Brevet FR2124355A1 — publié le 19720922

La présente invention est relative à un procédé et à un dispositif pour l'extraction continue de la "bauxite avec une solution d'aluminate de sodium, par attaque dans un tube sous des pressions de l'ordre de 10 à 200 atmosphères environ, à des tempé-5 ratures de 150 à 300°C, la suspension de "bauxite étant envoyée à travers le tube, avec maintien d'un écoulement turbulent, à une vitesse d'au moins de 0,5 à 7 m/sec., de préférence de 2 à 5 m/sec. Un dispositif approprié à cet effet est essentiellement constitué par un tube à travers lequel on fait passer, à l'aide d'une pompe 10 haute-pression, une suspension de lessive de bauxite, la pompe haute-pression étant une pompe à membrane et à piston et le tube présentant en outre des échangeurs de chaleur à travers lesquels passent les vapeurs de détendeurs de lessive, après quoi se raccordent un ou plusieurs échangeurs de chaleur qui sont chauffés par 15 de la vapeur haute-pression, par de la vapeur de biphényle, par un support de chaleur organique liquide, par une masse saline fondue ou analogue. Dans ce mode opératoire connu, tous les échangeurs de chaleur sont dimensionnés en fonction de la quantité de chaleur 20 à transmettre. Ces quantités de chaleur sont habituellement choisies de même importance, de sorte que les échangeurs de chaleur présentent également les mêmes dimensions. Dans ce mode opératoire connu, il s'est avéré de façon surprenante que l'incrustation du tube dans la zone des différents 25 échangeurs de chaleur est extrêmement variable. De ce fait, le passage de chaleur dans les différents échangeurs de chaleur est très différent, ce qui a à nouveau pour conséquence que l'on ne peut pas, dans les différentes zones du tube, maintenir longtemps les températures désirées. L'installation d'attaque est par suite 50 mal utilisée et obligatoirement trop grandement dimensionnée, ou bien le temps de passage devient trop court. L'invention a pour but de pallier les inconvénients qui viennent d'être indiqués. Cela est obtenu conformément à l'invention, dans le procédé tel qu'expliqué au début, par le fait que 35 les échangeurs de chaleur présentent des dimensions différentes, de sorte qu'on peut, dans toutes les sections tubulaires, maintenir les températures désirées.- Dans une forme d'exécution avantageuse du procédé conforme à l'invention, on procède alors de telle sorte qu'on donne 1y5 . -X 1,7 . 'X ( 2 . X ! 2,9 . X I 15 3,9 . X I CO . X ( 2,0 . X ( 5,1 . X I 72 03339 2 2124355 à la longuèur des échangeurs de chaleur une valeur correspondant aux degrés d'incrustation. S'il est, par exemple, prévu huit détendeurs comportant chacun un échangeur de chaleur afférent, ainsi qu'un autre échangeur de chaleur à travers lequel, en vue d'une 5 meilleure utilisation de la chaleur, on fait passer la lessive détendue, il s'est alors avéré que, pour une longueur xQ prévue pour le premier échangeur de chaleur, les longueurs correspondantes des échangeurs de chaleur dans les différentes zones de température augmentant de l'une à l'autre, sont les suivantes : 10 longueur des échangeurs de chaleur co co r »* :o ""O r ^o ^O :o C'est ainsi que, dans le cas présent, il en résulte les rapports suivants pour les longueurs des échangeurs de chaleur : xQ : 1,5 : 1,7 xo : 2 xQ : 2,9 xQ : 3,9 xQ : 1,8 xQ : 2 xQ : 3,1 xQ S'il est prévu, ou s'il existe, un nombre moins grand ou plus grand de détendeurs et par suite.d'échangeurs de chaleur, 2^ les chiffres correspondants sont i: adapter. Si, par exemple, dans une autre installation il n'est prévu que trois détendeurs et quatre échangeurs de chaleur, on additionne'les rapports de longueur des échangeurs de chaleur de façon correspondante, c'est-à-dire que pour trois détendeurs, la longueur des échangeurs de chaleur est 50 dans le rapport (1,0 . xQ + 1,5 ♦ + 1,7 • xQ) : (2,0 . xQ + 2,9 . xQ + 3,9 • xQ) : (1,8 . xQ + 2,0 . xQ + 3,1 • xQ) ,• c 1 est-à-dire 4-,2 r. 8,8 : 6,9. Les rapports pour un autre nombre de détendeurs ou d'échangeurs de chaleur sont analogues et peuvent être aisément calculés suivant les chiffres fournis. ^ Un dispositif du type - expliqué au début et convenant à la mise, en oeuvre du procédé conforme à l'invention est illustré schématiquement et simplement à titre d'exemple sur le dessin annexé où sont prévus huit détendeurs montés en série, ainsi que neuf échangeurs de chaleur. 