Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.
~.2S~
La presente invention a pour objet un pro-
c~de de precipitation de Al ~OH)3, à forte
productivite, ~ partir d'une solution d'sluminate alcalin, sursaturée,
obtenue selon le procéd~ Bayer d'attaque alcaline des bauxites, permet-
tant d'obtenir, par introduction d'amorce, un trihydroxyde d~aluminium de
granulométrie grosse et reguli~re, dont 10 ~D au plu~ des particules pro-
duites ont leur plus petite dimen~ipn inférieure à 45 microns.
Le procédé Bayer, largement décrit dans la litt~rature spécialisée, et
bien connu de l'homme de l'art, constitue la technique essentielle de pro-
duction de l'alumine destinée à être transformée en aluminium par ~l~ctro-
lyse ignée. Selon ce procédé, la bauxite est traitée à chaud au moyen d'une
solution aqueuse d'hydroxyde de sodium, a concentration appropriée, prouo-
quant ainsi la solubilisation de l'alumine et l'obtention d'une solution
sursaturée d'aluminate de sodium. Après séparation de la phase solide cons-
15 tituant le résidu inattàqué (boues rouges) du ~inerai, la solutioli sursa-
turée d'aluminate de sodium est gnéralement ensemencée avec de l'hydroxy-
de d'aluminium désigné ci-après par l'expression "amorce" dans le but de
provoquer la précipitation d'un trihydroxyde d'aluminium.
., ~
2û Comme cela est bien connu de l'homme de l'art, il existe plusieurs varian-
tes industrielles de production du trihydroxyde d'aluminium par attague
alcaline Bayer des bauxites, que l'on a l ha~itude de classer en deux ca-
tégories, l'une sous le nom de procédé européen, l'autre sous le nom de
procédé am~ricain.
Selon le procédé européen, la précipitation du trihydroxyde d'aluminium
s'effectue au cours de l'opération dite de décomposition d'une solution
aqueuse d'aluminate de sodium à haute concentration en Na20 cau~tique,
disposant en général dè 130 à 170 grammes de Na20 par litre de solution
30 d'aluminate de sodium à décomposer. I1 faut entendre, dans le cadre de
l'expression "concentration en Na2o caustique", la quantité totale de
Na20 exprimée en gramme par litre dans la solution d'aluminate de sodium
à décomposer, se présentant sous la forme liée d'aluminate de sodium et
sous la forme libre d'hydroxyde ~e sodium~ Selon ce procédé, on introduit
35 dans la solution d'aluminate de sodium à décomposer, une quantité géné-
;
. . '
'' -
. . , .:
~s~
ralement comprise entre 350 9/1 et 600 9~1 d'Al (OH)3 jouant le role
d'amorce, la décomposition de la solutiGn s'e~ectuant en gén~éral ~ une
température au plus égale ~ 55~ C. Un tel procédé conduit ~ une forte
productivité d'alumine pouvant atteindre BO g de A1203 par litre de la
5 solution d'aluminate de sodium~ mais le trihydro~yde d'aluminium ainsi
produit est g~néralement de ~ine yranulom~trie et donne par calcination
une alumine dont la finesse est actuellement estim~e gênante pour l'élec-
trolyse ignée.
Selon le procédé américain, la précipitation du trihydroxyde d'aluminium
10 s'eFfectue par la décomposition d'une solution aqueuse d'aluminate de so-
dium de faible concentration en Na20 caustique, ne dépassant pas 110 9 de
Na20 par litre de solution d'aluminate de sodium ~ décomposer~ Pour ce
faire, le procéd~ américain consiste à introduire dans la solution dlalu-
minate de sodium à d~composer une quantité d'Al (OH)3 jouant le r~le d'a-
15 morce, quantité plus faible que dans le procédé européen, généralementcomprise entre 100 g/l et 200 9/1 de la solution d'aluminate à décompose~
la décomposition s'effectuant par contre à une température plus élevée,
telle que par exemple 70 C. Toutes ces conditions opératoires réunies
conduisent ~ la production d'un trihydroxyde d'aluminium de plus grosse
2û granulométrie que celle obtenue par le procédé européen, qui, après clas-
sification et calcination, donne une alumine disposant de la granulométrie
actuellement souhait~e pour l'~lectrolyse ignée et connue sous l'appela-
tion "Sandy Coarse". Mais, par un eFfet contraire, lesdites conditions
opératoires provoquent une diminution de la productivité en A1203 qui
25 apparait beaucoup plus faible que dans le procédé européen, se situant en
général autour de SO g d'A1203 par litre de la solution d'aluminate, dans
le cas de la production d'une alumine "Sandy Coarse~'. Et, il est bien
connu que les tentatives d'amélioration de la productivité par diminution
de la température de decomposition et l'introduction, dans la solution
3û d'aluminate de sodium à décomposer, d'une quantité plus importante
d'Al (OH)3 jouant le rôle d'amorce, se soldent par la disparition de l'a-
lumine à granulométrie "Sandy Coarse" et l'apparition d'une alumine à plus
faible granulométrie.
