Brevet FR2419330A1 — publié le 19791005

Actuellement, la métallurgie de l'aluminium comporte deux opérations distinctes qui peuvent être faites à des endroits différents et le sont en fait souvent. Ce sont (1) la production d'alumine, (2) sa réduction en métal par électrolyse. La bauxite est la matière première de base de la production de l'alumine ; elle est obtenue par le procédé Bayer, qui consiste en une dissolution sélective à la soude caustique. De nombreux pays ont peu de bauxite ou meame n'en ont pas du tout et, comme les prix de la bauxite et de l'alumine produite à partir d'elle ont augmenté considérablement au cours des dernières années, on recherche intensivement des matières premières et des procédés de remplacement. La plupart des travaux de recherche et de mise au point faits au cours des vingt dernières années ont porté sur les argiles à assez forte teneur en alumine, car la plupart des pags en possèdent et peuvent être consldzrés comme largement indépendants à cet égard. (Pour avoir un bon aperçu de la situation actuelle en matière d'extraction de l'alumine de l'argile, voir "Environmental Considerations of Selected Energy Conserving Process Options, vol.VIII, Alumina/Aluminum Industryn, A.D. Little Inc., Cambridge, Mass. Publié par le Ministère américain du Commerce, Service national d'information technique, P8-264 274, déc. 1976). Cependant, la rentabilité calculée de la production à partir d'argile (par extraction à l'acide chlorhydrique, nitrique ou sulfurique) est marginalement moins bonne que celle d'une installation neuve du type Bayer ; en outre, ce dernier procédé est bien implanté alors qu'aucune installation de production en grand à partir d'argile nta encore été mise en exploitation. Une amélioration de la rentabilité d'un des procédés de remplacement est donc nécessaire si l'on veut faire face à la concurrence du procédé Bayer utilisant la bauxite.C'est là le but de la présente invention; La présente invention concerne la production à partir de cendre de charbon (définie plus loin) d'un extrait à l'acide nitrique ayant une forte teneur en aluminium et une faible teneur en autres constituants de la cendre de charbon. La solution de nitrate d'aluminium obtenue peut être traitée par des procédés connus en vue de l'obtention d'alumine de haute pureté. Eu égard au prix de plus en plus élevé de la bauxite, toute matière première qui contient une forte proportion d'équivalent AI 203 et dont on peut disposer facilement peut être considérée comme une source éventuellement intéressante d'alumine. La principale matière première de cette catégorie qui a jusqu'ici reçu une grande attention est l'argile. l'es cendres de charbon, qui contiennent quelquefois 30 à 40% d'équivalent A1203 rentrent dans ce groupe. 1es argiles et les cendres de charbon à forte teneur en alumine contiennent environ 30 à 4056 de Au203 et 40 à 60% de Si02. Dans le cas de l'argile, on a beaucoup étudié 11 extraction à l'acide nitrique afin d'éviter la dissolution de la silice. Dans ce procédé, l'argile a été calcinée à une température déterminée normalement comprise entre 500 et 8000C et dépendant du type d'argile utilisé. La calcination élimine l'eau non combinée, l'eau d'hydratation, etc., et l'acide nitrique attaque plus facilement l'argile après la calcination qu'avant. Beaucoup de charbons contiennent des impuretés du genre argile, et la cendre de charbon pourrait constituer un produit de remplacement bon marché de l'argile calcinée si l'on pouvait trouver un moyen économique d'en extraire l'aluminium. Avec la cendre de charbon, il n'y a pas de frais d'extraction de l'argile d'une mine, il ney a pas besoin d'une calcination, qui est coateuse, et on échappe à un problème existant d'environnement et de rejet au lieu d'en créer un comme c'est le cas si on utilise l'argile et rejette ses constituants siliceux et autres.Il ne semblerait pas que la cendre de charbon soit une source de Al203 aussi pratique que l'argile calcinée, car dans le second cas, le traitement thermique est soigneusement adapté à l'argile et au procédé, à seule fin de faciliter l'extraction à l'acide qui suit. Par contre, la production de cendre de charbon n'est pas du tout faite pour fournir une cendre dont on puisse extraire l'alumine de façon satisfaisante, car l'objectif dans ce cas est pîut3t d'optimiser la production de chaleur résultant de la combustion du charbon. Une opération de calcination ne peut évidemment