Verslag behorende bij het processchema: Aluinaarde

.

"

.

"

'adres:

labpratQrium YO'

or

Çhemische

Te'cbnoÎog,

i~

'~

.,.

..

:: . j;:;;A v,. , ~

Verslag behorende ,bij het proces$chem,a'

van A SCIrOTSMA onderwerp: A. L.

n

I N, A, A. R 11 E. .\

.

'

.~---_ ....

_---

--._-_ .... -'~. \. "

..

'.,

'.

" .". -,

.'

0.: 1-"

.'

.:

..

OPDRACHT: Een inzicht te verkrijgen in de verschillende moqelijkheden om te komen

van het onzuivere aluminiumerts (bauxiet) tot het gezuiverde

aluminium-oxide (AI?03~ aluinaarde) alsmede te komen tot een voorontwerp van een

fa b r ie k, d i À een der 9

0.1

~ j k e z

U

J:.c.'. v.;;...;;.e.:;.r~i..:..n;..;9l-.,;u~l:;..' t.:.,v.:...:;.o.:;.e.:;r...:;.t...:;.o:..--____________ _

INLEIDING: Het ruwe aluminiumerts (bauxiet) IJJOrdt in vele delen van de wereld gevonden.

De samenstelling, zowel wat verontreinigingen als wat de Aluminiumverbindingen

betreft, is van vindplaats tot vindplaats verschillendo

Dit heeft tot gevolg, dat aluinaardefabrieken in verschillende plaatsen

op de wereld onder geheel andere procesomstandigheden werken.

Als voornaamste kenmerken van het erts kunnen gelden:

a) Samenstelling Al-verbindingen. {i

JG-)

C')

!.~!.Î

Voornaamste verbindingen met hun kenmerken:

Formule Kri

sUll-stelsel Dichtheid Bijzonderheden Ontsluitings-_rendement

---_.---,---~--- ,.::~-- --monoklien 2,42 onstabiel 98% (hydrargilli t) rhombisch 3,01 stabiel 90% (böhmit) rhombisch 3, L~4 stabiel 10% (diaspoor ) trigonaal 3,98 stabiel (korund)

Het hydrargillit is de kristalvorm met de laagste stabiliteit. Het gaat

reeds bij 1200C langzaam over in het meerstabiele b6hmit, dat op zijn

beurt bij temperaturen hoger dan 4000C overgRat in korund.

Het hydrargillit is de gemakkelijkst te ontsluiten vorm$ Fabrieken,

die dit erts gebruiken, werken dan ook onder aanmerkelijk economischer

bedrijfscondities (lagere druk en temperatuur, hoger rendoment).

Toch wordt het erts in eerste bewerking gecalcineerd bij + 400°C

ondanks de gedeeltelijke overgang naar bBhmit, daar door dit

calcineren de kristalstructuur verbroken wordt en de ontsluiting

beter gGlu~t. Bovendien blijkt door dit verhitten een beter af te

b)

r

2.

scheiden silicaat-neerslag te ontstaan. Te hoge verhitting geeft korund,

dat zeer slecht te ontsluiten is. Diaspoor wordt door zijn moeilijke ontsluiting niet gebruikt.

Jonge ertsen (tropische) bevatten veel hydrargillit, oudere ertsen ( Europese) daarentegen veel bähmit. Zie ook tabel I.

Verontreinigingen. I_;'~] 1"2..; '~! '~-I

' \ . . . ' " I. I L';I

Verontreinigingen, die men aantreft in de ruwe ertssoorten zijn:

5i0_{2 ' Fe 203 ' Ti02 ' CaO , Cr203 ' V}iOs ' _{Mn0 2} ' P20S ' ZnOo

Weer geldt, dat de hoeveelheid verontreinigingen van plaats tot plaats

verschilt.

In het algemeen kan men stellen, dat, wil een zuivering economisch kunnen concurreren, de volgende percentages aangehouden moeten worden:

'

..

Alle andere verontreinigingen mogen niet in een hoger

%

voorkomen dan

1

%

.

De ertsen in Griekenland en achter het IJzeren Gordijn bevatten aanzienlijk meer Fe₂0

3 (

>

30%). Daar wordt dientengevolge het A1203 wel gewonnen met als belangrijk bijproduct ijzer of cement.

De winning geschiedt dan door reductie van het Fe

203, waarbij de slakken zeer rijk aan aluminiumoxide zijn. De slakken worden dan uitgetrokken met soda, waardoor het aluminium als aluminaat in oplossing gaat.

Ook wordt het ruwe erts daar eerst gecalcineerd met calciumcarbonaat,

waardoor het onoplosbare dicalciumsilicaat ontstaat, waaruit het

waardevol-le cement wordt verkregen. Zodoende wordt dan toch de A1

203 productie

economisch verantwoord. Bij grotere hoeveelheden 5i0

2 ontstaat veel verlies aan alkali en

~luminium door vorming onoplosbare natrium-aluminium-silicaten: 3Na

20.3A120306Si02•

Het titaan slaat neer als: Ti0

2 of als Ti(OH)4 en is dus een potentieel loogverbruikero

r

Tezamen vormen de verontreinigingen lliel de "rode aarde", een

waardeloos bijproduct, dat teruggevoerd wordt naar de afgravingen

of als afvolhoop bij de fabriek wordt gedeponeerd.

Tabel I. geeft de samenstellingen van enkele ertsen.

Het gezuiverde erts mag, wil het te gehruiken zijn voor de bereiding van

aluminium door electrolyse, van de volgende verontreinigingen niet meer

bevatten dan: 5i0

2

<

0,02% Fe203

<

0,02% Ti02

<.

0,005% Rest.:

<

0,01%.

Door electrolyse wordt het A1 3+ gereduceerd tot Al, maar minder

electro-positieve metaalionen, zoals Fe3+, Ti4+ etc., worden eerder gereduceerd en

zullen dus ook in het Al-metaal als verontreiniging aanwezig zijno

iJ]

J?

J ',:;

+

De totale wereldproductie zuiver A1

203 bedraagt op het ogenblik

12 millioen ton per jaar, waarvan in de V.S. 50%, Canada 15%, Frankrijk,

Japan, West-Duitsland, Groot-Britanni~ ieder 5%, U.S.S.R. 10%.

Fabrieken hebben een productie variërend van 50.000 ton per jaar tot

één millioen ton per Jaaro Wil een fabriek hedentendage nog economisch

werken, dan is een minimum-productie van ± 250.000 ton per Jaar noodzakelijk.

(De Billiton-Maatschappij heeft een aluinaardefabriek in Australi~ in

,.

4.

KORTE BESCHFlI.:;"U!ING van de bereiding van zuivere aluinaarde volgens het Bayer-proces.

Het Bayer-proces, dat reeds in ± 1890 is uitgevonden, berust op het principe,

dat Al-verbindingen in sterke loog oplosbaar zijn tot aluminaat, terwijl de

voornaamste verontreinigingen in de erts (silicaten en ijzerverbindingen)

hierbij neergeslagen blijven, zodat deze afgefiltreerd kunnen worden.

De holdere aluminaatoplossing wordt daarna verdund en afgekoeld, waardoor

de oplossing minder basisch wordt, zodat een oververzadigde oplossing van

Al(0~1)3 ontstaat, waaruit dit laatste zuiver neer zal slaano Door verhitting

wordt uiteindelijk uit Al(OH)3 het water verdreven, zodat het zuivere A1

203

resteert.

Er doen zich twee knelpunten voor bij het 8ayer-proces en wel ten eerste

bij het oplossen van de alurniniumverbindingen tot aluminaat en ten tweede

bij het uitkristalliseren van het Aluminiumhydroxyde.

Voor beiden blijkt een korte calcinering vóór het eigenlijke rroces(M2) gunstig

te zijn.

Bij het oplossen werkt dit calcineren gunstig, omdat de kristalroosters

waarschijnlijk enigszins zijn verbroken.

