BR112020023650A2

BR112020023650A2 - método para controle de impurezas

Info

Publication number: BR112020023650A2
Application number: BR112020023650-0A
Authority: BR
Inventors: Shannon Dye; Bronwyn Larner; Anthony John McKinnon
Original assignee: Alcoa Of Australia Limited
Priority date: 2018-05-28
Filing date: 2019-05-17
Publication date: 2021-02-17
Also published as: EP3802429A1; EP3802429A4; EA202092886A1; US20210070625A1; CA3100735A1; CN112236398A; AU2019275942A1; WO2019227130A1

Abstract

A presente invenção refere-se a um método para controlar a concentração de impurezas em licores Bayer, o referido método compreendendo as etapas de adição de um óxido e/ou hidróxido de um metal diferente de alumínio a um licor Bayer com um TA desejado formando um hidróxido duplo lamelar; e a incorporação de pelo menos uma impureza no referido hidróxido duplo lamelar, em que as impurezas são selecionadas do grupo que compreende: cloreto, fluoreto, sulfato e TOC.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "MÉTODO PARA CONTROLE DE IMPUREZAS".

CAMPO TÉCNICO

[001] A presente invenção refere-se a um método para controlar a concentração de impurezas em licores Bayer.

TÉCNICA ANTECEDENTE

[002] O processo Bayer é amplamente utilizado para a produção de alumina a partir de minérios contendo alumina, tais como a bauxita. O processo envolve o contato de minérios contendo alumina com soluções recicladas de aluminato cáustico, em temperaturas elevadas, em um processo comumente referido como digestão. Os sólidos são removidos da pasta resultante e a solução arrefecida.

[003] Hidróxido de alumínio é adicionado à solução como semente para induzir a precipitação de mais hidróxido de alumínio a partir daí. O hidróxido de alumínio precipitado é separado da solução de aluminato cáustico, sendo uma parte do hidróxido de alumínio reciclada para ser usada como semente e o restante recuperado como produto. A solução de aluminato cáustico restante é reciclada para posterior digestão do minério contendo alumina.

[004] O minério de bauxita geralmente contém impurezas orgânicas e inorgânicas, cujas quantidades são específicas à fonte de bauxita. À medida que o hidróxido de alumínio é precipitado e a bauxita dissolvida, as concentrações de hidróxido de sódio presentes na solução do processo diminuem, enquanto as concentrações de impurezas aumentam, reduzindo a eficácia da solução para a digestão de mais minério contendo alumínio. Consequentemente, foram desenvolvidos processos que visam a remoção de impurezas dos licores Bayer.

[005] As refinarias de alumina desenvolveram numerosos métodos para lidar com impurezas em licores e reduzir seu acúmulo. A maioria das técnicas de remoção de impurezas são específicas à impureza em questão, complicando assim todo o circuito.

[006] É geralmente entendido que altos níveis de carbono orgânico em licores de processo Bayer reduzem o rendimento de alumina desse licor. O método mais comum atualmente empregado para a remoção de orgânicos no processo Bayer é a oxidação em alta temperatura, em que um "fluxo lateral" do processo Bayer (uma pequena porcentagem da carga circulante de uma planta de processo Bayer), compreendendo um licor de processo Bayer concentrado, é misturado com pó de alumina e passado para um forno no qual é aquecido a temperaturas da ordem de 1000°C, destruindo assim os orgânicos. O dispêndio de capital necessário para este processo é caro e o processo também pode exigir processos adicionais para mitigar potenciais impactos ambientais.

[007] Os métodos de remoção para alguns ânions requerem a precipitação do ânion em questão. Por exemplo, os íons sulfato são precipitados como deca-hidrato de sódio. Devido à grande quantidade de água, o precipitado é difícil de separar do licor. Além disso, é desejável reintroduzir o precipitado de volta para o circuito para reduzir a perda de soda. No entanto, isso também resulta na reintrodução da própria impureza.

[008] Hidróxidos duplos lamelares (LDHs) são uma família de minerais lamelares compostos de camadas similares à brucita carregadas positivamente com carga equilibrada com ânions fracamente ligados hidratados localizados nos espaços entre camadas. A maioria dos LDHs são sistemas binários em que a carga nas camadas é devida à substituição de alguns dos sítios de cátions divalentes dentro da rede por cátions mono- e/ou trivalentes, dando a fórmula geral de: [MII1-xMIIIx(OH)2]q+(An-)x/n.yH2O ou [MIMIII2(OH)6](An-)1/n.yH2O em que MI, MII e MIII representam os cátions de metal mono-, di- e trivalentes dentro das camadas, respectivamente, e A representa o(s) ânion(s) entre camada(s).

[009] Na fórmula acima, ‘A’ pode ser mono-, di- ou multivalente, desde que a carga total da estrutura seja neutra.

[0010] Os LDHs mais comuns que ocorrem naturalmente são membros do grupo Hidrotalcita (HTC), caracterizados por M2+:M3+ = 3:1. O nome-motivo deste grupo, Hidrotalcita, é uma estrutura Mg-Al e tem a fórmula geral [Mg3Al(OH)6]2.X.nH2O, em que ‘X’ representa o(s) ânion(s) de equilíbrio de carga.