pas être considérée comme l'équivalent d'une opération de combustion dans laquelle la matière carbonée du charbon brûle et chauffe sa partie du genre argile.L'étude la plus approfondie de l'impossibilité de considérer la cendre provenant des matières brûlées comme l'équivalent de l'argile calcinée avant l'attaque à l'acide nitrique est rapportée pages 18 et 19 du rapport "Aluminium from Indigenous UE Resources", rapport NO LR 219 (ME), 1976, par P. Christie et R. Derry, Warren Spring Laboratory, dans lequel ceux-ci déclarent n Dans notre pays, Rigg a étudié récemment l'extraction de l'aluminium des déchets imbrûlés par lixiviation acide. Il a montré que pour obtenir des taux d'extraction élevés, il fallait, avant la lixiviation, chauffer les déchets imbrûlés entre 600 et 8000ü, mais que si on les chauffait au-dessus de 8000C, l'extraction de l'aluminium baissait. Pendant la combustion incontrôlée des déchets dans un tas, une grande partie de ceux-ci aura probablement atteint des températures très supérieures à 8000C, de sorte qu'il est à prévoir que le taux d'extraction de l'aluminium des déchets imbrdlés par lixiviation acide ne sera pas très élevé. Cependant, comme un préchauffage entre 600 et 8000C est avantageux, la possibilité de combustion autogène des déchets dans des conditions contrôlées avant l'extraction de l'aluminium à l'acide mérite d'être étudiée.Les déchets imbrtlés ont un pouvoir calorifique de 2,96 à 4,23 x 109 J/tonne et les NCB ont montré qu'ils brûlaient sans apport de combustible supplémentaire dans un appareil de combustion à lit fluidifié avec une température du lit d'environ 8000C. Cependant, même dans ces conditions contrôlées, les particules individuelles atteignent des températures beaucoup plus élevées, et comme la combustion autogène ne se produit pas au-dessous d'une température moyenne de 8000G, il est peu probable que ce procédé puisse être employé pour augmenter la réactivité des déchets imbrûlés avant la lixiviation acide." L' importance de la température de combustion du charbon découle de l'observation de la facilité relative d'extraction de l'alumine (a) de la cendre volante, et (b) de la cendre de lit fluidifié. Cette dernière permet une extraction plus facile que la première, de sorte que dans le procédé des demandeurs, la cendre de lit fluidifié est soumise à l'extraction dans l'acide nitrique chaud ou bouillant et à la pression atmosphérique, tandis que la cendre volante nécessite une extraction à température plus élevée et sous pression, et cela même si la composition chimique des deux cendres est pratiquement identique. Une étude par diraction des rayons X et au microscope des phases iSimiques présentes effectivement dans les deux cendres permet de comprendre leur différence d'extractibilité. Dans une cendre de lit fluidifié type, on constate la présence dune phase amorphe et de métakaolinite avec un peu de quartz.Dans la cendre volante, on observe la présence d'une phase vitreuse et d'une quantité importante de mullite. La cendre de lit fluidifié se forme normalement à 800-9000C et la cendre volante à 1300-160000. Les demandeurs ont chauffé la cendre de lit fluidifié à 14000 et trouvé qu'après ce traitement, la métakaolinite avait disparu et la mullite était devenue une phase prépondérante : naturellement, la cendre de lit fluidifié calcinée à 14000C est pratiquement indiscernable de la cendre volante.On peut en conclure que ia cendre volante est produite à des températures qui favorisent la formation de mullite, et quand cette dernièreest présente, l'alumine de la cendre est moins facilement soluble que dans le cas où la température de formation de la cendre est trop-basse pour produire sa formation, et ctest le cas quand la cendre de lit fluidifié se forme. Bes conditions nécessaires à la formation de métakaolinite et de mullite ont été rapportées par 3. D. C. McConnell et S. G.Fleet dans Clay Minerals (1970) 8, pages 279-290 : ces auteurs signalent que la métakaolinite formée à 800 C et la phase amorphe obtenue par chauffage de celle-ci vers 9000C sont tous deux finement poreux, ce qui facilitera la dissolution dans l'acide nitrique.La mullite commence à se former à 950QC et est présente en grandes quantités aux températures supérieures à 11500C ; la surface spéeifique de ce produit contenant de la mullite est très inférieure à celle du produit formé à 800-90000 et devient beaucoup plus faible encore aux températures supérieures