Bij het uitkristalliseren is de werking van het calcineren waarschijnlijk,

dat een gedeelte van de organische verbindingen onder luchttoetreding verbroken

wordt. Deze verbindingen worden nu opgenomen in de loog als colloïdale

oplossing en bevorderen zodoende waarschijnlijk het neerslaan van

aluminium-hydroxide. Het uitvlokken van het silicaat gebeurt om dezelfde reden sneller.

Men voegt ook wel als

~ulpcollored

stijfsel

toe.

~

J

De temperatuur bij dit v6órcalcineren is sterk afhankelijk van de bauxietsoort:

a) Men mag niet zo hoog en zo lang verhitten, dat de aluminiumverbindingen

overgaan in het nauwelijks meer op t& lossen korund.

b) Goed oplosbare Al-verbindingen b.v. hydrargillit, moeten slechts kort en bij

lage temperatuur verhit wordon, daar anders de over~ang naar het bBhmit

bevorderd wordt

c) Een gedeelte van het water moet verdampt worden ( tot plm. 10% gloeiverlies)

daar anders de gebruikte loogoplossing te sterk verdund wordt on men veel

~econcentreerder loog orlossing gebrlJikBn moet, hetwelk extra indampkosten

met zich mede brengt.

'. "

\ J

",

11

5.

Het oplossen van de Al-verbindingen in geconcentreerde loog berust op de volgende reacties: L,l]

Al(OH)3 + OH' ~ Al(OH)L,' - 250 kcal per kg. A1 203• A1

20303H20 + 20H I --? 2AI02 I + 4H20 - 155 kcal per kg. A1203•

Uit grafiek 11. ziet men duidelijk de oplosbaarheid van het aluminiumhydroxide in basische oplossing bij PH= 11, terwijl dan juist de verontreinigingen

nagenoeg nog onoplosbaar zijn. Slechts het silicaat geeft nog een redelijke oplosbaarheid bij dergelijke hoge PH -waarden.

De oplosbaarheid van het aluminiumoxid8 in loog neemt toe, naarmate het aantal grammen natriumoxide per liter groter iso Echter lost dan ook meer

': silicaat op. Bezien lIJe grafiek III a en b, dan blijkt dat de oplosbaarheid

f .... • tj

/. '- van het aluminiumoxide veel sterker toeneemt door de temperatuur te verhogen,

.}. terwijl dan juist het slilicaat 8en neerslag vormt van natrium-aluminium-, silicaat.

" .

/' Vandaar dat men bij relatief lage natriumoxide-concentratie probeert te werken en de voorkeur geeft aan hogere temperaturen.

, A

Tè lage natriumoxide-concentratie geeft al een neerslag van

aluminium-hydroxide bij verdunning.

De temperatuur- en concentratiewaarden zijn geheel afhankelijk van de

samenstelling van het gebruikte bauxiet: Een bauxietsoort, dat veel hydrargillit en weinig 5i0

2 bevat ( de jonge bauxiet soorten) wordt ontsloten bij lOOoe en 100 gram Na

20 per liter, een oude bauxietsoort( dat veel b5hmit bevat) wordt ontsloten bij lBO - 2500e met een Na

20-gehalte van

200 - 250 gram per liter. I;) /i'

De grote verschillen in gebruikte temperatuur en natriLImoxide-concentraties in de liter8tuur zijn dan ook toe te schrijven aan het verschil in gebruikte

bauxietsoorten en niet aan nieuwgevonden ontsluitingsmogelijkheden. Bij het ontsluiten wordt vaak enig kalk (CaO) toegevoegd, hetgeen als

voordeel heeft, dat nu hetsilica~t als ea5i0

3 neerslaat, waardoor een zuiverder eindproduct ontstaat en minder verlies aan aluminium optreodto

De voordelen van tIet hydrargillit zijn duidelijk: geen autoklaven nodig (temperatuur plm.

looDe),

geen ontspanners, lagere Ns

20-concentratie,

waardoor minder inqedampt bRhosft te worden.

Het minder goed oplosbaar zijn van de silicaten bij hogere temperaturen

heeft tot ~8volg, dat aan de verL3rmingsspiralen een sterke korstvorming

optreedt~ die v~n ti jd tot tijd verwijderd moet wordsn (oneumatisch of

door doorleidinq VAn VerdLJnde lnog van ~ lOOoe)o Vandaar dat men altijd

"

Na de autoklaven wordt verdund, waarbij hot Na-AI-silicoat(+eaSiO

J) volledig

neerslaat en door zwaartekrachtindikkers wordt verwijdord.[iLJ

De oplossing (gOoe) wordt hierna via een warmtewisselaar afgekoeld tot 500e.

Deze warmtewisselaars bestaan uit platen of buizen, lûaarbij de verdunde loog

en het waswater uit het kristallisatieproces de koude stroom zijn.

Doordat de temperatulJr zakt, zal aluminiumhydroxide op deze platen

uit-kristalliseren, waardoor verlaging van warmteuitwisselend oppervlak. Men

lost deze aanslag weer op door eenvoudig de stromen van buis te verwisselen,

zodat in de verdunde loog het neerqeslagen aluminiumhydroxide weer in

oplossing gaat.

Als tweede knolpunt hebben we te maken met het uitkristalliseren van het

aluminiuIT'hydroxide uit de verdunde en daarna afgekoelde loogo Door dit

afkoelen en verdunnen ontstaat een sterk oververzadigde oplossing v~n

A~OH)3. Echter blijft spontane kristallisatie achterwege. Men bevordert

kristallisatie door een entstof toe te voegen, waarvoor men gebruikt

reeds afgescheiden en gefiltreerd AI(OH)3. Toch duurt de volledige

afscheiding plm. 40 tot 60 uur, zodat zeer grote kristallisatieapparatuur

is vereist~

L-;;i

,ll[ ,

Men gebruikt als kristallisatieapparatuur een in serie geschakelde batterij

van zwaartekrachtindikkers, waarbij aan de eerste indikker de entstof wordt

toegevoegd. Te kleine deeltjes, die niet in de eerste indikker neerslaan,

worden naar de tweede indikker gevoerd, waar ze weer als kristallisatiekernen

dienst doen etc. Uit iedere indikker kan men op deze manier een neerslag van

aluminiumhydroxirle aftappen met een vrij regelmatige korrelgrootte.:I~

Onderzoekingen zijn gedaan om dit uitkristalliseren te versnellen. Reeds

gecalcineerd Al2D3 met sen bepaalde deeltjesgrootte zou een iets snellere

afscheiding teweegbrengen; echter is dit economisch niet haalbaar. -,,: ,-~:_ ' '.

De oenvoudigste en tot nu toe meest economische methode is het terugvoeren

van het afgofiltreerrle aluminiumhydroxide( 75%). Stijfsel als hulpcolloIed

aan de kristallisatoren toegevoegd bewerkstelligt een snellere afscheidingo

Na het uit~ristaliiseren wordt het aluminiumhydroxide qefiltreerd, gewassen en

qecalcineerd bij plm. 12000e, waardoor uiteindelijk het practisch zuivere A1

203 resteert.

Het calcineren g8beurt onder directe verhitting in een vlamoven, wa~rbij de

deeltjes door de ~aswerv8ling8n stoeds in beweging blijven en de

7.

Nadeel is de grote hoeveelheid A1

203-stof, dat in het afgas aanwezig is, zodat

dit in een cycloon afgescheiden moet worden. Het stof wordt weer terugqevoerd en sintert tot grotere deeltjes. Het gas wordt via Ben sproeitoren(verwijdering 502 tegen luchtverontreiniging) afgevoerdo

Het A1

203 zal een klein percentage 5i02 bevatten, omdat de oven van VlJUrvaste steen geboLlwd is. Na plm. anderhalf jaar moet de wand opnieuw bekleed worden. GJ

8.

BESCH~IJVING van het Bayer-Proces aan de hand van het Flow-sheet. 1) Erts

Ruwe bauxiet uit de mijn wordt enigszins op dezelfde grootte gebroken en

getransporteerd per rubbertransportband.

Eventueel, indien de fabriek niet dicht bij de mijn gebouwd is, enigszins

gedroogd, een enkele maal gewassen en per schip vervoerd. Lossen vanuit

het schip weer met transportband.

