Brevet FR2327962A1 — publié le 19770513

La présente invention concerne le domaine de la production des composés inorganiques et, -notamment, un procédé a obtention de l'aluminate de sodium. L' aluminate de sodium est largement employé pour la fabrication du papier, des bétons résistants à liteau, et en tant qu'additif antiseptique et coagulant pour le traitement des eaux. On connaft un procédé d'obtention de l'aluminate de sodium par frittage direct de l'alumine hydratée avec la soude à une température de 800 à 90000. Ce procédé est peu efficace à cause du cott élevé des matières premières et de la consommation considérable d'énergie. Il faut prévoir des opérations supplémentaires de refroidissement, de broyage grossier et fin du produit à fritter. En général, ce procédé est oaract6risé par l'emploi d'un appareillage complexe et cofteux et par des dépenses de main d'oeuvre considérables. Il existe aussi un procédé d'obtention de l'aluminate de sodium par sa cristallisation à partir de solutions d'aluminate dont la concentration de Na20 caustique atteint 500 à 550 v l et le rapport moléculaire de Na20 caustique à Ah 03 est égal à 20 à 30, Afin d'obtenir des solutions d'aluminate de concentration donnée, on doit procéder à une évaporation préalable des solutions de départ. L'inconvénient du procédé indiqué est la haute corrosion de l'équipement, due à l'utilisation d'alcalis très concentrés, ainsi que la grande consommation d'énergie pour ltévaporation des solutions. Outre cela, des difficultés d'ordre technique surviennent au cours de la séparation de l'aluminate de sodium cristallisé de la solution mère, ces difficultés étant dues à sa grande viscosité. Le produit obtenu contient jusqu'à 30% de solution mère, dont le lavage provoque une dissolution partielle du produit cristallisé. L'invention a pour objet de créer un procédé d'obtention de l'aluminate de sodium qui permettrait de simplifier la technologie et le matériel, de réduire la consommation d'énergie et d'améliorer la qualité du produit. Le but visé est atteint du fait qu'on propose un procédé d'obtention de l'aluminate de sodium, dans lequel selon l'invention, une solution d'alupinate, dont la concentration de Na20 caustique est de 45 à 350 g/l et le rapport moléculaire de Na20 caustique à A1203 est égal à de 1,1 à 1,8 est séchée dans un lit fludifié à une température de 250 à 4000C. Si ces conditions sont respectées, on obtient un aluminate de sodium sec sous la forme d'une poudre ou de granules dont la teneur en aluminate de sodium est de 97 à 99%. Le processus est caractérisé par une technolggie simple, un équipement, peu complexe et une stabilité du régime de fonctionnement. Il est recommandé d'utiliser une solution d'aluminate dont la conceStration de N+20 caustique est de 250 à 280 vl et le rapport moléculaire de Na20 caustique å à Al2O3 est dgal à 1,1 à 1,3. Ceci assure l'obtention de l'aluminate de sodium sous la forme de granules dont les dimensions varient de 0,5 à 8 mm, l'entraSnement des poussières hors de l'appareil étant minimal, ce qui permet de réaliser le processus sans prévoir des installations spéciales pour le captage des poussières. Avant le séchage, il est préférable de déshydrater les solutions dont la concentration de Na20 caustique est de 45 à 180 vl pour obtenir une solution à concentration de Na20 caustique de 250 à 350 g/l afin de réduire la consommation spécifique du combustible. Le procédé de fabrication de l'aluminate de sodium est réalisé de la façon suivante. Dans le procédé proposé on utilise des solutions d'aluminate obtenues lors de lessivage des bauxites ou des agglomérés provenant de la production des alumines. La concentration de ces solutions varie de 40 à 160 Wl de Na20 caustique, le rapport moléculaire de NazO caustique à Al203 étant de 1,5 à 1,8. Avant le séchage, lesdites solutions peuvent titre déshydratées afin d'obtenir une concentration qui assure 1' obtention de granules de dimensions données. La déshydratation peut entre faite par refroidissement sous vide ou par évaporation dans des installations d'évaporation à effet multiple.Il est possible d'obtenir des solutions d'aluminate dont la concentration de Na20 caustique est de 250 à 350 Wl, le rapport moléculaire de Na20 caustique à Ah 03 étant de 1,1 à 1,8, directement au cours du lessivage des bauxites et des agglozérés. La concentration de Na20 caustique de 45 Wl est caractéristique des solutions pauvres provenant de la production des alumines (eaux industrielles), tandis que la concentration limite de Na20 caustique qui permet un fonctionnement satiefaisant de l'installation de vaporisation est de 350 Wl. Lesdites solutions d'aluminate sont amenées dans l'appareil à lit fluidifié à l'aide d'un dispositif pulvérisateur, par exemple à l'aide d'un injecteur. La matière pulvérisés arrive dans le lit fluidifie où elle