à 12500C, Comme indiqué, la cendre de charbon est un sous-produit d'une opération de production d'énergie tandis que l'argile calcinée est un produit fait sur mesure pour 11 extraction de l'alumine, donc normalement conviendra mieux à cet emploi. Il faut cependant observer que dans les publications de l'United States Bureau of Mines et dans d'autres publications, les calculs de rentabilité et-autres sont basés sur 1' emploi de argile hypothétique". Pour la composition chimique de cette matière, voir Margolin S. V. et Hyde R. W. : Procédé A.D.L. à l'acide nitrique de récupération de l'alumine des matières aluminifères, TMS-AIME, mémoire nO Â74-49, 1974 ; Proc. of Ligot Metals, 103rd AIME Ân. Meeting, 1974, vol. 2, pages 469-487. Brevet américain nO 3 586 481 ; Johnson P.W., Peters F.A. et Kirby R.C. : Procédés de production d'alumine à partir de l'argile. Etude critique d'un procédé à l'acide nitrique. USBM, 1964, R.I. 6431. Cette "argile hypothétique" est supposée contenir environ 2% d'impuretés et 98% d'équivalents alumine et silice : cette composition équivaut à celle d'une kaolinite de haute qualité calcinée qui contiendrait 44 - 45% de AI203 et 53 - 54 % de SiO2.Les cendres de charbon traitées selon l'invention sont beaucoup moins pures que cela et contiennent seulement 80 à 95% de (AI203 + Si02) si l'on défalque l'humidité et le carbone, et pas plus de 70% si l'on défalque seulement l'humidité. Dans la cendre de charbon, le carbone peut dépasser 10% et les impuretés cationiques peuvent atteindre 15%. Par conséquent, dans la mise en oeuvre de l'invention, il y aura, au besoin une décarbonisation et/ou une séparation magnétique, et un prétraitement à l'acide nitrique avant l'extraction. Inutile de dire que la cendre de charbon préférée pnur la mise en oeuvre du procédé serait une cendre (1) à faibles teneurs en carbone et en impuretés cationiques, et (2) facilement attaquée par l'acide nitrique en ce qui concerne le degré de solubilité de l'aluminium. La présente invention a pour objet un procédé de préparation d'une solution à forte teneur en aluminium à partir du résidu de la combustion d'un combustible solide carboné ayant une teneur en carbone de 2% ou moins en poids et une teneur en fer calculée sous forme de Fe203 de 4% en poids ou moins, qui comprend (a) le prétraitement dudit résidu à l'acide nitrique à une température inférieure à celle de la phase d'extraction qui suit et la séparation de la solution nitrique du résidu, puis (b) l'extraction de l'aluminium du résidu traité avec de l'acide nitrique à environ 30 å 65% en poids à environ 100 à 2250C, la quantité d'acide nitrique employée pour le prétraitement et pour l'extraction étant en excès par rapport aux cations effectivement dissous dans chacune de ces opérations. Selon l'invention, le procédé d'obtention d'une solution nitrique contenant une proportion importante d'aluminium et quelques impuretés comprend certaines ou la totalité des trois opérations préliminaires successives de purification suivantes suivies de l'opération d'extraction de l'aluminium. Des trois opérations de purification, seule l'opération de "lavage" ou de "prétraitement" avant l'extraction est indispensable à l'invention. La première opération de purification est l'élimination (si elle est nécessaire) du carbone de la cendre de charbon par chauffage de celle-ci en présence d'air, à une température et pendant une durée suffisantes pour abaisser la teneur en carbone et autres matières carbonées à une faible valeur. Sans cela, on gaspille de l'acide nitrique au cours des phases de traitement ultérieures. Le carbone en question est celui qui reste dans la cendre de charbon après ia combustion, et il est préférable qu'il soit inférieur à 2%, sans quoi une décarbonisation est souhaitable La proportion exacte de carbone tolérable dépend entre autres du prix de l'acide nitrique.Le carbone le décompose, par exemple suivant la réaction 3 C + 4 HN03 4 mo + 3 G02 + 2 H20 La deuxième opération de purification est l'élimination, si elle est nécessaire, d'une partie importante des constituants ferreux de la cendre par séparation magnétique. L'alumine finale doit avoir un faible rapport Fe/Al, et cela est obtenu en partie par une surveillance attentive des opérations de traitement de la solution de nitrate d'aluminium. Ce traitement est plus facile si le rapport Fe/Al de la solution de nitrate d'aluminium est luimême aussi bas que possible. L'opération