2) Opslag bij fnbriek

Een opslagplaats voor plm. 6 maanden is vaak noodzakelijk om rekening te

houden met de verschillende jaargetijden. Een dak alleen is voldoende,

men qebruikt dan het buitenste bauxiet als standmuur.

Aan het dak lopen transportbanden voor het vLJllen van de opslagplaats.

Onder de grond in afgedekte kanalen ligt een transportbandensysteem om

de opslagplaats te ledigen.

Geklonterde bauxiet kan men vervoeren door middel van krAnen met grijpers.

Dit systeem is arbeidsintensief.

Ook schrapers zijn mogelijk. De voordelen van het kanalensysteem zijn, dat

men verschillende bauxietsoorten kan mixen. In het winterseizoen kan men

bauxiet door explosies verkleinen.

3) Vóórma]:~ f'1l ).!..

I.,. _ .,

Met walsen, vooizien van getande ttrommels, wordt de bauxiet grof voorgemalen.

Harde bauxiet geeft geen moeilijkheden; wel natte: dit blijft kleven en

het verkleint daardoor de maalcapaciteito. IJzerdelen worden vantevoren

,"

verwijderd door sterke magneten. Andere metaaldelen worden opgespoord door

electrische zoekers, waarna de transportband automatisch tot stilstand komt.

De dimensies van deze breker moeten op de aanvoer: de afvoer

gaat n2ar een opslagplaats.

4) falE-~!!.ere~_(~l.~l

Eerst wordt bauxiet gebracht tot een bepaalde vochti~heid in droogtrommels

in tegenstroom of ~tage-ovens. Het verbruik van energie ligt bij beiden even

hoog. Het rendement van de ~tage-oven is hoger. De bouwkosten eveneens.

Een naUWkpLJri~e verhitting is noodzakelijk met het oog op: 1) h~t beter

uitkristallis8rBn van de Itrode 82rdelt _{door oroging bij hogere tomperatuur,}

waardoor ~8n zLJiverrler product ontstaat, 2) bij hogere temperaturen de

kristalstructlJren van de alurniniumverbindingen enigszins verbroksn worden,

-,""

-9.

oxyde, dat niet qemakkelijk meer oplost. Deze drie punten geven tezamen

een optimale droogtemperatuur, die bij het gebruik van een ~tage-oven

gemakkelijker ingesteld kan worden. De temperatuur van het calcineren li.gt

plm. bij 250 à 400°C. Gedroogd wordt tot 10% gloeiverlies. 0~ i

5) Fijnnl8len (r'~l

__

Het erts wordt onder toevoeging van loog met kogelmolens vermalen tot de

gewenste grootte. Een kleine hoeveelheid loog heeft als voordeel, dat de

hesparing op het malen ongeveer 40% is, terwijl een gedeelte van de bauxiet

"-reeds in oplossing gaat; men heeft minder last van stof. Bovendien verkrijgt

men transportbosparing: Nat is gemakkelijk met pompen te verplaatsen.

6) f'le~~!L

C

V.6

L

In de menger wordt geconcentreerde loog( 240 gram Na

20 per liter) uit de

indampgroop toegevoegd, aangevuld met verse, geconcontr. loog( 480 gram

Na

20 per liter), zodat men komt tot een zgn. caustische verhouding

( =

mol Na

20 per mol A1203) van 1,7; hierdoor wordt immers de hoeveelheid

A1

203, die oplost in ~~n liter bepaalt.

De verse loog dient ter aanvulling van het verlies als silicaat in de

"rode aarde". De eindconcentratie in de meriger wordt nauwkeurig gemeten

door soortelijke massabepaling.

7) Ontsluiting (R9)

Het mengsel wordt nu door membraampompen, afgesloten door kogels, in een

batterij autoklaven gepompt. In de eerste autoklaaf wordt voorgewarmd door

condenserende damp uit de laatste ontspanner etc. Met verse stoom wordl

naverhit tot de reactietemperatuur ( 700oC) bereikt is. Door deze continue

ontsluiting kan in totaal eBn verblijf tijd van 6~n uur bereikt worden.

In vergelijking met discontinue autok!aafontsluiting, opwarmtijd drie uur,

reactietijd 6~n uur, afkoel tijd drie uur, laden en lossen 66n uur, een

ruimtebesparing van plm. 50%.

B) Ontspannefl.iE) 10)

De oplossing wordt ge~xpand8erd, zodat de stoom ontwijkt. Met deze stoom

wordt de verse, nOf} te reaqeren oplossing, voorgeldarmd. Ook directe

verhitting is mogelijk, mOAr dit geeft 8en grotere vervuiling van de

warmtewisselaars. In de warmtewisselaars treedt door plaatselijke, sterkR

verhitting een knrstvorming van silicaatneerslag op, zodat altijd oen extra

batterij autoklélvE-m [1)US IdiwlIlteuJisselaClJ:'s aarilJfJzig moet zijn. Van tijd tot tijd kan dan ris kOl'st.vorlninq( :llleull1<:d:ié}ch) l'lClrden vE1rt'lijr:i8rd.

I I

I

10.

De druk in de Butoklaven en de ontspanners wordt geregeld door drukrR~ulatie.

Men gebruikt de warmte van de expanders zover voor het opwarmen van het vers te reageren mengsel totdat juist nog voldoende warmte aanwezig is om na

f'

verdunning een temperatuur te verkrijgen van 110°C. / t,>~ "h-'" t'f " ',':,.J - ' , ....

9) Verdunnen ( V ~

Het mengsel wordt uit de expanders door eigen druk in opslagtanks geperst en vArdund met water Dn/of met loo~, zodat de verhouding mol Na

20 per ~ mol A1

203 plm. 1,7 blijft. Deze verhouding is beslist noodzakelijk om to

voorkomen, dat aluminiumhydroxyde reeds bij de verdunning n88rslaato

I '. ~

~r ontstaat nu een suspensie van verontreiniging (calciumsilicaat, natriumalumin5.umsilicaat, ijzeroxyde etc.), die door indikken en filtreren wordt verwijderd.

10) Indikken en. ril t rererU.Y .... }:5l

Eerst wordt ingedikt in zwaartekrachtindikkers ( direct filtreren geeft snelle verstopping van filter door grote fijnheid van de neerslag). De heldere loogoplossing wordt eventueel nagefiltreerd en het neerslag

teruggevoerd naar meng er V60

Verhlijftijd in deze eerste groep indikkers is 24 uur. Een zeer langzame

stroming van vloeistof en vaste fase is noodzakelijk, daar anders door turbulentie bezinking achterwege blijfto Meestal gebruikt men vijf

kamerindikkers( enkele series parallel). Voor een jaarproductie van

100.000 ton zijn nodig twee series, waarbij iedere indikker een doorsnede

van 15 m. heeft bij een hoogte van 2 m.

Steeds wordt één indikker in reserve gehouden en uitgekookt rnet geconcen-treerde loog om aankoeking op te lossen. Voorkomen moet worden, dat korsten

loslaten van de wand: deze verstoppen de afvoer en beschadigen het roerwerk.

11) Uitwassen van de "rode ó,'n:de"(V 19)

Dit gebeurt in tel]enstrorning met l!18swater in een serie indikkers. Het bJaS-lJ./éltr.r wordt als verdunde loog \~eer gehruikt bij de verdunner ( V 14).

r,

I,. '

De kostprijs van het oxyde en die van het indampen van het waswater bopalen

hoevpoJ indikkers men in serie wil plaatsen. De kosten van de indikker is te

11.

, I

12) Nafiltreren van de "rodB aarde". (f121)

De "rode aarde" luordt onder druk (vacuüm) door zeer fijn8 Kelly-filtors

gefiltreerd. UitgeltlBSSen wordt met water( waswater naar verdunde loogoplossing),

filterlaaq wordt onder druk losgeblazen of afgeschraapt. Er ontstaat een residu,

dat 35 tot 40% H

20 en 0,3 tot 0,5% Na20 bevat. Benodigd filteropnervlak 50 m2 •

Ook een continu trommelfilter kan gebruikt luorden, geeft dezelfde uitkomsten

bij minder arbeidsloon. Het eerste filtraat, dat uit de filters komt, wordt

teruggevoerd naar de indikker

V

15 totdat het filtraat helder is.

