163357. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés aluminiumoxid tartalmú ásványok, különösen a bauxit nátriumaluminát-lúggal való folytonos feltárásánál képződött zagy feldolgozására
5 163357 6 A javasolt eljárással a lúg besűrítés és a feltárás műveletei egy rendszerben vonhatók össze, így jelentős hő és energia takarítható meg. A szükséges energia csökkentése pedig a Bayer-féle timföldgyártás teljes folyamata szempontjából döntő jelentőségű, és ez biztosítja a találmány szerinti eljárás komoly műszaki haladást jelentő jellegét. A találmány szerinti eljárást az alábbi kiviteli példák közelebbről szemléltetik. A 2. példát az ismert eljárással történő összehasonlítás céljából közöljük. 1. példa 3,1 t/t timföld nedves bauxitot 12 m3 /t timföld menynyiségű és 180 g/l k.Na2 0 koncentrációjú feltáró lúggal bekeverjük. így a bekeverő utáni lúg mennyisége 12,57 m3 /t timföld mennyiségre növekszik, koncentrációja pedig 172 g/l k. Na2 0 értékre csökken. A bekevert zagyot 240 °C-on 40—60 at mellett feltáró berendezésben feltárjuk. A feltárt zagyot — a találmány szerinti megoldással felületi hőkicserélőbe vezetjük, amelyben a zagyot expanzió nélkül — lehűtjük oly módon, hogy a zaggyal ellenáramban a hőkicserélőben kikeverés utáni híg lúgot áramoltatunk keresztül. A felületi hőkicserélőből a lehűtött zagyot hígító tartályba vezetjük, az ellenáramban vezetett híg lúgot pedig tízlépcsős expanziós soron áramoltatjuk át, amelyben azt atmoszférikus nyomásra expandáltatjuk, a híg lúgból expandáltatott gőzöket pedig a feltárás előtti zagy felfűtésére használjuk fel. A híg lúg expanzióját akként végezzük, hogy a 3,4 m3/t timföld vízkilépést eredményezzen. A hígító tartályban a zagyot 135 g/l k. Na2 0 koncentrációra hígítjuk vörösiszap-mosóvízzel. A hígításra használt mosóvíz bevezetett mennyisége 3,4 m3 /t timföld. A vörösiszap mosásához felhasználható kevesebb mosóvíz ebben az esetben növelné a vörösiszapból a mosható lúgveszteségeket, ezért az ülepítő-mosószer végén iszapszűrést is alkalmazunk, ami a lúgveszteségeket kompenzálja. A kikeverés utáni híg lúg koncentráció a hidrát kristályvíz elvonása miatt — 140 g/l k. Naa O-ra betöményedik, így a feltáró berendezés híg lúg expanziós berendezéseiben 3,4 m3 /t timföld híg lúg expanzió útján 180 g/l k. Na2 0 koncentrációjú feltáró lúgot kapunk. A találmány szerinti eljárásnál tehát külön, lúgbepárló üzemrészre nincs szükség. 2. példa (Összehasonlító példa) 3,1 t/timföld bauxit feltárását 12 m3 /timföld fajlagos mennyiségű 180 g/l k. Na2 0 koncentrációjú feltáró lúggal végezzük el. A bauxitnak a feltáró lúggal történő bekeverése után a bauxit nedvességtartalma miatt a lúg mennyisége 12,57 m3 /timföld-re növekszik koncentrációjának 172 g/l k. Na2 0-ra hígulásával egyidejűleg. A bekevert zagyot 40—60 att mellett 240 °C-ra felfutjuk a feltáró berendezésben, amely körülmények mellett a bauxit A12 0 3 tartalma beoldódik a lúgba. A túlnyomáson levő feltárt zagyot tízlépcsőből álló expanziós soron vezetjük keresztül, amelyben azt atmoszferikus nyomásra expandáltatjuk, az expanziós gőzöket a feltárás előtti zagy felfűtésére használjuk, az ily módon 107 c C-ra lehűtött zagyot pedig a hígító tartályba vezetjük. A feltárt zagylúg ezalatt 236 g/l k. Na2 0 koncentrációra betöményedik, a térfogata pedig 9,17 m3 / 5 timföld-re csökken, 3,4 m3 /timföld vízkilépés mellett. A hígítás során a zagyot vörösiszap mosóvízzel 140 g/l k. Na2 0 értékre hígítjuk, amely a kikeverés során 145 g/l k. Naa O koncentrációra betöményedik. A hígítás vízszükséglete 6,3 m3 /timföld. A kikeverés utáni híg lúg-10 ból a lúgbepárló üzemrészben 2,90 m3 /timföld mennyiségű vizet lepárolunk, ezáltal 180 g/l k. Naa O koncentrációjú feltáró lúgot kapunk, a folyamat vízegyensúlyához szükséges; 6,3—2,9 = 3,4 m3 /t vízeltávolítást pedig a zagyexpanzió biztosítja. 15 Szabadalmi igénypontok 1. Eljárás alumíniumoxid tartalmú ásványok, főként bauxit nátriumalumátlúggal történő folyamatos 20 feltárásánál képződött zagy feldolgozására azzal jellemezve, hogy a feltáró berendezésből távozó 150 °C feletti hőmérsékletű zagy hőtartalmát expandaltatas nélkül közvetett hőcsere útján a feltáráshoz használt lúggal, mint hőfogyasztóval közöljük, a felmelegített 25 lúgot pedig expandáltatással célszerűen több lépésben bepároljuk. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy a közvetett hőcserét hőkicserélőkben vagy sorbakapcsolt hőkicserélőben vé-30 gezzük. 3. Az 1. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy a feltáráshoz lúgként a zagy hígítása és a vörösiszap elválasztása után történő kikeverésénél képződött lúgot használjuk. 35 4. Az 1. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy a zagy hígítását 120— 150 g/l kausztikus Na2 0 értékre állítjuk be. 5. Az 1. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy a feltáráshoz használt 40 bepárlandó híg lúgot a feltáró berendezésből távozó zaggyal ellenáramban vezetjük. 6. Az 1. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy a feltáráshoz használt bepárlandó híg lúgot 5—60 atm közötti nyomásértéke-45 ken vezetjük át a hőkicserélőn. 7. Az 1. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy a hőkicserélőben felhevített híg lúg expandáltatását több lépésben végezzük. 8. Az 1. és 7. igénypontok szerinti eljárás foganato-50 sítási módja, azzal jellemezve, hogy az expandáltatásnál képződött túlhevített gőzöket a feltáráshoz bekevert zagy előmelegítésére használjuk. 9. Berendezés az 1—8. igénypontok bármelyike szerinti eljárás foganatosítására, azzal jellemezve, hogy a 55 feltáró berendezés (17, 18) és az expanziós berendezések között elhelyezett hőkicserélő része (1, 2, 3) van, amely a hőkicserélő egyik oldalán szállító szivattyúval, (5) a hőkicserélő ellentétes oldalán csővezetékkel, továbbá a hőkicserélőhöz tartozó hőmérséklet- és nyomásszabályzó 60 automatikus szerkezetekkel (7, 19, 20) van ellátva. 1 rajz, 1 ábra A kiadásért felel: a Közgazdasági és Jogi Könyvkiadó igazgatója 75.3484.66-42 Alföldi Nyomda, Debrecen — Felelős vezető: Benkő István igazgató 3