de séparation magnétique contribue à abaisser ce rapport en éliminant autant de fer qu'il est possible économiquement dans cette opération de purification. Une réduction typique est une réduction au quart du fer initialement présent, par exemple de 6% de Fe203 à 1 - 0,5 au prix du rejet d'environ 10 à 30% d'une fraction à forte teneur en fer de la cendre. il est préférable de réaliser la séparation magnétique à l'état de suspension aqueuse, mais on peut aussi la faire à sec si cela s'avère plus pratique. On peut, si l'élimination du carbone et celle des constituants ferreux sont toutes les deux nécessaires avant le "lavage" ou "prétraitement", les faire dans l'ordre qu'on veut. Il est cependant -préférable de faire d'abord 11 élimination du carbone et ensuite celle des constituants ferreux. La troisième opération de purification ("lavage" ou "pré-traitement") consiste à traiter la cendre de charbon (après décarbonisation et séparation magnétique éventuelles) avec de l'acide nitrique qui peut être moins concentré que l'acide nitrique utilisé pour 11 extraction de l'aluminium, et est aussi moins chaud que lui. Cette troisième opération de purification a pour but d'éliminer de la cendre de charbon par dissolution la plus grande partie possible des impuretés telles que calcium, magnésium, sodium, potassium, titane, etc., et, en particulier, la plus grande partie possible du fer restant après la séparation magnétique. Si ces impuretés ne sont pas séparées à ce stade, elles se retrouveront dans la solution de nitrate d'aluminium qui constitue le produit final de l'invention.On choisit la concentration et la température de l'acide et la durée de la troisième opération de purification de façon à avoir une dissolution optimale des impuretés et une dissolution minimale d'aluminium. Ia concentration, la température et la durée optimales varient quelque peu d'une cendre à l'autre, en particulier suivant la température atteinte par la cendre lors de la combustion du charbon. On utilise pour ce prétraitement une quantité d'acide nitrique supérieure à la quantité nécessaire pour dissoudre la proportion désirée de cations. La quantité d'acide nitrique utilisée est d'environ 100 à 300% de la quantité nécessaire pour dissoudre tout le Al203 présent dans le résidu de combustion. En pratique, le prétraitement dissout seulement environ 10 des cations présents dans le résidu, et ces cations représentent seulement environ 40% du poids du résidu total. Par conséquent, l'excès exact d'acide nitrique employé est de l'ordre de 4 à 8 fois la quantité de solution d'acide nitrique nécessaire pour dissoudre les cations effectivement éliminés du résidu lors de ce prétraitement. Ia solution nitrique d'impuretés est éliminée par exemple par dépôt et filtration avant d'être utilisée comme sous-produit, par exemple comme constituant d'engrais azotés ou pour la récupération de l'acide nitrique par l'action de la chaleur. Vient maintenant l'extraction de l'aluminium. Cette opération consiste à traiter la cendre de charbon purifiée comme indiqué précédemment avec de l'acide nitrique à 30-65fo et de préférence à 55-62$ pour réduire au minimum les frais d'évaporation à un stade ultérieur. De nouveau, le choix de la concentration de l'acide, de la température et de la durée d'extraction dépend de la nature de la cendre et en particulier de sa température de formation.Pour prendre un exemple, la cendre volante est produite å environ 11000C et avec elle, l'extraction est relativement difficile, donc nécessite une température dlbxtraction plus élevée, etc. ; en revanche, la cendre produite par une combustion en lit fluidifié se forme vers 9000C et avec elle, l'extraction est beaucoup plus facile. L'extraction de l'aluminium de la cendre volante se fait le mieux entre 150 et 2250C et de préférence entre 160 et 2000C ; le traitement se fait sous pression. En cas d'extrE.ction discontinue, on choisit normalement la durée d'extraction qui permet- le passage en solution d'au moins la moitié de l'aluminium présent dans la cendre volante purifiée ; la durée type est de 3 heures. L'extraction de 11 aluminium de la cendre de lit fluidifié se fait le mieux entre 100 et 13000 et de préférence entre 105 et 122cC ; ce dernier intervalle correspond aux points d'ébnllition à la pression atmosphérique de acide nitrique à 30-65%. On peut aussi faire une extraction étagée à contre-courant afin de réduire au minimum la consommation d'acide nitrique par tonne d'aluminium extrait. On utilise pour l'extraction un excès d'acide nitrique, égal de préférence à 3-6 fois la quantité nécessaire pour dissoudre les cations aluminium du résidu. La quantité d'aluminium extraite dépend de considérations pratiques, qui sont les quantités d'aluminium économiquement acceptables dissoutes avec le temps et la température employée La solution résultant de l'extraction est séparée par exemple par dépôt et filtration. Elle est ensuite traitée par des procédés connus pour la production d'une alumine de haute pureté, par exemple par recristallisation de Al(NO)3. 