13) Nafiltreren VRn de loo~o[?los2.~ ( r~ 16)

Dit geschiedt met behulp van Kelly-filters. De filterdoeken worden eerst mot

een laagje aluminiumhydroxid8 bedekt, waardoor de pori~n kleiner worden.

Na verloop van tijd worden de doeken gereinigd in geconcentreerde

loop-oplossing en de ontstane oplossing terugq8voerd in de merlQer V 6. Series

filterpersen zijn om en om in gebruik. Ook hier gaat het eerste filtraat terug

naar de geconcentreerde loogoplossing. De onderdruk bij 12 en 13 wordt

opgebracht door waterstraalpompeno

14) A fkoele~van_. de verdunq~ loogoptossing ( H 171

De loog wordt van 900 tot GOoe afgekoeld in tegenstroom met verdunde loog, die

daardoor van 500 tot 800e in temperatuur stijgt. Tecjenstroom door platen

uitwisselaars. [en eventueel aluminiumhydroxide neerslag op deze platen kan

verwijderd worden door de stromen te verwisselen, waardoor het aluminiumhyrlroxid8

weer oplost in de verdunde loog uit V 22. Tijdens het uitkristalliseren koelt

de loog nog verder af tot minimaal 500 door warmteuitwisseling met de omgeving.

Beneden deze temperatuur is kans op verontreinigingen van natriumvanadaat.

l5~ lJitkristalliser~_J!_ill

Na afkoeling luordt de loog geleid door e8n battr~rij indikkers ( 8 stuks),

entstof wordt toe~evoeqd in de vorm van reeds neergeslagen Al(01~)3 aan de

eerste indikker. Concentratie van de loog: 120 gram Na

20 per liter. In het

begin is de caustische verhouding 1,8. Geroerd wordt door inblazen van lucht,

zo sterk, dat de vaste stof niet ÇJé!at aanzetten. LJitkristallis8ertijd plm. 50 UUr

12 •

. ~6) Filtreren_Cr 2~.:n F2G).

Het uit de indikkers afgescheiden Al(OH)3 wordt over roterende trommelfilters

gefiltreerd (25 m2 per filter, 4 filters parallel). Van de vaste stof wordt

75% vermengd met heldere loogoplossing en teruggevoerd in V22 als entstof.

25% wordt vermengd met de loog afkomstig van het laatste filter, over dit

laatste filter gefiltreerd en uitgewassen met heet water, waardoor het natri

um-oxide gehalte daalt tot een waarde lager dan 0,02%. De vaste stof wordt daarna

naar de calcineeroven gevoerd. Het laatste filter heeft een benodigd oppervlak

2

van 25 m • Het was'.:.later van dit laatste filter worrit gebruikt 010 de "rode aarde"

uit te wassen.::~-:

17) Calciner8n.lM3Q)~

In roterendeovens wordt in tegenstroom met hete lucht verhit tot 12000C.

Als warmtebron gebruikt men aardgas of aardolie of poederkool. De ovens

hebben een doorsnede van plm. 3 mtr. en zijn ongeveer 40 mtr. lang. Oe ovens

zijn bedokt met steen, luaardoor enigszins Si0

2 verontreiniging ontstaat.

Na circa 20 maanden moet de stenen wand vernieuwd worden.

Warmteuitwisseling vindt plaats tussen in- en uitkomende stroom.

In silo's van 20.000 ton met schotten, waardoor lucht geblazen kan worden

om bruggen te verbreken, wordt het A1

203 opgeslagen.

--13. REACTIEVERGELIJKINGEN. a) arIossen in loog: i

+

I A1 203.3H20 + 20H'--';)2P,102' +4H20 155 kcal./k _g. Al _7.

°

_{3 •} + OH' ~ Al(OH)4' b) neerslaan Al(OH)3: 2AI0 2' + 4H2 0 ~ A1203• 3H20 +

c) calcineren van Al(DH)3:

2Al(OH)3 ~ A1₂0

3 + d) verlies aan A1

203 en Na20:

1) in verbinding met 5i0 2: 6Na+ + 6AI0

2' + 55i02 +

2) met andere metaalionen: 2+ Fe + 20H' ~ Fe(OH)2 Fe 3+ _{+ 30H' --) Fe(OH)3} 3) mp.t organische producten: 250 kcal.l_k g. 20H' + _{155 kcallk A}

°

g. . 1₂ 3· ,_ I 7H 20 -7 3A1203• 3Na20.5 SirJ2 o7H20 ! ' _',.. !I I., . Na + _{+ OH' + 01'9.---) Na-zouten.} 4) met e0 2: CO 2 + 20H'---7 e03 2 , DER EI<F:rH NG EN.

(1.!IorrJt bij de inrIamper eventufJp.l als soda afg8scheiden en verhit waardoor CO

2 uitgedreven wordt.).

a) oploswarmte bij de autoklaven op bnsis 100.000 ton A120~ per jaar: massastroom A1

203 6,62 kg per 88C. , waarvan 3,14 als aluminaat aenwezig. Te reageren 3,48 kg per sec: 3,48X 155= 540 kcal per sec.

b) calcineren van Al(OH)":

J

massastroom 3,48 kg A1

203 per sec, verbruikt 3,t~8 X 430:: 1500 kcal per sec Voor opwarmen wordt de warmte gebruikt die vrij komt bij afkoeling

c) autoklao.f:

1) opwarmen:

14.

°

T=113 - 39 = 74 C

verbruikt 74 X 7.8,02 = 2000kcal per sec. 2) opwarmen m.b.v. stoom tot 200°C:

3) afkoelen:

nodig 87 X 20,02 =: 2460kcal por sec. reactie verbruikt 540

,

,

,

, ,

,

.

totaal 3000kcal per sec.

1 kg stoom 40 bar 250°C naar 3 bar 145°C levert 2800

-

2350 = 450 kJ per sec = llO kCéJl per SBC. nodig 28 kg stoom, er komt vrij na condensatie 23,3 kg zuiver stoom 4 bar 145°C.

tot T=126oC wordt de warmte gebruikt om de invoer te verwarmen, het restant is juist voldoende om met

o de verdunnende stromen een temperatuur van 110 e

te~v8rkrijg8n.

d) verdunde loog verwarmen (H 18)

e) indamper:

nodig: 40,90 28,5=1135 kcal per sec

1 kg stoom 4 bar 14SoC naar 1 bar 1000e levert: 2730 - 7.570 = 160 kJ per sec = 40 kcal per sec. nodig 28 kg stoomo

warmte verbruik par kg destillaat: ~w

••• nodig 105 kcal per kg destillaat. gevormed 30 kg destillaat

aanwezig was in de stroom 2900 kcal door stnom te leveren: 250 kcnl .

T -T

=

r

2 ~ I .r

max 0

Per kg stoom 4 bar 14SoC komen vrij: 40 kcal.

15.

f) reactor volume:

1) tankreactoren:

verblijf tijd 60 min, stroom 28.10-3 m3per

3

••• benodigd volume 100 m

volume 1 reactor 25 m 3

'\ ...... "

nodig 4 in serie geschakelde _.. autoklaven •

_.~.-~

2) buisreactor:

sec,

verblijf tijd 10 min, stroom 28.10-3 m3 per sec,

. 3

• • benodigd volume 16,8 m •

g) kristallisatie apparatuur:

-3

verblijf tijd 50 uur, stroom 65,53.10

.'. benodigd volume 12.000

volume 1 indikker 1500 m3

3

m •

nodig 8 in serie geschakelde indikkers.

