxita india de trihidrato para 500 ml de
licor. Se puede inyectar la bauxita a presión. En el marco de esta
prueba -que hace intervenir volúmenes pequeños- se coloca al
interior del autoclave, a temperatura ambiente, la bauxita
triturada en una góndola fuera del alcance del licor, se cierra el
autoclave y se lleva todo a temperatura. Una vez alcanzada ésta, se
da vuelta la góndola de manera que la bauxita triturada se ponga en
contacto con el licor.
Se efectuó una predesilicación manteniendo
durante 10 minutos a presión a 150°C la suspensión así
obte-
nida.
nida.
Seguidamente, se diluye la suspensión con 500 ml
del mismo licor de aluminato dentro del autoclave y se mantiene el
ataque durante 10 minutos a la misma temperatura. Esta dilución y
la dilución del trihidrato de alúmina resultantes del ataque hacen
bajar el contenido de materia seca de 600 g/l a 50 g/l.
Seguidamente, se filtra la suspensión final a
fin de estimar la resistencia específica del sólido filtrado. El
licor filtrado tiene una concentración cáustica de 144 g
Na_{2}O/l y una relación de sobresaturación Rp igual a 1,33.
El filtro empleado es un filtro termostatado con
membrana de filtración de PTFE
(politetra-fluoroetileno) de 90 mm. Las pruebas de
filtración se realizan de un modo de filtración frontal. La
resistencia específica calculada según la fórmula presentada
anteriormente es en promedio igual a 1,2 \times 10^{11} m/kg. Es
aproximadamente 25 veces menor que las resistencias específicas de
las tortas obtenidas con el proceso de la práctica anterior, que
son aproximadamente de 3 \times 10^{12} m/kg.
Estos resultados de filtrabilidad excelentes se
traducen por una productividad de extracción de los lodos tras el
ataque superior a 1 m^{3}/m^{2}/h.
Ejemplo
2
Se introdujo un licor industrial de aluminato de
sodio de concentración 165 g/l de Na_{2}O cáustica y de Rp =
0,71 en un autoclave. Se calentó dicho autoclave a 150°C. Una vez
alcanzada la temperatura, se introdujo en temperatura en el licor
una cantidad de 300 g de bauxita africana para 500 ml de licor.
Se efectuó una predesilicación manteniendo
durante 10 minutos a presión a 150°C la suspensión así
obtenida.
Seguidamente, se diluye la suspensión con 500 ml
del mismo licor de aluminato dentro del autoclave y se mantiene el
ataque durante 10 minutos a la misma temperatura. Esta dilución y
la dilución del trihidrato de alúmina resultantes del ataque hacen
bajar el contenido de materia seca de 600 g/l a 50 g/l.
Seguidamente, se filtra la suspensión final a
fin de estimar la resistencia específica del sólido filtrado. El
licor filtrado tiene una concentración cáustica de 157 g Na_{2}O/l
y una relación de sobresaturación Rp igual a 1,065. La Rp alcanzada
es menor que en el ejemplo 1 debido a que la boehmita no está
disuelta y su presencia favorece la retrogradación.
La resistencia específica calculada según la
fórmula presentada anteriormente es en promedio igual a 8 \times
10^{10} m/kg. Es aproximadamente 40 veces menor que las
resistencias específicas de las tortas obtenidas con el proceso de
la práctica anterior.
Las figuras 1 a 5 presentan distintas variantes
del proceso según la invención, siempre considerado en el marco de
un ataque a mediana presión a una temperatura cercana a 145°C
precedido de una desilicación a 140°C.
La figura 1 representa un primer modo de
realización en el cual la bauxita triturada 11 y una alícuota 21a
del licor descompuesto 20 calentado y puesto a presión (C) se
introducen en un primer autoclave A munido de medios de agitación
80. La puesta a temperatura del licor descompuesto (licor de
ataque) 20 se obtiene gracias al vapor 70 procedente de los tanques
de expansión. Evidentemente, si las temperaturas de desilicación y
de ataque son netamente diferentes, el medio de calentamiento C se
divide para obtener por una parte la alícuota 21a llevada a la
temperatura de desilicación y por otra parte la alícuota 21b a la
temperatura del ataque.