9 H20 suivie d'une décomposition thermique de ce nitrate, qui donne de l'alumine et libère la majeure partie de l'azote sous forme d'acide nitrique.La partie finale de l'azote doit être chassée sous forme d'oxydes d'azote, ces derniers étant aussi recyclés après retransformation en acide nitrique. La recristallisation du nitrate d'aluminium a pour but de séparer les petites quantités de fer, calcium et autres impuretés et de permettre la production d'une alumine ayant la pureté chimique désirée. Comme à l'ordinaire, les liqueurs nitriques souillées peuvent être utilisées pour la fabrication d'engrais azotés pour profiter de leur teneur en azote. La matière solide restant après l'extraction de l'aluminium contient relativement peu d'aluminium et d'impuretés et beaucoup de silice. On peut la rejeter ou l'utiliser pour la fabrication de produits réfractaires ou zéolithes, etc. Dans le procédé de l'invention, le rapport aluminium/ cations combinés est multiplié par 9 à 15 dans le cas de la cendre volante et par 2 à 5 dans celui de la cendre de lit fluidifié. Les cendres volantes choisies pour le procédé de l'invention contiennent de préférence 30 à 35 d'équivalent Al203, 2 à 8% d'équivalent Fe203, 45 à 55% de SiO2 et 8 à 12% d'autres impuretés, le reste étant du carbone et de l'eau. Ces "autres impuretés" sont généralement du calcium, du magnésium, du potassium, du sodium et du titane. Dans la solution finale provenant de la cendre volante, le rapport Fe203/AI203 est environ 10 fois plus petit que dans la cendre tandis que la teneur en autres impuretés ou impuretés restantes est 10 à 15 fois plus petite. le système de combustion en lit fluidifié est très prisé pour les charbons et les résidus de houillère à taux de cendres relativement élevé. On a constaté que la combustion en lit fluidifié donnait, en comparaison de la combustion des combustibles pulvérisés, des cendres contenant une forte proportion d'illumine et relativement peu de fer. L'amélioration du rapport alumine/fer et autres impuretés obtenue dans le cas de la cendre volante nta pas été obtenue dans celui de la cendre de lit fluidifié pour deux raisons principales (a) l'aluminium contenu dans la cendre de lit fluidifié se dissout relativement vite, de sorte que le haut degré de séparation du fer et des impuretés atteint dans le cas de la cendre volante n'a pas pu être ateint dans celui de la cendre de lit fluidifié, et (b) les impuretés de la cendre de lit fluidifié sont ordinairement moins abondantes au départ, de sorte que les possibilités d'amélioration sont moindres. On a trouvé que dans le cas de la cendre de lit fluidifié, l'amélioatnon du rapport Al2O3/Fe203 était d'environ 2 et l'amélioration relative aux "autres" impuretés d'environ 5. La cendre de charbon est un produit qui est obtenu dans les centrales à charbon et les installations analogues. Ia forme la plus courante de cendre de charbon est la cendre volante, qui est le résidu solide de la combustion du charbon pulvérisé. Une autre forme de cendre de charbon est le résidu solide de la combustion d'un charbon plus gros dans un appareil à lit fluidifié : la cendre produite dans ce cas a souvent été portée à des températu res un peu inférieures à celles auxquelles a été potée la cendre volante, et dans notre procédé, le traitement de ce type de cendre est un peu différent du traitement déjà indiqué.Le procédé de combustion en lit fluidifié n'en est actuellement qutà ses débuts, mais donne d'excellentes espérances du fait qu'il admet les charbons de très basse qualité et même les déchets de houillère, dont le taux de cendres est très supérieur à la teneur en matière combustible. Les constituants principaux de la cendre volante sont l'alumine et la silice, qui se présentent sous forme de combinai sons telles que mullite (3AI203 . 