3

Hoofdkristalvorm Oplosbaarheid in Na O-opl. 2 Pare. A1 203 Pere. Si0 2 Pere. Fe 203 Pere. Ti0 2 Pere. eRO Pere. I"lg0 Pere. r~a20 Pere. K 0 2 Pare. H 20 Europees böhmit matig 55 4 2,5 0,5 13 16. Tropisch Labradorit

hydrargillit labradorit

redelijk slecht

50 28 3 52 18 1,5 2,5 2,5 0,2 7,5 1 6 1 25 TABEL I

-Samflnstelling van enkele bauxiet soorten. CL

I

.[17

"Toon" kaolini t onoplosbaar 30 50 3 1 1 toto 2 14 Dié'lspoor diaspoor slecht

Het kaolinit wordt niet opgelost, maar vormt het onoplosbare 3Al

203.6Si02.3Na20.2NaOHo

17. 9 .-.. - . . 4 hO(OH) A/(OIl)J: 8 - ~. _I Ti/Olll - 1-!' ,t; I 7-- :

'1

-.--1.-

.

-~

51 - :

\

·

·---·f--"è:; I

I

i ~5 ___ L . __ ,_ ----; .

~

4 ..

_

1

_I ____

I_

S

:

O~

L

__

\

'

I

J . -\ .

I

--

j

'

~

-

~

--[

-l

Il

:

\

2 , \

i

.

.

-r

--l

1 .-~ ' : ___ 1 _1

.

----~~

!

o I ? J ' I S 6 7 8 9 K J I 1 GRAFIEK Ir

Oplosbaarheid van enkele bauxiet komponenten in oplossingen met

verschillende PH.

L

1.1:·

:

I

I

cC(J -'---t---1-.--+-.-=-"""-~---+---' I 0 i , I

I

I

/80--,- - ----: ---~---r----;-I---i

-!

I

I

1

I

I

J

1

/60

-l-

-

~

'

---:--l--t--

- t

I . : ! I · 11 O,ll : ' 'I I I /Wg _rrOl ï , I , L I I : ,,14lJ ~~---+ ---r --r---

---

-.

-

--r

<::::>"'"' I t I I j .

":<i" ' I ~ i, I /JOg N~ 'Oll

"" . . "2 J

1?0 - - ' - - .. ----1--

i

---

-

'---

'

--

-r-I

!

I

I

I

It;{)

°c_ /60 780 200

Oplosbaarheid v.:'n ülurnird_urnoxide in afhankelijkheid van de

tEmperAtuur en cone. Na

18. ?50r---~---~--.---__ . _______ _,__-1,!6 200 ---1--- --- --; 100 50 -1,37 1,51 I,H GRAFIEK lIIb

Oplosbaarheid van aluminiumoxide in afhankelijkheid van de

temperatuur en conc. Na

20. De cijfers bij de lijnen geven

de zgn. caustische verhouding aan. Duidelijk is de overgang

van hydrargillit naar b5hmit waar te

gram opgelD. t ~

/'1-""

" _SiO 2 I " I • I " I ' , , , _, , " GRAFIEK IV I I \ nemen • I. ! ei 7 ~ , " , '. tijd

Het uittrekken van de slakken in het slakken proces.

De grafiek is niet op schaal getekend, teneinde het eerste en tweede

l ... r

19.

OPMERKINGEN, hij het besproken Bayer proces. 1) Verbruiken per ton A1

203: 2,5 t bauxiet erts

2) Milieu verontreiniging:

0,1 t Na

20, als verlies in silicaat verbindi~gen

Dit wordt geleverd uit

NaCl-electro-lyse bedrijven. Daar C1

2 steods

belangrijker wordt, daalt dG NaOH

prijs strek.

Door geco loog (50%) te betrekken

hoeft niet zo ver ingedampt te wordeno

In omloop is steeds 28 t Na 20,

hetwelk hoge investeringskosten vergt.

1,5 t H

20, waarvan 0,1 t in de verse geco loog. In omloop is steeds 300 t.

0,7 t ruwe olie, om benodigd aantal cal. te

,( . "

~ :1, \ leveren: 1,5 mio kcal verwarming

'0,5 mio kcal roosting

8 t stoom {Io _{bar, 250 C.} 0

3,5 t stoom 4 bar, 1450C.

400 kwh electrische energie voor roerwerken, pompen etc. (lit. gegevens).

a) afgas bij calcineren: at) bevat 50

2, vooral bij gebruik aardolie.

In zeer geringe hoeveelheden bij gebruik

aardgas, dit is echter op de meeste plaatsen niet aanwezig. Transport ervan is t.e duur.

502 wordt verwijderd in sproei torens.

at ')bevat zeer veel stof (kleine A1

203) dsolt.jes.

Dit waardevolle stof wordt nauwkeurig

afge-scheiden in Ben cycloon en teruggevoerd in

de calcineeroven.

b) waswater: wordt in het verdere proces gebruikt

e) koelwater: veroorzaakt geen ernstige milieu v8rontreiniging d) rode aarde: hioruit wordt het Na

20 nauwkeurig teruggewonnen, daar de

huidige prijs van het Ns

20 dit lonend maakt. De rode aarde

zelf vormt erm probleem ûls oÇ1sJag: het wordt v<-lak

tsrugge-vocrd naar de afgrRving, of in zee gepompt. hst hHsft QGen

20.

ANDE8[ PROCESSEN.

Men kan de processen indelen en drie hoofdgroepon,t.w. :

a) processen waarbij de Al-verhindingen eerst opgelost worden, waarna de nevenbestAnddelen afgefiltreerd worden, waarna het Al(OH)3 neergeslagen wordt en zuiver afgefiltresrd kan worden.

b) processen waarbij zowel de Al-verbindingen als de nevenbestanddelen

omgezet worden in andere verbindingen$ waarna hoofdzakelijk de

Al-ver-bindingen weer opgelost worden. De verontreinigingen worden weer

afgefil-treerd, waarna hst Al(nH)~ weer nSArgeslagon wordt.

J

c) processen waarbij alleen de nevenbestanddelen opgelost worden en zodoende gescheiden kunnen worden van het A1

20₃•

ad a.

----1. Als vernieuwing in het Bayer proces zou zonder meer in aanmerking kunnen komen i.p.v. een serie autoklaven een buisreactor. Het voorste deel van deze buis zou met de warmte uit de ontspanners verwarmd kunnen worden, het laatste

deel weer met verse stoom. Aan het eind van deze buis moet een drukregelaar

gemonteerd worden. Problemen bij gebruik van deze buisreactor zijn:

snelle doorstrominq is noodzakelijk ter verkrijging prorstroom, maar door

deze snelle stroming van redelijk grove en harde deeltjes ontstaat veel

slijtage aan de wand van de buis. De wand van de buis mag niet te dik zijn, anders wordt de warmteoverdracht te gering.

Het Flow-sheet verandert in wezen niet bij gebruik van de buisreactor.

Zeer korte ontsluitingstijden zijn bereikt door de goede menging bij de

propstroom (plm. 10 min.).

V.A.W. in Duitsland doet sinds enige jaren experimenten met de buisreactor.

Men is bezig een proeffabriek met een capaciteit van 10.000 ton per jaar te bouwen. [~~ _

2.

Bauxietsoorten met hoog Si0

2

-gehalte

(15%),

b.v. uit Spanje, worden wel als

volqt behandeld: eerst ontkieselen door malen en calcineren bij 10000 _C

- n

gedurende ~6n uur, met vervolgens uittrekken bij 9SoC met geconcentr. looq

(200 gram per liter) gedurende 20 minuten; daarna nogoens met loog

(SO gram per liter) gedurende IS minutBn. ~

Het neprslag ltJordt behandelcl als in het BRyer-Proces, het bevat S% Si0 2• Iets hogere 8lJtokl~HfLemperaturon moeten gehruikt worden doordat gucalcineerd

is bij 10nr]°c.

De heldere oplossing 11~vat silicaten, die worden neergeslagen met kalk (Ca5i0 3).

21.

3. Een tweede methode om de bauxietsoorten met hoog Si0

2-gehalte te behRndelen

volgens het Bayer-Proces is: eerst het normale proces afltJerken; de"rode aarde"

bevat dan zesr veel Na-AI-silicaat. Dit wordt in een oven onder toevoeging

van kalk en soda bij 12000C gesinterd ( zie kalk-sodaproces). Deze

silicaten lossen vRrvolgflns IJJel op in een soda-oplossing; Ilet restiJnt wordt

afgefiltreerd; silicaat met calcium neergeslagen en afgefiltreerd: er resteert

A1

203 ( met een vrij hoog Si02-gehalte). Cr·, : . "

ad

9..!..