35 Depuis longtemps, et comme l'atteste le grand nombre de publications dans
ce domaine, de nombreuses tentatives ont été ~aites tant sur le procédé
améri,ain que sur le procédé européen po~r trouver un proccdé d'obtentlon
:
~;
de trihydroxyde d'aluminium ~ grosse granulom~trie, disposant simul-
tan~ment de la productivit~ du proc~dé européen.
,
- Un premier proc~db d~crit dans 12 brevet am~ricain 2 657 978, dont le
but est de favoriser l'augmentation de la productivité en hydroxyde
d'aluminium de Forte granulométrie, concerne l'introduction en deux p~-
riodes de trihydroxyde d'aluminium, jo~ant le rôle d'amorce, la premiè~e
pbriode consistant à introduire la seule quantit~ d'~morce n~cessaire à`
l'obtention de cristaux de grosse granulométrie, tandis que, dans la deu-
xi~me période, est introduite une nouvelle quantité d'amor~e. Mais, ~
travers les résultats qui sont énoncés, l'augmentation de la productivité
apparat très faible et, par la même, peu int~ressante industriellement.
Un autre procédé, d~crit dans le brevet américain 3 4B6 850, qui poursuit
le but d'augmenter simultanément la productivité et la dimension des par-
ticules de trihydroxyde d'aluminium, précipité ~ partir de la liqueurd'aluminate de sodium sursaturée, consiste à introduire en continu du
trihydroxyde d'aluminium jouant le rôle d'amorce dans la solutian d'alu-
minate de sodium en circulation dans une zone de ~écomposition ~ plusieurs
~tages et à pratiquer un refroidissement intermédiaire entre deux ~tages
20 de décomposition. Mais ce procédé se prête mal à une production de dimen-
sion industrielle en raison du domaine de température étroit dans lequel
il doit évoluer et ~oalement en raison du fai~le ~ain ~e producti~/it~ qui
résulte de sa mise en oeuvre.
2S Par ailleurs, poursuivant simultanément le but d'améliorer le rendement
de précipitation et la granulométrie de l'hydroxyde d'aluminium produit7
un autre procédé, décrit dans le brevet fran~ais 2 440 916, préconise la
décomposition en deux phases de la solution d'aluminats de sodium sursa-
turée.
La première phase de décomposition consiste à introduire dans la solution
d'aluminate de sodium une quantité contrôlée d'une suspension d'amorce
fine, cette phase se déroulan~ à une temp~rature comprise entre 77D C et
66 C. Puis, la deuxième phase de décomposition traite la suspension re
froidie provenant de la première phase par l'introduction d'une quantité
suffisante d'amorce de plus grosse qranulométrie, de telle manière que la
quantité cumulee d'amorce introduite dans les deux phases représente au
' . . :,
,
-- 4 ~
moins 130 g de tl-ihydroxyde d~aluminium par litre de
solution à décomposer, cette quantité d'amorce ne dépassant
pas en géneral 400 g/l. Mais, l'amélioration que l'on peut
constater à l'égard du procédé américain concerne plus
l'augmentation de la productivité que l'obten-tion d'une
granulométrie réellement plus grosse, amélioration qui
appaxaît être la conséquence simultanée de la sursaturation
de la solution d'aluminate de sodium à décomposer ~ui dépend
de l'atta~ue de la bauxite et de son temps de séjour
particulièrement long (de 45 à 100 heures) dans la zone de
décomposition alors qu'une plus grande quantité d'amorce
globalement introduite dans cette solution ne manifeste pas
une action détermi.nante.
~lors que le procédé décrit dans le brevet français no.
2 440 916 (O.H. Tschamper) déposé le 7 novembre 1979 au nom
de Aluminium Suisse S.A. (lequel brevet fran~ais correspond
au brevet américain no. 4 234 559 du 18 novembre 1980 et au
brevet canadien no. 1 111 624 du 3 novembre 1980) semble
préconiser l'usage d'une plus grande quantité d'amorce
recyclée ne dépassant pas cependant 400 g/1 de solution
d'aluminate de sodium à décomposer et ce, dans le but
d'augmenter productivité et granulométrie des particules
produites, le brevet U.S. 4 305 913 dénonce le caractère
~5 ~faste de l'usage d'une grande quantité d'amorce dans le
procedé européen, allant jusqu'à exprimer que la conséquence
en est la production d'un trihydroxyde d'aluminium de faible
granulométrie. C'est pour~uoi, ce brevet préconise un autre
proc~dé de décomposition par étapes d'une solu-tion
d'aluminate de sodium sursaturée qui comporte une première
étape d'agglomeration, une deuxième étape de grossissement
des agglomérats et, enfin une -troisième étape de production
de l'amorce, ces trois etapes étant distinctes mais en
relation, tandis que la température sous laquelle se déroule
'~,
.