2 SiO2) et matières vitreuses. Les impuretés sont présentes en plus faible quantité que les constituants principaux, et les oxydes de fer et le carbone sont deux des principales. A titre d'exemple, le tableau I donne la composition d'une cendre volante sud-africaine à très forte teneur en carbone (provenant d'une-ancienne centrale). Cette cendre a été séchée à 1300C. Tableau 1 A1203 27,8 SiO2 38,7 Fie203 5,0 Carbone 16,0 Autre perte au feu 6,2 Constituants secondaires 6,3 CaO (1,6) MgO (1,8) K20 (1,8) Na20 (0,6) TiO2 (0,5) 100,0 (Les teneurs en constituants secondaires sont des estimations). A la lumière de ce qui a été dit précédemment, il est clair que cette cendre particulière a une teneur en carbone beaucoup trop forte pour pouvoir être traitée sans décarbonisation. Le chauffage de décarbonisation peut se faire par exemple dans un appareil à lit fluidifié ou dans un autre appareil de calcination. Certaines cendres de charbon contiennent suffisamment de matière carbonée pour fournir elles-mêmes la chaleur nécessaire à cette opération. Si la teneur en carbone est trop faible pour fournir la chaleur nécessaire, la décarbonisation sera très souvent inutile. A titre d'exemple, la cendre volante sud-africaine précitée a, après calcination à 9500C, la composition indiquée dans le tableau 2. Tableau 2 Au203 35,7 SiO2 49,8 Fe203 6,4 Constituants secondaires 8,1 100,0 Une cendre de lit fluidifié à forte teneur en alumine a la composition indiquée dans la colonne 1 du tableau 3. Tableau 3 1 2 3 Al2O3 38,2 31,6 36,0 SiO2 48,6 58,Q 53,9 Fe2 3 2,4 2r9 1,7 CaO TiO2 0,5 1,8 Na20 02 0,3 0,2 K2O 1,9 2,2 Carbone 6r6 3 3 04 3 0,4 Humidité 1,0 ) Cette cendre provient des cyclones intercepteurs qui suivent la combustion et a une teneur en carbone exagérément élevée. Pour la majeure partie des expériences, on a donc utilisé une cendre qui avait la composition indiquée dans la colonne 2 et provenait du lit lui-m8me plutôt que des cyclones.Après un certain tamisage'et un traitement magnétique destiné à abaisser sa teneur en Fe203, cette cendre avait la composition indiquée dans la colonne 3 et a été utilisée pour une grande partie des expériences. L'extraction de l'alumine de la cendre de charbon peut se faire soit en discontinu, soit à contre-courant. Le procédé selon l'invention peut utiliser les deux méthodes et des exemples des deux sont donnés plus loin. L'emploi dans le procédé de cendre de lit fluidifié apporte en comparaison de l'emploi de cendre volante un avantage considérable, qui est que l'alumine est extraite relativement facilement à la pression atmosphérique par l'acide nitrique au point d'ébullition ou même au-dessous. Mais un inconvénient important accompagne cet avantage : c'est que l'alumine se dissout si facilement qu' une purification dépendant des solubilités relatives de Fe2O3 et Al2O3 dans le lavage à l'acide nitrique utilisé dans le cas de la cendre volante est difficile à réaliser.Le lavage dans le cas de la cendre de lit fluidifié aura donc surtout pour effet de réduire les teneurs en impuretés telles que calcium, magnésium, sodium et améliorera très peu le rapport Fe203/AI203. En revanche, il permet d'abaisser considérablement le rapport Fe203/AI2 03 de la cendre de combustible pulvérisé. Exemple 1. 100 parties de cendre volante sèche (A dans le tableau 4 ci-dessous) ont été soumises à une opération de séparation magnétique très simple. 11 parties de cendre ont été éliminées en raison de leur forte teneur en fer et il est resté 89 parties de matière B. Cette cendre ayant une faible teneur en carbone, il nta pas été nécessaire de faire une décarbonisation. Pour l'opération de purification à l'acide nitrique, la matière B a été soumise à une extraction en discontinu avec du HN03 à 35% au point d'ébullition 1100C. Pour le traitement de chaque charge, on a utilisé 9,5 litres d'acide liquide par kilogramme de matière B. Dans ce traitement, la perte de poids de la matière solide a été de 12,6% et l'on a obtenu 78 parties de résidu C (produit sec). Ce dernier a alors été soumis à l'opération d'extraction de l'aluminium avec du HNO3 à 61%. On a de nouveau utilisé une extraction discontinue avec les conditions suivantes pour chaque charge : température d'extraction 2300C, durée 2 heures, 20 litres d'acide par kilogramme de matière C. Be résidu solide a été séparé de l'acide par filtration ; la pesée a révélé une perte de poids de 28,20 et l'on a obtenu 56 parties de matière D. La solution de nitrate