1. Sodaproces: Dit berust op de volgende reactie:

A1

203 + Ns2C03---+ 2~JaAI02 + CO2

Voordeel: geen enkele bauxietsoort geeft moeilijkheden bij dit ontsluiten.

Nadeel: Men varkrijgt een oxide met vrij hoog Si0

2 gehalte en veel andere

verontreinigingeo (ook ijzer-en titaanoxide gaan in oplossing)

Men voegt kalk toe om calciumsilicaat neer te laten slaan. Te veel kalk

geeft kans op calciumaluminaat neerslag. Processchema zie blz. 25.

o

Fabrieksgang: A. Sinteren van de erts met kalk en soda bij 1100 C.

B. Oplossen in loog (165 gram per liter).

C. In indikker Ifrode aardelf verwijderen, eventueel nafiltreren.

D. Ontkiezelen in autoklaaf (3 bel') geeft eon neerslag van

Na-AI-silicaat, dat uitstekend geschikt is voor de

glas-industrie.

E. CO

2 bij 70

0

C inleiden, waardoor de oplossing minder basisch

wordt en Al(OH)3 neerslaat. Men gebruikt alleen het

eerst-ontstane neerslag (bevat minder dan 0,2% 5i0

2) voor de

winning van A1

203" Er ontstaat veel silicaat neerslag in

de indampreservoirs. Men kan soda afscheiden uit de

indamp-groep, waaruit via calciumcarbon2Bt CO

2 on Na2H teruggewonnen kan l'Jorden. [-,

2. Sulfaat-proces: Dit berust op de volgende reacties:

.Na 2SlJ4 + 4r:~ flJs2S + 4CO Na 2S04 + 2C ~ Na2S + 2C02 4A1 203 + Na 5 2 + 3Na2 50 ti ---7 BNaAH12 + 45°2

Nadeel: r'loeilijke procesbeheersing. In beC)infa~;8 is hot een reducerend

miliou ( vorming CO en Na

22.

noodzakelijk, anders is er kans op een ijzer 11- sulfide neerslag.

Men moet werken bij hoge temperaturen ( 1200oC), waarbij dus hogere eisen gesteld worden aan het ovenmateriaal; langzamere reactie: langere reactor

noodzakelijk vergeleken met het soda-proces, nlengselsamenstelling is moeilijker,

het oplossen is moeilijker rioor vorming van moeilijk oplosbare Al-sulfaten. Voordeel: alleen als Natriumsulfaat z~~r goedkoop is in vergelijking met soda

biedt deze methode enig economisch voordeel. Voor processchema zie blz. 25. iY]

3. Gecomhine8rde Bayer-kalk-sodaprocessen o Voordeel: a) Bij het kalk-sodaproces

is verdunde loog nodig, dat voorhRnden is in het Bayer-Proces. b) Door

ontstaan van overmaat soda in het kalk-sodaproces, dat door verhitting

~et kalk overgaat in NaOH en CaC0

3, verkrijgt men NaoH, dat in het Bayer-Proces als geconcentreerde loog gebruikt kan worden. c) Moeilijk ontsluitbare bauxietsoorten zijn nu via het sinterproces te bewerken. Het sinterproces zelf heeft veel nadelen. Daarom wordt het alleen gebruikt

om aanvullend loog te verkrijgen voor het Oayer-Proces. Ook is deze loog-winning uitsluitend commerci~el bij fabrieken met zeer grote capaciteit. Voor fabrieksschema zie blz. 26. (LI.//~;

4. Processen, die werk8n met het smelten van bauxiet met kalk tot

calcium-alumin~Rt~lakken. Men verkrijgt ~en drie componentensysteem: Cao-AI

203-Si02• Men probeert de volgende samenstelling te verkrijgen: CaO.A1

203, 12 Cao.7A1

203, 2 C80.5i02, 2 ~aO.AI203.Si02.

De eerste twee verbindingen lossen goed op in verdunde sodaoplossing. De laatste twee niet, luaarbij de laatste (gehlenit) aanleiding geeft tot Al-verlies, maar onder omstandigheden, waarbij de eerste tulee verbindingen gevormd worden, ontstaan door het drie componentensysteem ook de laatste tluee verbindingeno Men kan de vorming van gehlenit uiteindelijk voorkomen door langzame afkooling van de smelt bij overmaat kalk: het vaste gshlenit

neemt dan kalk op uit de vloeibare fase tot ds bovengewenste verbindingen. Mogelijke bereidingswijze van deze slakken: a) volledig doorsmelten in electrische oven bij 180ooC. b) gedeeltelijk smelten(sinteren) in ovens bij 140ooC.

Verschil: a) in de electrische oven wordt ook ijzer en titaan gereduceerd en geeft str~ks bij de Al-winning met8alle~eringen. b) in de ovens kan het ijzer als slak afgevoerd worden,doch ook naar keuze in het alliminium

achterbli.ivano

23.

terwijl zij juist zeer fijn gemaald moeten worden om goed uitgeloogd te kunnen worden.

Gelukkig echter kristalliseert het 2CaO.Si0

2 in

/3-

vorm uite bij l420

0

C), maar gaat dSé-1J'::na over in de

y-

vorm ( smeltpunt 67SoC) onder 10% volumetoen3rne:

De slakken springen uit zichzelf stuk.

Het. Si0

2_gehalte mag ook hier niet te groot zijn, daar anders teveel 5i02 in oplossing gaat en als verontreiniging in het A1

203 komt. Ook mag dit gehalte niet te klein zijn, daar anders de slakken niet meer uit zichzelf springen: het Si0

2-gehalte moet liggen tussen 4 en 8%.

Het oplossen van de sinters geschiedt in twee fasen: Eerste fase: Si0

2 en A1203 lossen snel op in verdunde loog.

Tweede fase: Extra sinters toevoegen geeft een verzadigde oplossing van A1

203, terwijl na het bereiken van een maximum Si02-gehalte uitvlokking van Si0

2 optreedt. Voegt men niet voldoende extra sinters toe, dan blijft een tweede effect achterwege: het plotseling sneller uitvlokken van Si0

2 ( na 40 tot óO minuten). Dit effect wordt wel in de industrie gebruikt ter contrale op voldoende sinterstoevoeging.

Het voordeel van de slakkenmethode: Ook moeilijk ontsluitbare bauxietsoorten zijn toegankelijk, bovendien is het Si0

2-gehalte niet aan erg enge grenzen gebonden. Zie ook grafiek IV. I~'I

1--A: Het Pedersen-Proces: Gebruikt wordl een electrische oven met een vermogen van 3000 KW, werkend bij een spanning van 70 tot 140 Volt met S5derhergelectroden (70 cm. doorsnede). De ovendoorsnede is ongeveer 4 mtr. bij een hoogte van

1,B mtr. Oe toevoer van grondstoffen geschiedt continu van boven af, iedere i

T'

I

4 tot 6 uur wordt de slak afgestoken en langzaam afgekoeld. Schema zie blz.

B: De Lonza-Werken: Identiek aan het Pedersen-Proces, echter wordt in de ovens eerst carbid gemaakt en daarna het bauxiet toegevoegd. Hierdoor worden ijzer en

5i-.

verbindinQen gereduceerd, zodat zeer zuiver A1

203 en een ijzersiliciumlegering

I . '\

ontstéléln. ''1.1

C: Hoogovens: Nadeel: Er ontstaan slakken met Ben hoog zwavelgehalte, waardoor veel sulfaat aanwezig is, zodat vroegtijdig aluminiumverbindingen neerslaan. Bovendien wordt de SiD

2-afscheiding vertraagd, zodat het proces als geheel te duur wordt. Voegt men ook ijzererts en schroot toe, dan wordt de winning van ijzer hoofd-prod'Jct en kan men uit de slakken als bijproduct aluminium winnen. Het Droces

24.

