192809. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berenezés a Bayer-féle timföldgyártásban a magas hőmérsékletű feltárás hőjének hasznosítására
3 192809 4 A találmány tárgya eljárás a Bayer-féle timföldgyártásban a magas hőmérsékletű (220 °C feletti) feltárás hőjének hasznosításéra a feltárt zagy expandáltatása és hőcseréje útján. A találmány tárgya tovább az eljárás foganatosításához használható berendezés, amely hőcserélőket, feltáró autoklávokat, tartályokat és expanziós tartályokat tartalmaz. A Bayer-féle timföldgyártásban többféle módszer alakult ki a bauxit feltárása után a feltáróberendezésból nagy nyomáson és magas hőmérsékleten távozó zagy hőtartalmának hasznosítására. A legelterjedtebb eljárásoknál a feltárt zagyot több fokozatban expandálhatják, amíg nyomása a légköri nyomásig csökken, és az ekkor felszabaduló gőzt hőcserélőkbe vezetik a feltárandó zagy, illetve az úgynevezett kétáramú eljárás esetén a feltárólúg és adott esetben a feltárandó zagy előmelegítésére. (Extractive Metallurgy of Alumínium. Volumene 1. Alumina. 1963. p. 251- -264; Bauxite-Alumina-Alumínium. Procedings of the Second International Symposium of ICSOBA. Budapest Oct. 6-10. 1969. p. 43-58.) Az ismert eljárások hátránya, hogy az ily módon elérhető energiahasznosulás nem kielégítő, a feltárandó anyag felmelegítéséhez kiegészítőleg jelentős mennyiségű nagyértékű hőenergia felhasználására van szükség, nagynyomású gőz vagy más magas hőmérsékletű hőhordozó alkalmazásával. Egy másik ismert eljárás lényege, hogy a feltáró berendezésből távozó zagyot nagynyomású hőcserélőbe vezetik, ahol a zagy a hőjét a szintén nagy nyomás alatt lévő feltárólúgnak adja át. Ez utóbbit expandáltatják és a felszabaduló gőzt - hasonlóan az előbbi átjárásokhoz - a feltárandó zagy előmelegítésére használják. (163 357. sz magyar szabadalmi leírás.) Ennek a feltárólúg közbeiktatásával végzett expandáltatásnak az az előnye, hogy a feltáró rendszerben lehetővé válik egyúttal a feltárólúg bepárlása is. Az eljáráB hátránya viszont az, hogy jelentős számú nagynyomású hőcserélőt igényel és ezek beruházási és karbantartási igénye oly nagy, hogy az eljárás előnyeit jelentősen lecsökkenti. Az ismert eljárások további tökéletesítését erőteljesen befolyásolja az az általános vegyipari törekvés, hogy a nagynyomású és magas hőmérsékletű műveleteket igyekeznek minél inkább visszaszorítani és a lehető legkevesebb nagynyomású berendezést használni. Ez a törekvés nem szorul különösebb magyarázatra, hiszen köztudott, hogy a nagynyomású műveletek üzembiztonság szempontjából kockázatosabbak, illetve igényesebbek, a nagynyomású berendezések pedig költségesebbek, hamarabb tönkremennek és karbantartási igényük is nagyobb. E törekvések figyelembe vételével a találmánnyal az a célunk, hogy olyan eljárást és berendezést hozzunk létre a Bayer-féle timföldgyártásban a magas hőmérsékletű feltárás után kapoLt zagy hójéneik hasznosítására, amely az ismert eljárásokéval azonos, vagy azokénál jobb energiahasznosulást teBz lehetővé és az ismert megoldásokhoz képest lényegesen kisebb technikai rsifordítást igényel. Célunk közelebbről az, hogy olyan eljárást, illetve berendezést hozzunk létre, amelyben a nagynyomású műveletek, illetve a nagynyomású szerkezetek részaránya a lehető legkisebb. A kitűzött cél elérése érdekében a Bayer-féle timföldgyártásban a magas hőmérsékletű - jelen esetben 220 °C fölötti - feltárás hőjének hasznosítására a találmány szerint oly módon járunk el, hogy a magas hőmérsékletű feltárt zagyot 190-130 #C hőmérséklet eléréséig expandáltatjuk, majd - adott esetben gibbsites bauxit hozzáadása és feltárása után - a betöményítendő feltárólúggal Bzemben áramoltatva lehűtjük, a hőcserével felmelegitett, kívánt esetben kisnyomású gőzzel tovább melegített betöményitendő feltárólúgot expandáltatjuk, a magas hőmérsékletű feltárt zagy expandáltatásánál felszabaduló gőzzel közvetlenül a feltárási hőmérsékletre való felfűtés előtt melegítjük a feltáráshoz vezetett tömény feltárólúgot és/vagy zagyot, a felmelegitett betőményítendó feltárólúg expandáltatásánál felszabaduló gőznek legalább egy részével pedig a feltáráshoz vezetett tömény feltárólúgot és/vagy zagyot melegítjük az előmelegítés első fokozataiban. A jelen tartomány vonatkozásában „kisnyomású gőznek" tekintjük a 10 bar vagy ennél kisebb nyomású gőzt, s „nagynyomásúnak” azt, amelynek nyomása 30 bar, vagy ennél nagyobb. Ugyancsak a jelen találmány tekintetében koncentrációtól függetlenül „feltáró lúgnak" tekintjük az összes csökkentett alumíniumtartalmú lúgot, amely a körfolyamat során már átment az Al(OH)a kiválasztási folyamaton. A találmány alapja az a felismerés, hogy a feltáráshoz kapcsolódó műveletekben az energia hasznosulása nem romlik, sőt egyes esetekben javul, ha a feltáró berendezésből távozó zagyot előbb közepes nyomásig expandáltatjuk és így vezetjük hőcserélőbe, a feltárólúg melegítésére, hogy az utóbbit azután expandáltassuk. A hócserét tehát két expanziós művelet közé iktatjuk: a zagy közvetlen expandáltatása és a felmelegített feltárólúg, mint hőközvetitó anyag expandáltatása közé. így a korábbinál jobb, vagy ahhoz hasonló energiahasznosulás mellett ahhoz az előnyhöz jutunk, hogy a nagynyomású rendszer lényegesen kisebb, mint akár a teljes expanziós, akár a nagynyomású hőcserés eljárásban. A találmány - mint említettük - a 220 °C feletti hőmérsékleten végzett Bayer-féle 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