:' ' : ' - ' ,
-- . .
- 4a -
ce procédé est comprise entre 74 C et 85 C et que la
quantité d'amorce introduite est choisie en-tre 70 et 140 g/l
de solution d'aluminate de sodium à décomposer. Mais, ce
procédé n'apporte pas une solution plus favorable à l'homme
de l'art puisque, tout en produisant une alumine de
granulométrie apparemmen-t favorable, il reste de faible
productivité quand il est comparé à un procédé européen.
Enfin, un autre procédé de production simultané de
trihydroxyde d'aluminium de grosse et fine granulométrie,
decrit dans le brevet japonais $2 - 11 821 propose la
décomposition de la liqueur d'aluminate de sodium en deux
etapes successives. La première, étape de produc-tion ou de
grosse granulométrie consiste à mettre en contact la
totalite de la liqueur d'aluminate de sodium à décomposer à
70 C pendant 11 heures avec une
.
,
,, .
. . : : ,, , :
~Z~2~6
amorce constitu~e par des particules classées trbs fines de trihydroxyde
d'aluminium provenant de la deuxièrne ~tape, puis ~ faire passer la sus-
pens~on obtenue dans une ~one de classification permettant d'obtenir
d'une part du trihydroxyde d'aluminium de grosse granulométrie et d'autre
part une suspension de particules fines conduite dans la deuxi~me ~tape.~et-
te deuxième ~tepe, 8U eours de laquelle s'effectue la poursuite de ladécomposition d'aluminate de sodium (~ ~5 C), comporte l'ajout d'une
amorce très fine recycl~e, ~ la ~uspension de particules fines provenant
de la première ~tape, puis le passage dans une zone de classification
donnant une production de particules fines et une suspension de parti-
cules très fines servant d'amorce dans les deux étapes, tandis que laphase liquide décomposée est e~vacuée. Un tel procédé-conduit hélas~ à
une ~aible productivité de trihydroxyde d'aluminium (63,5 9 d'A~ 03 par
litre de liqueur d'aluminate à décomposer), par rappcrt au proc~c~ euro-
péen et à une production majeure de particules ~ines de trihydroxyde
d'aluminium, alors que l'Plectrolyse ignée de l'alumine emploie une alu-
0ine de type "Sandy-Coarse", c'est-à-dire de grosse granulométrie.
Aussi, à travers les diverses publications connues, il appara~t que de
~nombreux moyens ont eté mis en oeuvre pour tenter d'aboutir à un procédé
2û de décomposition de sDlution d'aluminate de sodium sursaturée disposant
~imultan~ment des seules qualités reconnues aux proc~d~s américain et
européen, c'es~-dire permettant la production d'une alumine de grosse
granulométrie (type Sandy Coarse~ avec une forte productivit~. Mais,
l'homme de l'art est dans l'obligation de reconna~tre que les procédés
proposés fournissent des solutions incomplètes et peu satisfaisantes
puisque, pour parvenir ~ une alumine de granulom~trie accep.table, il faut
en général, subir une perte de la forte productivité en alumine que
l'homme de l'art ne peut plus accepter industriellement.
C'est en raison de ces inconvénients que la demanderesse, poursuivant àl'epoque ses recherches, a décrit ~ans la demande de brevet canadien n
431,991 du 7 juillet 1983, un procedé de décomposition d'une solution
d'aluminate alcalin sursaturee obtenue selon le procede Bayer d'attaque
alcaline des bauxites par l'introduction au sein de ladite solution d'une
quantite d'amorce encore jamais pratiquée et considerée, dans l'ar~ anté-
rieur, comme néfaste, procedé dont le but est d'obtenir simultanément a
l'échelle industrielle, une productivité élevéP en trihydroxyde
.
613~;
d'aluminium par l'amélipration du rendement de décomposition de
l'aluminate alcalin et.un trihydroxyde d'aluminium cristallisé, de grosse
granulométrie, dont 10 ~ au plus des particules produites ont leur plus
petite dimension inférieure à 45 microns.
.
S Le procede decrit dans cette demande de brevet canadien n 431,991, qui
oonsiste à ~ettre en contact la.totalite de l'amDrce utilisee avec la
totalite de la solution d'aluminate alcalin sursaturee obtenue selon le
procede Bayer, se distingue.par les-etapes suivantes:
a) dàns la zone de décomposition du procédé Bayer comportant "n" étages
en cascade, on crée une suspension 3 haute teneur en matière sèche
d'au moins 7no 9/l de solution d'aluminate alcalin à d~composer dans
au moins un étage par introduction d'amorce constituée par des cris-
~ taux de trihydruxyde d'aluminium de granulométrie non sélectionnée ;
! b) après un temps de séjour dans la zone de décomposition à une templéra-
ture maximale choisie dans l'intervalle de 50.C à 80 C jusqu'à l'ob-
tention d'un rapport pondéral A1203 dissoute/Na20 caustique au plus
i ~gal à 0,7, on prélève une fraction constituée par au plus 50 Z en
~ volume de la suspension ~ haute teneur en matière sèche en circula-¦ tion dans la zone de décomposition ;
2û c) puis, après le dit prélèvement, on introduit ladite fraction dans une
zone de classification dont :
Cl - la partie grenue séparée est extraite et constitue la produc~ion
d'Al (OH)3 de grosse granulométrie et
C2 ~ l'autre partie séparée, formant une suspension, est retirée de
la zone de classification et jointe à la fraction restante de la
suspension en circulation dans la zone de décomposition qui n'a
pas ~té soumise à la classification.
¦ d) on soumet la suspension résultant de l'opération efFectuée en C2 à une
¦ séparation solide-liquide, la phase solide séparée constituant
l'amarcè de trihydroxyde d'aluminium de granulométrie, non sélection-
née, recycl~e dans la zone de décomposition du procédé Bayer.
Depuis lors, la demanderesse persévérant dans ses recherches ~ trouv~ et
, mis au point un procédé, perfectionnement du procédé pr~cité, diminuant
1 35 le nombre de particules très fines d'hydroxyde d'aluminium en circulation
i ~dans la zone de décomposition et conduisant d'une part à une meilleure
. ~ .
~ .
- ~ . - .
S6
-- 7 --
maîtrise de la granulométrie des particules grosses de
trihydroxyde d~aluminium et d~autre part à une impor-tante
amélioration de productivité dudit trihydroxyde d'aluminium.
Selon la présente invention, le procédé de décomposition
d'une solution d'aluminate alcalin sursaturée obtenue selon
le procédé BAYER d'attaqu~ alcaline des bauxites comportant
au moins une zone de décomposition maintenue à une
température maximale comprise entre 50 C et 80 C et
disposant de "n" étages en cascade, avec introduction
d'amorce non-selectionnée de trihydroxyde d'aluminium issu
de l'étape final "n" de décomposition solide/liquide pour
former au moins dès le 2ième étage une suspension à haute
teneux en matière sèche d'au moins 700 grammes par litre de
solution d'aluminate alcalin à décomposer, se caractérise en
ce que, dans le but d'obtenir un trihydroxyde d'aluminium de
granulométrie grosse et régulière, don-t 10% au plus des
particules produites ont leur plus petite dimension
inférieure à 45 microns, on crée, dans au moins l'une des
~0 zones de décomposition du procédé BAYER comportant les l'n"
étages en cascade, une zone de séparation de particules
solides particulièrement fines de trihydroxyde d'aluminium,
qui est alimentée par au moins une partie du flux de
suspension circulant dans ladite zone de décomposition et à
partir de laquelle on extrait une fraction contenant au
moins 5~ du nombre total desdites fines particules de
diamètre au plus égal à ~0 microns présentes dans le flux
circulant dans la zone de décomposi.tion, tandis que la
suspension résiduelle sortant de la zone de séparation est
r~introduite dans la zone de décomposition~ puis en ce que
l'on traite la fraction contenant les fines particules ainsi
extraites pour diminuer d'au moins 50% le nombre de ces
fines particules présentes dans ladite fraction et la
recycle après ledit traitement dans une étape au moins du
, ,
.
.
,. :,' :. , ; . .
~5~6~
- 7a -
procédé BAYER.
Pour faciliter la description ultérieure de l'invention, il
est nécessaire de rappeler que la teneur en matière sèche de
la suspension créée par l'introduction de l'amorce dans la
solution d'aluminate alcalin sursaturée à décomposer
s'exprime en gramme de trihydroxyde d'aluminium sec par
litre de ladite solution, tandis que la concentra-tion en
Na20 caustique en gramme par litre de la solu-tion
d'aluminate de sodium exprime, comme cela est bien connuT la
quantité totale de Na20 présent dans ladite solution sous la
Eorme liée d'aluminate de sodium et sous la forme libre
d'hydroxyde de sodium.
-
`~
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., ,, . ~ I
:
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~. .
.
:
`:
~2~6
-- 8 --
Ces définitions étant rappelées, la description
de l'invention va maintenant être faite avec référence aux
dessins annexés dans lesquels:
- la figure 1 est un schema genéral d'une installa-
tion de production du trihydroxyde d'aluminium selon l'inven-
tion; et
- les figures 2 et 3 sont des schémas illustrant
deux cas particuliers de réalisation de l'installation de
production illustree sur la figure 1.
10. Sur la figure 1, la zone de decomposition de la
solution d'aluminate de sodium comporte n etages de decom-
position, constituee par un premier groupe (A) de p etages
et un deuxieme groupe (B) comportant (n-p) etages de decom-
position de la solution d'aluminate alcalin.
lSLa solution Ld d'aluminate alcalin sursaturee
decomposer peut être introduite en totalité dans l'un au
moins des étages de decomposition des groupes (A) ou (B),
; par exemple selon Ldl, Ld2... , Ldp dans le cas du groupe
(A). Mais elle peut egalement etre introduite pour une
partie dans l'un au moins des étages de décomposition du
groupe (A) et pour l'autre par~ie dans l'un au moins des
étages de décomposition du groupe (B3. De même, le trihydro-
xyde d'aluminium de granulométri.e non sélectionnée, jouant
le r81e d'amorce, peut etre introduit en tout ou partie
selon la meme répartition que la solution d'aluminate, par
exemple selon Sal, Sa2..., Sap dans le cas du groupe (A).
:Au cours de ses recherches, la demanderesse a mis
en ~vidence qu'il était possible de creer une suspension à
haute teneur en matiere seche, d'au moins 700 g/l de solution
d'aluminate alcalin à décomposer, par introduction d'amoxce
constituée par des cristaux de trihydroxyde d'aluminium de
granulométrie non sélectio~née, c'est-à-dire de granulométrie
à large distribution, une telle SUspenSiGn conduisant simul-
tanément a 1'obtention d'une alumine de grosse granulométrie
. ^. .
,
\ ~
~ 8a
du type ~Sandy Coarce>~ avec une forte productivite.
Preferentiellement, la co~centration en matière
sèche de la suspension d'amorce creee dans au moins un
étage de la zone ae décomposition, peut être choisie entre
800 et 2000 grammes de Al~OH)3 de granulometrie non s~lec-
tionnee, par litre de solution d'aluminate de sodium à
decomposer.
Cette suspension d'amorce à haute teneur en
matière sèche peut occuper preferentiellement au moins (n-l)
étages de la zone de decomposition, et il peut être souhai-
table que ladite suspension occupe les (n-l) der-
/
. .
~25~613~
.
niers ~tages de la zone de décomposikion. Dans ce dernier ~as, le groupe
(A) de la zone de décomposition est alors constitué d'un seul étage.
Mais il peut etre intéressant que la suspension d'amorce créée, à haute
teneur en mati~re s~che, occupe les~n~tages de décomposition. Ladite
suspension est alors obtenue par l'introduction simultan~e dans le pre-
mier étage de décomposition de la totalité de l'amorce et de la totalité
de la solution d'aluminate alcalin à décomposer.
La suspension d'amorce créée~ ~ haute teneur en matière sèche, s~journe
dès sa formation, dans la zone ~e décomposition. Elle s'y trouve de prefe-
rence maintenue à une temperature maximale choisie dans l'intervalle de 50C
à 80C pendant le temps necessaire à l'obtention d?un rapport ponderal
(A12O3 dissoute)/(Na20 caustique) au plus egal à n.,7. Preferentiellement, la
temperature maximale à laquelle est soumise la suspension d'amorce dans la
zoIle de decomposition est choisie dans l'intervalle 50C à 68C.
Mais quand la température maximale à laquelle est soumise la suspension
créée à haute teneur en matière sèche dans la zone de d~composition est
choisie dans l'intervalle 60 C à 80 C, dans l'un au moins des "n"
~tages de d~composition, il peut se révéler important de pratiquer un
refroidissement forcé de ladite suspension circulant dans les n-l autres
~tages de la décomposition, dès sa sortie de l'étage de d~composition
concerné, de telle manière que sa tempërature ~aximale après refroidis-
sement soit au plus de 6D C.
Selon l'invention9 la zone de séparation (Z5) d'une fraction des parti-
cules solides particulièrement fines de trihydroxyde d'aluminium est
créée entre les étages (n-p) et (n) compris, p etant un nombre cQmpris
entre 1 et n, ou encore est substituee à l'un de ces eta~es dè decc~posi-
tion du ~roupe (B). Cette zone de separation ~Zs~`peut être alimentee par
au mo~ns une partie du flux de la suspension creee à haute teneur en
mati~re sèche circulant dans la zane de deccmposition, c'est-à-dire par
une partie plus ou moins importante ou par la totalite dudit flux.
r Dans le cas de la figure 1~ la zone de séparation (Z5) est alimentée
selon la partie L(n-3)1 du flux de suspension Ln-3 circulant dans la zone
de décomposition, tandis que l'autre partie L(n-3)2 est introduite dans
.:
.
.
. ' ~ .
~2S~6
l'~tage de décomposition (n-2) suivant.
L'introduction ~ans la zone de séparation ~s) de tout nu partie du flux9
Ln-3 par exemple, de la suspension cré~e ~ haute teneur en matière sbche
circulant dans la zone de décomposition, permet l'extraction par la ~rac-
tion L51 d'au moins 5 ~ du nombre total des particules fines de diamètre
au plus égal à 40 microns présentes dans ce flux en circulation, tandis
que la suspension résiduelle L52 est-réintroduite dans au moins l'un des
étages de la zone de décomposition par exemple dans l'étage (n-2).
lû
Dans certain cas, il peut être souhaitable d'extraire 5 ~ à 40 ~0 et pré-
férentiellement de 10 à 20 O du nombre total de fines particules de dia-
metre au plus égal à 40 microns présentes dans le flux circulant dans la
zone de décomposition de la solution d'aluminate alcalin sursaturée.
Le moyen de séparation pratiqué dans la zone de séparation (Z5) de l'in-
~ention, peut être choisi dans le groupe constitué par la décantation~
le cyclonage, la filtration et la centrifugation, utilisés seuls ou en
combinaison. C'est ainsi, par exemple, que peuvent ~tre combinés deux
~ ~û moyens de séparation tels que décantation-cyclonage, ou d~cantation-; filtration.
La fraction LSl contenant les fines particules ainsi extraites du flux
circulant dans la zone de decompositionj peut être soumise à un traitement
de type oonnu pour diminuer d'au moins 50 % le no~bre de ces particules
fines avant d'être recyclé dans une ~tape au moins du procédé BAYER.
Ce traitement peut consister, éventuellement, en la dissolution au moins
partielle, c'est-à-dire d'au moins 5û DD~ desdites particules, dissolution
3û qui peut être réalis~e, par exemple, dans l'une des étapes bien connues
du procédé RAYER, telle que à l'évaporation de la solution d'aluminate
alcalin déco~posée et recyclée, ou encore ~ l'attaque du minerai, ou
bien dans l'~tape de détente pratiquée sur la suspension résultant de
l'attaque du minerai.
Ce traitement peut également consister en une agglomération chimique des
fines particules solides, de facon à réduire leur nombre d'au moins 50 ~,
ces particules agglomérées pouvant par la suite être utilisées, par
`' .
.
:
~5Z6~6
11
exemple, comme amorce dans 1'un au moins des étages de d~composition
~ tp) du groupe (A).
D~s lors que la su~pension cré~e ~ haute teneur en mati~re sèch~ a ~é-journ~ pendant le temps néc2ssaire dans la zone de décomposition ~t
qu'elle a subi pour tout ou partie dans ladite zone la séparstion selon
l'invention, une fraction Ln 1 de ladite suspensi~n constituée pa~ au
plus 50 X en volume et, de pr~férence,.par au plus 30 O en volume, est
pr~levée et introduite dans une zone de classification (C~ dont la partie
grenue Lg est extraite 0n constituant la production d'AltOH)3 de grosse
granulométrie obtenue selon l'invention,.tandis que l'autre partie Lc
formant une suspension, est retir~e de la zone (C) de classification et
est jointe à la fraction restante de la suspension circulant dans la
zone de décomposi.tion.
La suspension Ln provenant de la zone de d~composition, sans passer parla zone de classification tO), est alors soumise à une séparation solide-
liquide en ~D), la phase liquide La ~tant envoyée vers la section sui-
~ante du procédé 8AYER, tandis que la phase solide Sa constitue9 selon
l'invention, l'amorce de trihydroxyde d'aluminium de granulomét~ie non
sélectionnée qui est recyclée dans au moins un étage de la zune de dé-
cDmposition de la solution d'aluminate alcalin sursaturée~
La phase solide Sa constituant l'amorce de granulométrie non s~lectionnée
peut être introduite sous cette forme dans la solution d'aluminate ~lcalin
décomposer ou bien peut l'être sous la ~orme d'une suspension préala-
bler.^ent préparée par dispersion dans tout ou partie de la solution d'a-
luminate alcalin à décomposer.
Selon une variante, on introduit une quantité mineure de l'amorce de trihy-
droxyde d'aluminium dans le premier étage de la zone de décomposition,
puis, la quantite restante de ladite amorce dans le deuxième étage de
la décomposition.
!
En genéral, la quantité majeure de l'amorce du trihydroxyde d'aluminium
introduite dans le de~xième ~tage de décomposition est au moins ~gale à
70 S en poids de la totalité de l'amorce recyclée.
: ' , .. , .:
' ~ , , ' :' ;
~s~
1~ J
Selon.cette m~me variante, la solution d'alumina~e alcalin a decomposer
est introduite en totalit~ dans le premier ~tage de la 70ne de dgcompo-
sition. Mais, il s'est revele également intéressant d'introduire dans
le premier étage de la zone de dbcomposition au moins 20 OD en volume de
la solution d'aluminate alcalin à décomposer tandis que le volume res-
tant de ladite solution d~aluminate alcalin est introduite dans le deu-
xième étage de la zone de décomposition.
Dès lors, et selon la variante précitéeS la température maximale prati-
quée dans le premier étaye de la zone de déoompos.tion est choisie dans
l'intervalle de 65 C à 8~~C tandis que la température maximale dans le
deuxième ~tage de la zone de décomposition est choisie dans l'intervalle
allant de 50 C à 65 C.
15 Tel que prec~demment indique, les figures 2 et 3 illustrent deux cas
particuliers du proc~dé selon l'invention.
Selon la figure 2, la zone de séparation (Z5) d'une fraction ~es particu-
les solides particulièrement fines de trihydroxyde d'aluminium est créée
20 au sein de l'étàge de décomposition de rang n-2..
Ladite zone de séparation, est alimentée par la totalité du flux L~_3
de la suspension créée à haute teneur en matière sèche circulant dans la
zone de décomposition.
La fraction L~l permettant l'extraction d'au moins 5 O du nombre total
des particules fines de diamètre au plus égal ~ 4û microns.pr~sent~ dans
le Flux Ln 3en circulation est m~langée avec la phase liquide La sortant
de la séparation (b), avant d'être recyclée dans une étape du procédé
30 BAYER (non repr~sentée).
La suspension résiduelle L52 est réintroduite dans l'étage (n~ de la zone
! de décomposition.
35 Selon la figure 31 la zone de séparation Z(~) d'une fraction des parti-
~cules solides particulièrement fines de trihydroxyde d'aluminium est
jcréee entre les étages (n-p) et (n) de décomposition du groupe (B) en
aménageant le classifica~eur (C) de façon ~ y créer la zone de sépara-
tion Z(~
,
: ~
1~26~6
13
Cette zone de séparation Z~53 est alors alimentée par le flux L (n-l),
fraction partielle de la ~uspension créée à haute tcneur en mati~re s~che
circulant dans la zone de décomposition.
La suspension r~siduelle L52 est séparée e~ deux flux dans la zone de .
classification (C), le premier flux L99 cantenant la partie grcnue, cons-
titue la production d'Al (OH)3 de granulom~trie grosse et régulière, tan-
dis que l'autre Flux Lc est une suspension de Al (OH)3 jointe à la frac-
tion de la suspension circulant dans la zone de décomposition, mais non
soumise b la classification.
Les caractéristiques esse~`tielles de l'invention seront mieux percues
gr~ce à la description de l'exemple ci-dessous :
EXE~IPLE 1
On a étydié la décomposition d'une solution industrielle d'aluminate de
sodium sursaturée à décomposer qui a été produite par l'attaque BAYER à
245C d'un mélange équipondéràl d'une bauxite africaine et d'une bauxite
française qui avaient les compositions suivantes en pour eent en poids :
.BAUXITES .
Franc,aise Africaine
_ _
Perte au Feu 14,4 30,0 .
SiO2 . 7,0 1,0
A123 51,5 58,5
F~203. 22,4 6,8
TiO2 , 2,7 3,5
CaO . 1,8 û,l
C organique û 9 2 0,1
_ , .
La solution d'aluminate de sodium sursaturée à décomposer avait la com-position suivante :
.
s~
:`
Na20 caustique16~ 9/1
Na20 carbonaté 22 g/l
A123 184 g/l
C organique 15 9/
chlore 5 9/l
carbone oxalique0,25 g/l
.
I Une faible partie, à savoir 0,1 m3~h de la solution d'aluminate de sodium
était`pr~levée dans une installation BAYER et introduite dans une unité
! 10 pilote de décomposition qui était constituée par : .
~ a) un bac de û,l m3 représentant le groupe tA) dans lequel on effec-
i tuait la préparation de la suspension ~ haute teneur en matière
sèche en mettant en présence, en continue, la totalité ~e l'amor-
. ce et la totalité de la solution d'aluminate alcalin a décomposeri 15 b) d'une cascade de 6 décomposeurs constituant le groupe ~B),de
1 m3 chacun, de hauteur utile 1 m, agités par deux niveaux d'hé-
lices tripales, le premier décomposeur étant alimenté à l'aide
d'une pompe à partir du bac de 0~1 m3 du groupe (A). Le transf0rt
i ' de la suspension du premier décomposeur au sixième décomposeur
r 20 de la zone (B) était e~fectu~ au moyen de tubes plongeurs, prfi-
levant à mi-hauteur d'un bac pour alimenter le bac suivant,~et
ceci de proche en proche
c) d'une zone de séparation(Z~ form~e : ~
. - cl - d'une virole cylindrlque ayant un diamètre de 0,33 m et une
hauteur immergée de 0,21 m créant une zone calme, placée
coaxialement dans la partie supérieure de l'avant dernier
décomposeur ~u groupe (B) etdans la ~one dlaspiration de
l'agitation precitée
I - c2 - d'une pompe volumétrique extrayant de la ~one de séparation
(ZS)le flux L5~ prélevé dans la partie supérieure de ladite
~one
d) d'un classificateur (C) alimenté en suspension ~ haute teneur en
` matière sèche à raison de 30 ~ du débit de suspension entrant
dans l'avant dernier décomposeur. La sous-verse LG constitue la
! 35 production de trihydroxyde dialuminium de granulométrie grosse
i et régulière, tandis que la surverse LC est renvoyée dans le
I dernier d~composeur.