20 COPY 72 03339 3 2124355 Sur le dessin, on peut voir un tube réactionnel 1_ dont la longueur, en fonction du volume de la suspension de "bauxite introduite par unité de temps, ainsi qu'en fonction du diamètre intérieur dudit tube, peut, par exemple, atteindre une valeur 5 comprise entre JOO et 3 CGO m. À l'aide d'une pompe 14 à membrane et à piston, on introduit dans le tube réactionnel une suspension de bauxite dans une solution d'aluminate à une température de l'ordre de "7Q°0 et sous une pression de 1CO atmosphères effectives, par exemple, la 10 suspension étant chauffée par degrés pendant son passage à travers le tube réactionnel jusqu'à atteindre la température d'attaque de la bauxite. La vitesse avec laquelle la suspension est envoyée à travers le tube est-, par exemple, de 3 m/sec. et la quantité transportée est de 280 m^ par heure. Aux endroits où des incrustations 15 peuvent apparaître, on maintient avantageusement des vitesses d'écoulement plus élevées qu'aux autres endroits où ce danger est moindre. Dans la première partie du tube d'attaque, la susoension est chauffée indirectement par les vapeurs provenant d'une série 20 de aétendeurs 2. Comme le montre le dessin, dans la direction d'écoulement des vapeurs et derrière l'es détendeurs 2, se trouve un autre détendeur 2', dans lequel la lessive d'attaque détendue est prélevée et envoyée à travers un échangeur de chaleur 11_, d'où elle parvient au dispositif d'épaississement. 25 A chacun des détendeurs 2 est chaque fois associé un échangeur de chaleur 3? 4, 5? 6, 7? 85 9? 10 possédant, comme indiqué ci-dessus, une longueur différente. C'est ainsi que l'é-changeur de chaleur 2 a une longueur xQ, tandis que la.longueur des échangeurs de chaleur se succédant dans le sens d'écoulement 30 de la suspension est dans le rapport indiqué ci-dessus. La "longueur absolue de xQ dépend du diamètre du tube 1_, de la différence de température des lessives et de la température d'entrée de.la suspension et peut être aisément déterminée par des essais. Dans la suite de son parcours, le tube réactionnel 1_ 35 est entouré d'une chemise 12 à travers laquelle passent des vapeurs sous forte pression, des vapeurs chaudes de biphényle, une substance organique liquide servant de véhicule thermique ou bien un mélange salin fondu. La lessive attaquée parvient par la conduite 1J> au premier des détendeurs 2 (à droite sur le dessin). COPY 72 03339 2124355 REVENDICATIONS 1. Procédé pour l'extraction continue de bauxite avec une solution d1aluminate de sodium par attaque dans un tube sous 5 des pressions de l'ordre de 10 à 200 atmosphères et à des températures de 150 à 500°C, en faisant passer la suspension de bauxite à travers le tube à une vitesse d'au moins 0,5 à 7 m/sec. en maintenant un écoulement turbulent, ledit procédé étant caractérisé par le fait que les échangeurs de chaleur présentent des dimensions 10 différentes, de manière à maintenir les températures désirées dans tous les tronçons du tube. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que la suspension de bauxite traverse le tube réactionnel à une vitesse de 2 à 5 mètres par seconde. 15 3. Procédé suivant les revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que la longueur dés échangeurs de chaleur est calculée en fonction des degrés d'incrustation. 4. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3 avec utilisation de huit détendeurs comportant chacun un 20 échangeur de chaleur afférent, ainsi qu'avec utilisation d'un autre échangeur de chaleur à travers lequel passe la lessive détendue, ledit procédé étant caractérisé par le fait que pour une longueur xQ prévue pour le premier échangeur, dans le sens de l'écoulement de la lessive, la longueur des échangeurs de chaleur 25 suivants est dans le rapport ci-après : 1,5 : 1,7 : 2 : 2,9 s 3,9 : 1,8 : 2 : 3,1. . 5- Procédé suivant l'une quelconque des revendications _1_ à 3, caractérisé par le fait que dans le cas où le nombre des détendeurs et des échangeurs de chaleur est modifié par rapport à 30 celui de la revendication 4, les rapports de longueur des échangeurs de chaleur sont additionnés de façon correspondante. 6. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, constitué essentiellement par un tube à travers lequel on fait passer à l'aide d'une 35 pompe haute-pression une suspension d'une lessive de bauxite, tandis que la pompe haute-pression est une pompe à piston et à membrane, le tube présentant en outre des échangeurs de chaleur à travers lesquels passent les vapeurs des détendeurs de lessive, après quoi il est prévu un ou plusieurs échangeurs de chaleur qui 72 03339 2124355 sont chauffés avec de la vapeur haute-pression, avec de la vapeur de biphényle, avec un liquide organique servant de véhicule thermique, avec une masse saline fendue ou analogue, ledit dispositif étant caractérisé par le fait que les longueurs des échangeurs de 5 chaleur (3 - 11) sont dans le rapport suivant : 1 : 1,5 : 1,7 : ^ 2,9 : 3,9 : 1,8 : 2 : 3,1- 7. Variante du dispositif suivant la revendication 6, caractérisé par le fait que lorsque le nombre des détendeurs et des échangeurs de chaleur est modifié, les rapports de longueur 10 des échangeurs de chaleur sont dimensionnés en fonction de leur somme.