0: Laagaven ( met watermRntel gekoelde oven). Men voegt minder koolstof en kalk toe, w~ardoor het ijzer afgescheiden wordt als 2FeO.Si0

2• De slak zet zich af langs de gekoelde wand en lost goed op in natronloog, bij 1000C.,

200 gram per liter, 20% Na 2C03• Nadeel: Het

(3 -

2CaCl. 5i0

2 mankf.~l"rt, waardoor de slakkeIl niet uitzichzel f

springen, maar gemalen moeten worden.

E: .Trommeloven: Discontinu, de oven wordt verwarmd met v.oolstofpoeder.

Regelmatige verwarming van de erts verkrijgt men door de oven te draaien. Ijzer kan ZEwr zl!iV8r ~lewonrien ltiorden. Het aluminium ltlordt als bijproduct

in de slakken gevonden. De slak springt gemav.kelijk stuk.

Na de slakbereiding volgens 6~n van de processen A t/m E volgt verwarling van de slakken als bij het soda-proces.

ad c.

~

1. Het H~lund-proces. Hierbij wordt in een electrische oven bij 1800- 19000C het bauxiet samen met kooks en ijzersulfide gesmolten, zodat ijzer en

titaan gereduceerd worden en afgetapt kunnen worden, en A1

2S3 ontstaat. Dit laatste wordt afget~pt en in water opgelost , zodat door hydrolyse Al(OH)3 neerslaat en H

25 ontwijkt. het Al(OH)3 wordt weer gecalcineerd.

Nadeel is vanzelfsprekend de hoge temperatuur waarbij gewerkt moet worden.

Bovendien is ruwe bauxist nat ~odat in de electrische oven veel energie verloren gaat in het verdampen van dit water. ~-/'I,;

CONCLUSIE: Bij de bespreking van de verschillende processen zijn de voor- en nadelen van ieder proces reeds genoemd. Als totaal moet gezegd worden, dat op dit moment alleen het Bayer proces economisch verantwoord is.

In enkele landen gebruikt men wel het Pedersen proces, maar dit berust meestal

op politieke grondpn (U.S.S.H., Griekenland), of dankzij de goedkope ele ctri-citeit (Noorwegen). Hpt Haglund proces lijkt interssant, omdat het AI(OH)1 direct wordt afgoscheirlen. Oe kosten zijn echter te hoog.

Een van de grootste voordelen van het Bayer proces is, dat dit proces reeds

gedurende bijna 100 jaren is geperfectioneerd, waardoor storingen niet meer

voorkomeno Een ni8LJlJJ proces met zijn kinderziektes zal dan ook zeer moeilijk

Lh

in te voeren zijn. Verbeteringen in het Bayer proces moeten g8zo~d wordon in de autoklaven sectie (buisreactor) en in het kristallisereno Echter is

over de theorie van het kristalliseren nog te ~!einig bekend om 8en richting

aan te kunnen geven. Eon bekorting vnn de kristHllisatiotijd zou een eanzien

-lijke besparinq in investf3rinCjskostHn geven.

25.

Bauxiet + kalk + soda Bauxiet + kalk + sulfn~t

ontwijkt.

sinteren bij 900°C sinteren bij l2000C

met looçj ~---i\Oo---i" r 0 d e a Cl r d e "1--<lQ-- - . . . ; malen met loog

aluminaat aluminaat

5i0

2 neerslaan bij 3bar + kristalliseren

indikken ~_--I"'-_--I Na-Al-silica3t 5i07. neerslaan bij 3 bar

C[J2 doorleidrm CO

2 lioorleiden

filtreren filtreren

calcineren calcineren

Bauxi Rt (90;1.)

26.

Bauxiet (10%) + soda + kolk

i -- - - --- ---I L -______ - . ________ ~ I I

i"

Si

°1---

L -_ _ _ . -_ _ _ - - J I ----<1---1 L-______ . -______ ~ :

LITERATUUr. • 27.

L. Kirk, R.E. en Othmer, o.F., Encijclopedia of Chemical Technologij,

2e dr. 1963, vol. I, 929-949. (naw Vork).

2. Winnacker, K. en KuchIer, L., Chemische Technologie,

2e dr. 1961, vol. V, 167-222.(MUnchen).

30 Ullmann,F., Encyc1op~die der Technische Chemie,

3e dr. 1951-52, vol.I,V. (MUnchen).

4. Ginsberg, H. en Wrigge, F.W., Die Tonerde,

2e dr. 1964, vol.I. (Berlijn).

5. Rossini, F.o.,Selected va lues of chemica1 thermodijnamic proporties,

1961, table 59, 92.

6.

Ginsberg,

R.

Z. Erzmetall

~,6954),

3.

7. Tertian,

R.,

Allen, V.T., Sherman, G.D., Trav. Com. Int. etude Bauxietes,

6

96~,

Y~,

7-42.

8.

Wrigge, F.W. en Ginsberg,

H., Z.

Anorg. Allg. Chemie,

(195]), 264.

9.

Hüttig, W. en Ginsberg, H., Z. Anorg. AIlg.

Chemie,Ó95~~

285. 10. Gebefuegi, 1. , U.S. pat. 3.357.792, 12 dec.

(

196'(

k

11. Reesman, A.L., Picket, E.E., KeIler, W.D.,Amer. J. Sci., 096~, _. 99-113.

',)

12. Fursman, O.C., Blake, H.E., Mausen, J.E., U.S. Bur. Mines, 7079, ~96~ 13. Hüttig, W. en Ginsberg, H., Z. Anorg. AIlg. Chemie, 0955), 278.

I

J,/~.

I

~,~ 1

Vil: '"ci<l. .... ,«1'" I~-+---r-... - - - ·

., ,DO

r

,.

____________________________

~T~~~V

.

I 1S':,,,dikl<e,.

·

·

·

I

Vu.,

krisi. 't,o{, p J It.! I \--':::~--IHI PZ3: fiLur

I

FH

:

FiLter

1

I

ID,l/1j I I

.

I

:

11130:(al(."",,. ..

nJf-~ft.---­

• 'P' 1>,4

e

"

,.

V Ig : inti ikke,. V~O: incLiklt.er -reo ,ü A.<\." 'ü . Ilo .f'>"n -t 10.000 1: "'~o 1$.000 t: H10

1

E

J~

I

In

[Ml:

d"-0f.<!h

-

-~ _a,sJ. 0,11 ~

1M3,~(d

... _n

I

48o

*'

"< o,l.~ O,.!"3

I

'lBo'"

Iv

_b:

_rneh;.tN '(;,,80 2.8,07.. _jo 2 R,oa.

...

llfi'k lHgo.,~·C ~

.

_.

I

..

24!"

,

~ _~

lR

13 dudoH .... '

J

S1./Q I. "-.1,. I 30,30 LV12. : Iná.a "'l'lln Jr-+---''---~--+---~-=---.

l

~

u

'1

•

10_9'*

I

M

I~

:1(t>Lly f itltl'1 1,00 , bs,SJ

+

_.

_..

.

_I

I

VU: krist.

1

6,,11

~

8,s8

S7,/O ...

1

F2.!,:FiU(!P: 1.l./3 3.,f}1. L 1. (10

1

F 1. ,: F i L te f\

I:

R

cl _I ' lei / _ 0 e o..a.,.""e. _ In ____ .IS.

*

3.4

r - - -... ~

VOo,!.

.

12. • ""l/l ... ~ .. 1S0_000~ B<X..Ll)(. iet

[&öJ

~----~r-+·---~--o----fYltA.₁

0

In kf/~

I

aClU~i~

HO

]._t._._

...

[M!!oor~a.(en

I

M

z:

clf'0jQ.1')

r

-1

r

o,of} .. 1M.3:'Io»a.lel'l

I

1 000 _J O,1..b

l

Vb:

lnCI1Sel'l -,

b,sLI

b.DO

l -

t,,89

[HS····'

]

1

i

-..

I

R

9,Q.I<hkl ... ,r

I

b,S4

.