[0011] Outro grupo de LDHs referido neste relatório é o grupo Hidrocalumita (HCM), que é caracterizado por M2+:M3+ = Ca2+:Al3+ = 2:1. Hidrocalumita tem a fórmula geral [Ca2Al(OH)6]x.X.nH2O, onde ‘X’ é, mais especificamente, uma unidade de fórmula de um ânion de carga única ou metade de um ânion de carga dupla. Será observado que esta é apenas uma fórmula geral e que X pode ser uma combinação de ânions.

[0012] Ao longo do relatório, a menos que o contexto exija de outra forma, a palavra "compreender" ou variações, tais como "compreende" ou "compreendendo", serão entendidas como implicando na inclusão de um número inteiro citado ou grupo de números inteiros, porém não a exclusão de qualquer outro número inteiro ou grupo de números inteiros.

[0013] Ao longo deste relatório, a menos que o contexto exija de outra forma, a palavra "solução" ou variações, tais como "soluções", serão entendidas como abrangendo pastas fluidas, suspensões e outras misturas contendo sólidos não dissolvidos.

[0014] A discussão anterior dos antecedentes da invenção se destina a facilitar uma compreensão da presente invenção. No entanto, deve ser observado que a discussão não é um reconhecimento ou admissão de que qualquer material referido fazia parte do conhecimento geral comum na Austrália ou em qualquer outro país na data de prioridade.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0015] De acordo com a presente invenção, é fornecido um método para controlar a concentração de impurezas em licores Bayer, o referido método compreendendo as etapas de: adição de um óxido e/ou um hidróxido de um metal diferente de alumínio a um licor Bayer com um TA desejado; formação de um hidróxido duplo lamelar; e incorporação de pelo menos uma impureza no referido hidróxido duplo lamelar, em que as impurezas são selecionadas do grupo que compreende cloreto, fluoreto, sulfato e TOC.

[0016] Uma propriedade importante de um licor Bayer é sua alcalinidade, a quantidade total de produtos químicos alcalinos no licor. A maior parte da alcalinidade do licor vem do hidróxido de sódio presente, sendo o outro maior contribuidor o carbonato de sódio. A alcalinidade total de um licor Bayer é comumente descrita em termos de seu TA, que é medido em gL-1 e expresso como Na2CO3.

[0017] No contexto da presente invenção, o termo TOC deve ser entendido como referindo-se aos orgânicos totais dissolvidos no licor Bayer.

[0018] No contexto da presente invenção, o termo incorporação deve ser entendido como incluindo a intercalação de impurezas e adsorção de impurezas.

[0019] Quando as impurezas são cloreto e/ou fluoreto, o TA desejado é preferivelmente maior do que 30 gL-1. Quando as impurezas são sulfato e/ou TOC, o TA desejado é preferivelmente menor do que 160 gL-1.

[0020] Em uma forma da invenção, o método compreende a etapa adicional de monitorar a concentração de pelo menos uma impureza em um circuito Bayer. O monitoramento da concentração de pelo menos uma impureza em um circuito Bayer pode compreender a medição da concentração de pelo menos uma impureza em qualquer local dentro do circuito Bayer.

[0021] Em uma forma da invenção, o método compreende a etapa adicional de medição da concentração de pelo menos uma impureza no licor Bayer com um TA desejado.

[0022] Em uma forma da invenção, o método compreende a etapa adicional de: ·medição da concentração de pelo menos uma impureza em um licor Bayer com um TA desejado; antes da etapa de: adição de um óxido e/ou um hidróxido de um metal diferente de alumínio a um licor Bayer com um TA desejado.

[0023] Em uma forma da invenção, o método compreende a etapa adicional de: medição da concentração de pelo menos uma impureza em um licor Bayer com um TA desejado; após a etapa de: incorporação de pelo menos uma impureza no referido hidróxido duplo lamelar.

[0024] Em uma forma da invenção, o método compreende a etapa adicional de: medição da concentração de pelo menos uma impureza em um licor Bayer com um TA desejado; tanto antes quanto depois da etapa de: incorporação de pelo menos uma impureza no referido hidróxido duplo lamelar.

[0025] Vantajosamente, a concentração de pelo menos uma impureza no licor Bayer após a formação do hidróxido duplo lamelar é menor do que a concentração de pelo menos uma impureza antes da etapa de adição de um óxido e/ou um hidróxido de um metal diferente de alumínio para um licor Bayer.

[0026] Em uma forma da invenção, o método compreende a etapa de: obtenção de um licor Bayer com um TA desejado.

[0027] Em uma forma da invenção, o método compreende a etapa de: tratamento do licor Bayer para fornecer um licor Bayer com um TA desejado.

[0028] Quando as impurezas são sulfato e/ou TOC, o licor Bayer pode ser tratado antes da etapa de adição de um óxido e/ou um hidróxido de um metal diferente de alumínio ao licor Bayer, para reduzir o TA do licor Bayer. O tratamento do licor Bayer para reduzir o TA pode incluir a diluição do licor Bayer com água ou um segundo licor Bayer.

[0029] Quando as impurezas são cloreto e/ou fluoreto, o licor Bayer pode ser tratado antes da etapa de adição de um óxido e/ou um hidróxido de um metal diferente de alumínio ao licor Bayer, para aumentar o TA do licor Bayer. O tratamento do licor Bayer para aumentar o TA pode incluir adição ou carbonato ou hidróxido ou a remoção de água por métodos incluindo evaporação, osmose reversa e filtração por membrana, ou outras formas de concentração.

[0030] