163357. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés aluminiumoxid tartalmú ásványok, különösen a bauxit nátriumaluminát-lúggal való folytonos feltárásánál képződött zagy feldolgozására

3 163357 a lúgbepárlás kiküszöbölésére az lenne, hogy a feltárt zagyot csak olyan mértékben hígítanánk, hogy a kikeverés utáni lúg 180 g/l k. Na2

0 koncentrációjú legyen. Ezt a megoldást viszont egyrészt a vörösiszap rosszabb ülepedése, másrészt a kikeverési hatásfok romlása gazdaságtalanná teszi. A találmány szerinti eljárás és berendezés segítségével lehetővé válik a bauxit folyamatos feltárása után a nyomás alatti felfűtött zagy hőenergiatartalmának felhasználása a feltáró lúg töményítésére. A találmány szerinti eljárás alumíniumoxid-tartalmú ásványok, különösen a bauxit nátriumaluminát-lúggal való folytonos feltárásánál képződött zagy feldolgozására azzal jellemezhető, hogy a feltáró berendezésből távozó, 150 °C feletti hőmérsékletű zagy hőtartalmat expandáltatás nélkül, közvetett hőcsere útján, a feltáráshoz használt lúggal mint hőfogyasztóval közöljük, felmelegített lúgot pedig expandáltatással, célszerűen több lépésben, bepároljuk. A közvetett hőcserét hőkicserélőkben vagy sorbakapcsolt hőkicserélőben végezzük. A bauxit feltáráshoz használt nátriumaluminát-" lúgként a feltáró zagy hígítása és a vörösiszap elválasztása után történő kikeverésnél képződött lúgot használjuk. A feltáró berendezésből távozó zagy hígítását 120— 150 g/l kausztikus Na2

0 értékre állítjuk be. A feltáráshoz használt bepárlandó híg lúgot a feltáró berendezésből távozó zaggyal, előnyösen ellenáramban vezetjük. A híg lúgot 5—60 atm közötti nyomásértékeken vezetjük át a hőkicserélőn, majd a hőkicserélőkből távozó híg lúg expandáltatását több lépésben végezzük. A híg lúg expandáltatásánál képződött túlhevített gőzöket a feltáráshoz bekevert zagy előmelegítésére használjuk. A találmány szerinti eljárás kivitelezésére alkalmas berendezés azzal jellemezhető, hogy a feltáró berendezés és az expanziós berendezések között elhelyezett hőkicserélő része van, amely a hőkicserélő egyik oldalán a feltáráshoz használt, bepárlandó híg lúg bevezetésére szállítószivattyúval, a hőkicserélő ellentétes oldalán a feltárásból távozó zagy bevezetésére használt csővezetékkel, továbbá a hőkicserélőhöz tartozó hőmérséklet és nyomásszabályozó automatikus szerkezetekkel van ellátva. Hőkícserélőként előnyösen alkalmazható a 100 atm nyomásnak ellenálló zárt csőköteges vagy 15—50 atm nyomásnak ellenálló lamellás, lemezes vagy spirál kivitelű hőkicserélő. A hőkicserélő rész hatásfokát növeli, hogy ha a feltáró berendezésből távozó zagyot előzetes kovasavtalanításnak vetjük alá, másrészt, hogy a feltárt zagy szilárd részecskéi finomszemcsések, átmérőjük kb. 1—45 mikron határértékek között ingadozik. A találmány szerinti eljárás egyik változata szerint olyan esetben, amikor a feltárásba visszavezetett lúg egy részét például az abban levő sók eltávolítása miatt a feltáró lúgnál nagyobb kausztikus Na2