La suspensión que resulta de la mezcla realizada
en el autoclave A sufre un tratamiento de predesilicación gracias
a un mantenimiento bajo agitación en el autoclave A durante una
hora. En el autoclave A, el contenido de materia seca de la
suspensión está comprendido entre 200 y 1000 g/l.
Seguidamente, se extrae la suspensión 30 con
medios de bombeo 90, y se trae hacia el autoclave de ataque B donde
se inyecta con el resto del licor descompuesto 21b precalentado a
la temperatura de ataque. Después de un determinado tiempo de
mantenimiento en el autoclave de ataque, se trae la suspensión 40
hacia el dispositivo de separación líquido/sólido F.
Preferiblemente, este dispositivo es un dispositivo de filtración
que se coloca en una parte del circuito que no está aún a la
presión atmosférica, de manera que se pueda obtener una diferencia
de presión por lo menos igual a 4 bares de ambos lados de la
membrana. De esta manera, se evita también el enfriamiento del
licor y se disminuye el riesgo de retrogradación que de ello
resulta. Para evacuar lo más rápidamente posible la torta de
filtración, se considera el empleo de filtros de vaciado
automático.
En el ejemplo de la figura 1, se tritura la
bauxita en seco y se inyecta en el autoclave A a presión. El de la
figura 2 difiere del precedente en que permite utilizar la
trituración por vía húmeda más habitualmente utilizada y
tecnologías mejor conocidas de inyección de suspensión a presión:
se vierten la bauxita 10 y el agua 50 en un triturador D, la
suspensión 15 que resulta de dicha trituración húmeda se bombea e
inyecta a presión en el autoclave A.
Sin embargo, la adición de agua en el ejemplo 2
provoca una disminución de la concentración cáustica, ciertamente
favorable a la desilicación pero que necesita sobreconcentrar la
alícuota 21b en contenido cáustico de manera que se compense la
dilución de 21a y obtenga finalmente un licor de ataque a la
concentración cáustica deseada (aproximadamente 170 g Na_{2}O/l).
Se debe entonces prever en el circuito de la alícuota 21b, un
dispositivo adicional de evaporación (no ilustrado en la figura 2)
que permite obtener la sobreconcentración cáustica necesaria.
El circuito de la figura 3 permite resolver el
problema anterior a un menor costo: se extrae la suspensión 30 con
medios de bombeo, y se trae hacia un dispositivo de separación
líquido sólido (filtro o decantador a presión). Se vuelve a
introducir el filtrado en el autoclave A de desilicación y se
encamina e inyecta el sólido hacia el autoclave de ataque B.
La figura 4 ilustra una variante del proceso
ilustrado en la figura 2: se reemplaza el autoclave de desilicación
A por una serie de p autoclaves A1, A2,... Ap en cada uno de los
cuales las partículas de la suspensión circulan en un medio más
homogéneo en temperatura: entonces es más fácil controlar la
precipitación de la sílice y dirigir la granulometría de los
precipitados obtenidos. Cuanto más grandes son dichos precipitados,
más probabilidades hay de obtener posteriormente una suspensión con
buenas propiedades de filtrabilidad.
Se reemplaza también el autoclave B por una
serie de autoclaves de ataque B1, B2, ... Bn. Cuando se deben
alcanzar temperaturas de ataques bastante elevadas (más de 200°C),
a menudo se necesitan varios autoclaves.
La figura 5 ilustra un proceso cercano al de la
figura 4 en el cual la bauxita triturada húmeda pasa primero por un
autoclave V en el cual se lleva a la temperatura del primer
autoclave Al de desilicación gracias al vapor 71. Este vapor puede
proceder del circuito de expansión o aún de un dispositivo de
enfriamiento de la alícuota 21a, si la temperatura de desilicación
y la temperatura de ataque son distintas.
Todo o una parte de estos medios adicionales
ilustrados por las figuras 2 a 5 pueden evidentemente
combinarse.
Un modo de realización particular consiste en
remplazar los tanques o autoclaves en serie por un reactor tubular
o una serie de reactores tubulares: se puede así operar localmente
en una suspensión más homogénea en temperatura, que contiene una
solución alcalina con una concentración más homogénea de sus
distintos componentes disueltos.