j~ e) d'un filtre (D) à bande alimenté en suspension Ln par pompe
:
~ _ .
'': '
.
~i26~
partir du dernier d~composeur, le g~teau Sa du filtre constituant
l'amorce recycl~e dans le bac du groupe (A) destiné ~ la pr~para-
tion de la suspension de trihydroxyde d'aluminium ~ haute teneur
en mati~re s~che.
Les conditions de marche dudit pilote selon l'inventibn sont rassemblées
dans le tableau I ci-aprbs,ainsi que celles pratiquées dans la demande
de bre~et canadien n 431,991 à titre de ccmparaison (t~moin~.
TABLEAU I
. _ Invention Temoln
_ ~ ...... . -. ... _ _ _
~ GROUPE A .
Bac 0.1 m 60C 65C
GROU~E B
TE~IPERATURES Décomposeur l 60C 65C
¦ Décamposeur 2 59C 64C
I Décomposeur 3 58C 63C
¦ Décomposeur 4 57G 62C
I Décomposeur 5 56~C 61C
l~ D~composeur 6 55C 60DC
. ~ . ~ .
Débit de la solut~D~ ~`aluminat~ ~ sodium à .
d~compos~r : Ld m /h . . û,l 0,1
Quantité d'amorce sèche introduite par litre
d'aluminate de sodium : Sa g/l 9~0 Y50
Débit de fraction L5l contenant les fines
particules éliminées en m3/h 0,012 0
Débit de la suspension résiduelle LS2 en m3/h 0,138 0,150 ~:
Vitesse de remont~e de la suspension dans la pas de
~irole formant la znne de séparation ZS en m/h 0,15 vir41e
D~bit d'alimentation en suspension L l du
classificateur en m3/h n- 0,045 09045
Débit d'une liqueur décomposée pour dilution
de la suspension dans le classificateur en m3/h 0,020 0,010
Débit de la sous-verse L du classificateur en
m3/h (moyenne) G 0,012 0,011
Débit de la suspension Lc sortant du classifi-
cateur.en m3/h 0,053 0,044
. _ _ . ' ~ ~
.
~252~36
Les r~sultats obtenus ont été rassemblés dans le tableau II ci-~pr~s :
.
TABLEAU II
_
. __ __
Inventîon T~moin
. _, ,
O en poids de particules de Al (OH)} de
diambtre inferieur ~ 4~ microns, present
l'amorce Sa .
___________
valeur moyenne 4 . 5 .
valeur maximale 10 20 .
` la production~Lg . .
________________ .
valeur ~oyenne 1,5 2
valeur maximale 5 : 10
. . . .
Productivit~ en Al 03 en k~ précipité par :
m3 de la solution 2d'aluminate de sodium .
a décomposer c~ 80 7
20 Quantité en g/l de Al (OH)3 dans LSl . .
valeur moyenre 5 Q
valeur maximale ~8 Q
. . ,:
. ._ __ _ _ . . ~
Perte en ~0 en poids pour LSl de la masse
totale de Al (OH)3 précipitee
moyenne 0,5 . O
~iamètre à 50 O des particules fines d~ .
Al (OH)3 pr~sentes dans LSl, .
exprimé en micron 13 _
Alumine produite en Kg/heure 7,95 7,2
.
, , . ~ _ . .
.
Ainsi, il peut être constaté que la mise en oeuvre du procédé selon l'in-
vention entraine, par comparaison avec ce qui est decrit dans la denande
de brevet canadien 431,991, non seulement une substantielle :
amelioration de la regularité granulometrique de l'alumin-e
produite, mais encore un-gain de productivite important,
malgre la perte d'alumine correspondant ~ l'elimination de
, :,,
~: .
6~
17
de particul~s Fines par L51 et grâce à une possible diminution de la
temperatu3:e de décompositinn.
.
,............. . . .
.: :; - . ~ . ,
- ' :' ,~,,; '
' ~
.;. .