Vlt··~;"

••

~P"

L

~

7,

b

+-%.i

"c!ikt~r

_

---O,2S" JO.

~tJ'"

[;

111.3

0:

CQ.l~";;]I-

-&.~--ALLO,", ] '.E..2.:..C2.!?.~ - I i &' 2, J ,.. 0,2. S" q 3

₉

.

2,oq

O,h,

0,30 112/ :krLLy Filttr

I

H

.

0,34 R.c>ctc Clo..rolt. IIO.oOot IO.oCJO t Na.l. 0 1-S'.c>oo t H~ 0

1

-kca1./~,

l..ro

e.(>.. .... ~ 2. S-o,ooo i:.

I

•

I

M;:-~::: ~ L~n

I

•

I

M 2: d.roS(i'\!1-....

-1

-~.~1 f1.3:

,

~a.(cn_1

s~o

-)'v',.{.

.

... J/'"'' ~-'" . ' ~ Ä r/

~(Yy.-,

' : l r J J, L,O "

~

-

-

1

,

-\ Î :~'I ~ " '. i :lS~oi' +5",)40 ij c .. c k , '

I

'

~~~

/

_'t{"

1

R.1j

'

a.lI.~O klQ~

F f\~ .-... v\. ~ ... 1, . . .

-

, . \ ', \0 . ' . ( )'0.

,-

J

\

.

,

... \ , , 31

S~

~

.' _

~

"

"

;k ~

"

~

t

I

wo

_

.

.

,

j

~

Ij

o.

Li,

·'~;hd.~",

-I

"'0

•

I

V

'4'

V.:OU""'"

""

~-"

\!i

,

J

.

,

r 1 /1 , I

H/1-1680 {soo <Ar

btJ

.

o

s

/30 &...IV IS,inq;IckU"

-____________________

-+

______

~

__

~_

..

_5 __ .~

I

,

•

I

[H~8-r'J

<--rV;;~~ri~!~r

Il~S ~ / . ... \..!;/\. 1.010 t2?,:FiLtel"

--.

IS"

[fll:";

F~lt~

r . 3S"

r~

~

1

-

Alt.

0.)-

---,

u.~!LQ~~

"

35"

t

1°40 V ' . I IOfS /~: /,..,cI,kk.tr

r-

"

3s-s

t

t

320

,

Vl.O~ ,'ndikKer'

Ro.

4 liS" ~ ~

M

1/, ktLL., filtr ~oct( ()..<lr,ü. 110 , 0 0 0 t lo.aoot N~o 1'('.000 t; H~ 0

\

... _, .. ' _ _ " _ _ ' r _ _ ' __ -!~

.

.

i

-!-

-_ _ .~ ... . 0" _ . •. , " 1 I

I

_I \

__

..,-r

.2J.r

.

~

_

ef' lJ..'I(j

_

~ t~

..

-~'-H+fr1

~

..

, , . . I . ' .! ' t " 1 ~_.~--_.~=- T-T--r~~':;-:I . i ' ! ... ,_ .... :_.-:. 1 .. ---;=.: , " i -··---r-··· .--~. ~ is-~ ~l.d,. :. : 'T---' -- ---I ... -;-:--"'1 " . 1. ! . .. . -:. ~. I . ;. -'i.----~-.. i--_~~ __ 1_ ..

I '

! .

.

~t1

'{

..

+--~-

_L_

...

~.

-"r-.

I

.. :

;

Ji.:;

i t I I' . , I · , \1 I ! . :--q--:----r:-i "'.,. ' ! ; ~ " .. ' ! ' .. ~ ..... ~ _.-i.-.:.._~~j

i : 1

.,1 .. / . :.:.: : .. _1 I I

.

_.j-

~-~_. ~I .I j \ I / i i

" . -

.

-

:

..

.

,~.

--1-

-'i~--:-r

,

l

~:." ~ ~

-.

..

-: .:

: :

:

'\

I

; j •. . .'---~---_.-I---,-_

_"

_{. I ..}

... .' ~ , '

--"~I~ I . -r . ~.---... -. ! ! . i VI! ".j.u.' h"~ h

lJ 1I1LUJ1L

afko~Leh II1 - - ----

--Al

t

re,reh

i·

.

/

t

f1ltCJ

;

.

. __ ....; __ -1._ _{'._-} -, i .,' -.-.-... -, .

. llllllL.

,nda~Pir-I

i . ~ -T '

,.

.i: j. . ·t i

,

i' i

. --

..

---.,--'-

----.-~

....

..

---r-'T

-,

ï '

J

~1l kogelmolen M2 cAlcineeroven N3 koqelmolen 'J4 buffervat V5 buffervat V6 meng er V7 buffervat . - !

.!

,

. . I .. . J.

-

:'~l'~

.

I.

!

,,-- '---,.----<~ ,'1. . I

i

.. _.L

_,

_

._

..

....

_i "i' i . i" .._. ___ .J ... :--.. +--~

·l

. I

!

. ! . i .. -.• _. -1 ~"":"". ... 1. i i

+

,

.

...

• . . i -... _ .. ·-....:.._ ···--1--- _ . • . j . • . •

-J-I

-

i.

··.·

" ! : : i--:---:-'-:·7-j." j :

I

JIf.,

'

. ·~I stoom . - j . i j " .. i:: -,.- -' -" ' j-.-_--,' i Vit

L

.~~j

,

~

.-

!

.

. • . • . I . '.'1'. .

!

j,.

HB warmtewisselaar Hll "..tJa rmt ellri ssel.aar

R9~,btc autoklaaf V12a,b,c indamper

FIIO ontspanners H13 warmtewisselaar

~-~~---~-- -'1 l ' ... ~ .. L .i

-::j':r-:

-

-:---·~··-:-- --r-, ._ -- --...!...

'i--' .. -.

i

: .• _.-;----

..

_-

"-'-r-~_9""O~

-

'fl

·

~_4~*,"""';~lh,l",""",_~,_,,

R ( . q •. , i ... _ ... ~;-·i . V14 V15 1116 .. 1_ • 1 1-I ~._-_ . i" . I ' • I . -~--t--~-- ----~---i--

-·-·-

-

-

-

-

-i---

_s

I .. j.

!

i .. ~--.. ! , , I .. ·

_._--_

..

---~~---I

,

I' I' ! i :

.

,

'!:-

"

·'1 . .J..; ._1 _: __ ~_ ~ •• :.... ..:.L. :_', .~_ I . ~.. I 1 ... • . , . ,

.

H

18_;. C o-! '-'.---r--. - -. "1-''';' - ' - ., ····-r-···

L.

+i'-;~ ~;

-

7+

:

~--

---~~~~~

"

''1

.

,

®

+

.

"

'+

r77""

,

I

,

, ! . . l. I

:1'

:'::

:::1.:

:

r

.

, .

,

...l. , . .. f··

f- .•.

..

I -.. ! . ,

!

" -- _ ..

_._-_.~.- j---verdunner indikker kelly filter Hl? HlS Vl9 warmte\.lJisselaar warmtewisselaar indikker 1.' 1. .. i V20 ~17.1 indikker kelly filter

J

I '1

t·

.,

; .. i -1- --i .. _,

I

t

V22a,b indil<ker

F23· trommel fil t.er

V24 buffervat V25 F26 Cy27 buf.fervat trommel filter cycloon H28 warmtewisselaar T29 sproeitoren M30 calcineeroven '1-I .. ; . I

.._

L.

_~~l~_~

__

J~ i:' --.--1

-~:...._

. -+~

;-

- -~

~

.~

'

~j

--

~--:-+'~

'- :

-

~

.:

,

1--"

-.-.

--:-ï:

. r- ... ,- -.. _ .... -.

,

i

._----.~.---:--:-.-_ .-. ' , . i _{. -}_ ... _--~-- -I ._.~--!-__ -._----l---_ -t---.· ---" :-'-r-'-~-'

,

H3l warmteUiisselaar V32 opslagvat.

....•

.J

•

I

r

I

I

l

•

·~ h

.,

,"'~

.

"" . -~., ""-":0' ~ t ·

'.

,

.I l