Así se controlan mejor los perfiles de
sobresaturación de los compuestos químicos disueltos,
particularmente sílice, y, provocando la precipitación en un lugar
preciso del reactor tubular, se controla mejor el tamaño de los
precipitados que deben luego retenerse por filtración.
La optimización de perfiles de temperatura y de
los balances térmicos durante la desilicación o el ataque puede
hacerse colocando autoclaves en serie, siendo los autoclaves por un
lado recorridos por la suspensión y por otro lado calentados por el
vapor procedente de reductores de presión colocados a nivel de
cada reactor (véase figura 1 de la solicitud francesa n° 02 00717
presentada el 21 de enero de 2002). En cada reductor de presión, la
suspensión final obtenida tras el ataque sufre una expansión que
libera calorías y el vapor procedente del reductor de presión se
utiliza para calentar el reactor correspondiente.
También se pueden considerar intercambiadores
tubulares con tres paredes cilíndricas coaxiales, donde la
suspensión final circula de un lado de la pared intermedia, estando
el otro lado de la pared en contacto por el licor o suspensión a
calentar y que circula a contracorriente de la suspensión
final.
Con una producción equivalente: remplazo de los
reductores de presión por instalaciones de menor amplitud (por lo
tanto de menor costo), disminución de los flujos a administrar.
Riesgo de retrogradación fuertemente disminuido,
lo que permite aumentar la sobresaturación del licor de ataque, y
por lo tanto aumentar la productividad en la descomposición (o más
aún, con una productividad equivalente, disminución de la
concentración cáustica del licor).
Claims (8)
1. Proceso de tratamiento de bauxita (10) por
ataque alcalino, típicamente según el proceso Bayer, que permite
obtener hidrato de alúmina caracterizado porque se introduce
la bauxita triturada (11, 15) directamente en una solución alcalina
(21a) tomada y destinada a ser reintroducida en el circuito Bayer
del licor de aluminato (20), siendo llevada dicha solución
alcalina (21a) a una temperatura tal que, tras la puesta en
contacto de dicha bauxita triturada (11, 15) y de dicha solución
alcalina, la temperatura de la suspensión que resulta de esta
mezcla es superior a una temperatura cercana a la temperatura de
ebullición a la presión atmosférica, es decir típicamente superior
a 95°C.
2. Proceso de tratamiento de la bauxita (10)
según la reivindicación 1, en el cual se lleva dicha solución
alcalina a una temperatura tal que, tras la puesta en contacto de
dicha bauxita triturada (11, 15) y de dicha solución alcalina, la
temperatura de la suspensión que resulta de esta mezcla es superior
o igual a una temperatura de ebullición a la presión
atmosférica.
3. Proceso de tratamiento de la bauxita (10)
según la reivindicación 1 o 2, en el cual se tritura dicha bauxita
en presencia de una alícuota que representa menos del 15%,
preferiblemente menos del 10% del licor de ataque.
4. Proceso de tratamiento de la bauxita (10)
según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el cual se
precalienta dicha bauxita triturada (11, 15) a una temperatura
cercana a la temperatura a la cual se lleva dicha solución alcalina
(21a).
5. Proceso de tratamiento de la bauxita (10)
según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el cual se
tritura dicha bauxita por trituración húmeda a una temperatura
superior a 95°C.
6. Proceso de tratamiento de la bauxita (10)
según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el cual dicha
solución alcalina (21a) es una alícuota del licor de ataque que no
sobrepasa el 25%, preferiblemente el 20% del flujo total.
7. Proceso de tratamiento de la bauxita (10)
según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el cual dicha
solución alcalina (21a) es una alícuota de una solución clarificada
de lavador de los residuos insolubles, típicamente la solución
clarificada del primer lavador.
8. Proceso de tratamiento de la bauxita (10)
según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el cual la
suspensión desilicada (30) sufre una separación líquido - sólido,
siendo el líquido reintroducido hacia el dispositivo de
desilicación (A) y siendo el sólido llevado e inyectado en el
dispositivo del ataque (B).
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