est déshydratée. La décharge de la matière sèche se fait directement de la zone d'ébullition (sous forme de granules) ou à travers un système d'aspiration (sous forme de poudre). La température de la matière du lit fludifié est maintenue entre 250 et 400 c Lorsque la température est inférieure à 250 C, il se forme une crotte adhérente solidifiée sur la surface de l'appareil, tandis qu'une température supérieure à 4000C provoque une consommation de chaleur en excédent. Le procédé, objet de l'invention, diffère des procédés connus par un haut rendement de l'équipement et une consommation spécifique de chaleur réduite (de 2 à 2,5 fois), ce qui est caractéristique des processus ayant lieu dans un lit fluidifié A la différence du procédé de cristallisation exigeant plusieurs étapes et dans lequel, outre une évaporisation préalable des solutions, il est indispensable de réaliser une séparation des cristaux de la solution mère, leur lavage, une recirculation de la solution mère, le procédé proposé est réalisé en une seule étape. Le procédé, objet de l'invention, s'inscrit bien dans les schémas technologiques de fabrication des alumines selon le procédé Bayer et d'obtention d'agglomérés; Pour une meilleure compréhension du procédé, objet de l'invention, plusieurs exemples concrets mais non limitatifs de mise en oeuvre du procédé de l'invention soit décrits dans ce qui suit. EXEMPLE 1. Une solution d' aluminate (eaux industrielles) provenant de la production selon le procédé Bayer dont la concentration de Na20 caustique est de 45 Wl et le rapport moléculaire de Ra2O caustique à li2O3 est égal à 1,6 est évaporée, afin d' obtenir une concentration de Na20 caustique de 350 Wl (le rapport moléculaire étant le rapport initial).La solution concentrée est amenée pour séchage dans un appareil à lit fluidifié à une température de 250 C, La composition de l'aluminate de sodium obtenu est la suivante (% en poids) : Na2O caustique 2 47,2 ; Na2O carbonique : 1,8 ; A03: 48,5 Perte en cours de calcination, % en poids : 2,0 t Rapport moléculaire Na2 : 1 ,6 Al2O3 EXEMPLE 2. Une solution d'aluminate provenant de la production selon le procédé Bayer, dont la concentration de Na20 caustique est de 260 Wl et le rapport moléculaire de Na20 caustique à A12O3 est de 1,1 est amenée pour séchas dans un appareil à lit fluidifié à une température de 2700C. La composition de l'aluminate de sodium obtenu est la suivante en en poids) : Na2O caustique : 38,4 ; Ea20 carbonique : 1,5 ; Al2O3 : 57,3 ; Perte en cours ae calcination (% en poids) : 2,2 ; Rapport moléculaire Na2O = 1,1 . Al2O3 EXEMPLE 3. Uue solution d'aluminate provenant de la production selon le procédé Bayer, dont la concentration de Na20 caustique est égale à 160 g/l et le rapport moléculaire de Na20 caustique à Al203 est dé 1,8, est évaporée pour obtenir la concentration de NO caustique de 280 g/l (le rapport moléculaire étant le rapport initial). La solution concentrée est amenée pour séchage dans un appareil à lit fludifié à une température de 3100C. La composition de l'aluminate de sodium obtenu est la suivante en en poids) s Na20 caustique ; 49,5 ; Na20 carbonique ; 2,2 ; Al203 ; 45,2 Perte en dours de calcination (% en poids) : 2,1 ; Rapport moléculaire v = 1,8. 18 EXEMPLE 4. Une solution d'aluminate (eau de lavage) de la branche d'agglomération du procédé combiné d'agglomération Bayer, dont la concentration de Na20 caustique est de 50 g/l et le rapport moléculaire de Na20 caustique à Au2O3 est de 1,3, est amenée pour séchage dans un appareil à lit fluidifie à une température de 3900C. La composition de l'aluminate de sodium obtenu est la suivante (% en poids) Na20 caustique : 41,2 Na20 carbonique : 1,8 ; Al203 : 53,4 Pertes en cours de calcination ( en poids) : 2,3 ; Rapport moléculaire Na2O = 1 3 Au Al2O3 Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, Si celles-ci sont eiécutdes suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. REVENDICBTION S 1. Procédé d'obtention d'aluminate de sodium, caractérisé en ce qu'une solution d'aluminate dont la concentration de Na20 caustique est de 45 à 350 Wl et le rapport moléculaire de Na2D caustique à Al203 est de 1,1 à 1,8, est soumise à un séchage dans un lit fluidifié à une température de 250 à 4000C. 2. Procédé selon la revendication i, caractérisé en ce qu'on utilise une solution d'aluminate dont la concentration de Na20 caustique est de 250 à 280 Wl et le rapport moléculaire de Na20 caustique à Al203 est de 1,1 à 1,3. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'avant le séchage, une solution d'aluminate dont la concentration de Na2O caustique est de 45 à 180 Wl est déshydratée afin d'obtenir une concentration de Na20 caustique de 250 à 350 Wl. 4. Aluminate de sodium, caractérisé en ce qu'il est obtenu conformément au procédé faisant l'objet de l'une des revendications 1 à 3.