d'aluminium dans l'acide nitrique n'a pas été soumise dans ce cas à une purification supplémentaire mais a été simplement évaporée jusqu'à siccité et calcinée à 10000C, après quoi on a fait une analyse pour déterminer les quantités d'aluminium et d'impuretés dissoutes par le traitement. La matière calcinée représentait 18 parties en poids de la cendre initiale et son diagramme de diffraction des rayons X a montré qutil s'agissait d'alumine alpha. La composition de la matière calcinée est donnée en E. Bes quatre parties restantes de carbone non justifiées correspondent à l'oxydation du carbone au stade de l'extraction de l'aluminium. Tableau 4 A B C D E Al2O3 31,7 30,9 27,6 10,6 95,6 SiO2 50,9 53,3 61,7 83r3 0,6 CaO 5,9 5,9 1,5 2,4 1,3 MgO 2q0 2,2 0,6 0,6 0,6 Fe203 6,1 3,2 2,4 1,3 ' 1,8 TiO2 1,0 0,9 1,4 0 > 7 0,2 Na2O/K2O 0,6 Autres imp. 2,2 3,l 4.6 Néant Néant 100,4 99,7 99,8 98,9 100,1 Exemple 2. 100 parties de cendre volante sèche (t dans le tableau ci-dessous) ont été soumisses à une opération de séparation magnétique à l'échelle industrielle qui a éliminé 29 parties de B et laissé 71 parties de C.Ces dernières ont été soumises à la purification à l'acide nitrique en discontinu avec du HNO, à 35%. Chaque charge a été traitée 2 heures à 110 C (point d'ébullition). On a utilisé pour chaque charge 3 litres environ de liqueur nitrique par kilogramme de cendre. Dans cette opération, la perte de poids de la matière solide a été de 9,5% et l'on a obtenu 64 parties de résidu sec D. Le filtrat, après séchage et calcination, avait la composition E ; on notera l'excellente élimination des impuretés. La matière solide B a alors été soumise l'opération d'extraction de ltalllminium en discontinu avec du HN03 à 61%, à raison de 3 litres de liqueur acide par kilogramme de matière solide de chaque charge. La durée d'extraction de chaque charge était de 4 heures et la température de 1650C. La matière solide F (53 parties) séparée de la liqueur acide avait la composition indiquée dans le tableau ci-dessous. Le filtrat, sans être purifié davantage, a été évaporé jusqu'à siccité et calciné à 10000C, donnant 8 parties de matière solide G.L'étude par diffraction des A B C D E F G A1203 24,6 21,6 25,8 26,0 38r9 17,6 94,5 SiO2 55,7 47,8 58,9 6r7 074 76,3 0,2 CaO 4,4 4,9 4,2 0,5 41,4 0,9 1,3 MgO 1,4 1,7 1,3 0p4 115 0,5 0,6 Fe203 7,3 21,0 1,6 1,3 6,3 1,1 2,6 TiO2 n.d. n.d. n.d. 1,7 1,2 1,7 0,l Autres imp. 3,6 1,3 4,6 5,3 néant 1,6 néant 97,6 98,3 96,4 99,9 99X7 9977 99,3 Exemple 3. La cendre de lit fluidifié utilisée dans cet exemple était la fraction 400/700 m provenant du lit lui-même. Cette fraction représentait 40% de la cendre totale du lit.Sa composition est donnée dans la colonne 2 du tableau 3. N.B. 98% de la cendre totale du lit avait la composition : Altos = 30,6% # 1%, Fe2O3 = 3,1% + 0,2%o et autres impuretés 0,4 - 0,6 %. Les 2% de matière 0-200 m contenaient 2,2% d'autres impuretés. Après séparation magnétique dans un champ de 7000 gauss dans un séparateur à disque, le résidu à faible teneur en fer avait la composition indiquée dans la colonne 3 du tableau 3, et cette matière a été utilisée pour le traitement à l'acide. Vu sa faible teneur en carbone, il n'a pas été nécessaire de la soumettre à une dé carbonisation. La cendre a d'abord été soumise à un lavage comme l'indique la figure unique. Pour ce lavage, d'une durée de 3 heures, on a utilisé du lINO. à 61 à 70 C. On voit que s'il y a eu une dissolution importante de calcium, il y a eu aussi une dissolution importante d'alumine, et pas d'amélioration du rapport Fe O /Â1 O du résidu 23 23 solide. Une série de phases d'extraction au point d'ébullition ont ensuite été effectuées avec du HN03 à 61* à 1200C, la première extraction de chaque phase étant effectuée avec une combinaison des liquides provenant de la deuxième extraction et du produit de lavage provenant de la phase précédentes et la solution résultant de cette extraction contenant le produit aluminium.Cette solution contenait généralement 88 à 95% de Al203 et un peu de fer et d'autres impuretés. Cette solution convient à la suite de la transformation en alumine par des techniques connues telles que cristallisation et échange d lions pour la réduction de la teneur en fer, hydrolyse par la chaleur donnant de l'acide nitrique destiné à être recyclé et calcination fournissant de l'alumine pure. On notera que dans la deuxième phase d'extraction, le taux de récupération de Al2O3 dans la