0 koncentrációra kell betöményíteni, úgy járhatunk el, hogy az expandáltatott lúg egy részét visszavezetjük a hőkicserélő előtt elhelyezett híg lúgos tartályba, ismét felmelegítjük, illetve bepároljuk, majd a híg lúg egy részét nem vezetjük át a hőkicserélőkön, hanem közvetlenül a sómentesítés után kapott betöményített lúggal elegyítjük és feltáró lúgként hasznosítjuk. A bepárlandó híg lúgot 5—60 atm túlnyomást biztosító dugattyús vagy centrifugás szivattyúkkal vezetjük be a hőkicserélősorba, míg a hőkicserélő ellentétes oldalán a zagynak a folyamatban kialakult nyomását 5 használhatjuk fel erre a célra. A találmány szerinti eljárás kivitelezésére alkalmas berendezés egy példaképpeni változatát a csatolt ábrán szemléltetjük: A 17 és 18 feltáró berendezésből 150 °C feletti hő-10 mérsékleten és nyomás alatt távozó feltárt zagyot az 1, 2 és 3 sorbakapcsolt hőkicserélők egyik terén vezetjük át, a sorbakapcsolt hőkicserélő másik terén pedig ellenáramban híg lúgot áramoltatunk keresztül, amelyet a 6 kikevert híg lúg tárolására szolgáló tartályból 5 szi-15 vattyú segítségével vezetünk a hőkicserélő sorba. Az 1, 2 és 3 sorbakapcsolt hőkicserélőkbe a zagy hőtartalmának egy részét a híg lúggal közöljük célszerűen akként, hogy a sorbakapcsolt hőkicserélőkből távozó híg lúg és a belépő zagy hőmérséklet különbsége 10 °C alatt 20 legyen. A hőátadás közben a kívánt hőmérsékletkülönbséget a 7 hőfokszabályozóval, illetve a 8 pneumatikus szeleppel szabályozzuk. A 19, 20 nyomás szabályozók a hőkicserélő berendezés biztonsági védelmét látják el automatikus vezérléssel. A hőkicserélőkből túlnyomáson 25 és forráspontja feletti hőmérsékleten távozó híg lúgot a 9, 10 és 11 expanziós edényeken vezetjük keresztül, amelyekben fokozatosan expandáltatjuk, végül a 12 vezetéken keresztül az atmoszferikus nyomáson levő sűrű lúg tartály felé továbbítjuk. 30 A3 kicserélőből távozó forráspontja alá lehűtött feltárt zagyot a 4 vezetéken az atmoszferikus nyomáson levő hígító tartályokba továbbítjuk. A 9, 10 és 11 expanziós edényekből kilépő túlhevített gőzöket sorrendben a 16, 25 és 14 zagyelőmelegítőkbe vezetjük fűtőgőzként. 35 Ezekben a zagyelőmelegítőkben történik a 13 vezetéken bevezetett feltáráshoz bekevert zagy felfűtése. A találmány szerinti eljárás műszaki előnyei az alábbiakban foglalhatók össze: 40 Az ismert bauxitfeldolgozási eljárásukban a feltárt zagyot expandálással betöményítették. Ennek azonban nem volt előnye a feltárás szempontjából, mivel nem járult hozzá a feltáró lúg koncentrációjának növeléséhez. A találmány szerint azonban a feltárt zagy hő-45 energiatartalmát a feltáró lúg koncentrációjának növelésére használjuk, ami a feltárás folyamán a bauxit kilúgozási sebessége, feltárási hőmérséklete és hatásfoka szempontjából előnyös. 50 A vázolt technológiai előny azonban még további előnyökkel is párosul. így jelentősen lecsökken a híg lúg bepárlás fajlagos mennyisége és kiküszöbölhető a hagyományosan a folyamatba beiktatott lúgbepárló üzemrész, a költséges, nagy energiaigényű, speciális 55 kiképzésű Vogelbuch vagy Kensztner rendszerű többlépcsős bepárlótelepek alkalmazása. További előny az is, hogy a rendszer kedvező vízmérlegének alakulása következtében a feltárt zagy hí-60 gítása utáni lúg és a kikeverésre kerülő aluminátlúg koncentrációja alacsonyabb értékre áll be. Ez kedvezőbbé teszi a vörösiszapnak a lúgtól való elválasztását, továbbá az aluminátlúg kikeverésénél növeli a hatásfokot, csökken a kikeverési idő a hatásfok romlása 65 nélkül. 2