solution constituant le 1.83 x 100 produit est de 0,61 + 6,12 = 27 %. On peut au besoin obtenir des taux de récupération plus élevés par des modifications de la température, de la durée d'extraction et de la concentration de l'acide, mais certaines de ces modifications ont des inconvénients évidents.Etant donné que la cendre de charbon est un déchet, on a jusqu'ici préféré réduire au minimum les problèmes d'exploitation au prix du rejet de la moitié aux trois quarts de l'aluminium initialement présent dans la cendre. Dans cet essai, donc, une solution produit type, chinée en vue de son analyse, contenait 90% de Al2O3 , 4,6 de Fe2O3 et 5% d'autres constituants, principalement du E20- Des opérations de séparation liquide-solide meilleures que celles pratiquées dans le présent exemple permettent de réduire un peu ces 5%. On notera qu'en l'absence du prétraitement à l'acide nitrique, la solution constituant le produit aurait été beaucoup moins pure que celle obtenue Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à celui de ses modes d'application, non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties, ayant été plus particulièrement envisagés elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. REVENDICATIONS 1. Procédé de préparation d'une solution à forte teneur en aluminium à partir du résidu de la combustion d'un combustible solide carboné ayant une teneur en carbone de 2% ou moins en poids et une teneur en fer calculée sous forme de Fe2O3 de 4 ou moins en poids, caractérisé par le fait qu'il comprend (a) le prétraitement dudit résidu à l'acide nitrique à une température inférieure à celle de la phase d'extraction qui suit et la séparation de la solution nitrique du résidu, puis (b) l'extraction de l'aluminium du résidu traité avec de l'acide nitrique à environ 30 à 65% en poids à environ 100 à 2250C, l'acide nitrique employé pour le prétraitement et pour l'extraction étant en excès par rapport aux cations effectivement dissous dans chacune de ces opérations. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le résidu est une cendre produite par une combustion en lit fluidifié, que le prétraitement à l'acide nitrique est effectué à environ 40 à 900C avec de l'acide nitrique à 30 à 65% et dure environ 1 à 5 heures et que l'extraction est effectuée à environ 100 à 1300C. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le résidu est chauffé en présence d'air en vue de l'abaissement de sa teneur en carbone à 2 ou moins avant le prétraitement. 4. Procédé selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le résidu est soumis à une opération de séparation magnétique destinée à abaisser sa teneur en fer calculée sous forme de Fe2O3 à 2% ou moins avant le prétraitement. 5. Procédé selon la revendication 3, caractérisé par le fait qu'après le chauffage, le résidu est soumis à une opération de séparation magnétique destinée à abaisser sa teneur en fer calculée sous forme de Fe20) à 2 ou moins avant le prétraitement. 6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le résidu est une cendre produite par la combustion de charbon pulvérisé, que le prétraitement à l'acide nitrique est effectué à environ 100 à 1200C avec de l'acide nitrique à environ 30 à 65 et dure environ l~à5 heures, et que l'extraction est effectuée à environ 150 à 2250C. 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé par le fait que le résidu est chauffé en présence d'air en vue de l'abaissement de sa teneur en carbone à 2% ou moins avant le prétraitement. 8. Procédé selon la revendication 6, caractérisé par le fait que le résidu est soumis à une séparation magnétique destinée à abaisser sa teneur en fer calculée sous forme de Fie 203 à 2 ou moins avant le prétraitement. 9. Procédé selon la revendication 7, caractérisé par le fait qu'après le chauffage, le résidu est soumis à une séparation magnétique destinée à abaisser sa teneur en fer calculée sous forme de Fie203 à 2% ou moins avant le prétraitement. 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'excès d'acide nitrique employé dans le prétraitement est d'environ 4 à 8 fois la quantité nécessaire à la dissolution du carbone effectivement éliminé du résidu lors de ce prétraitement. 11. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que ltexcès d'acide nitrique employé dans l'opération d'extraction est de 3 à 6 fois la quantité nécessaire à la dissolution des cations aluminium extraits du résidu lors de cette opération.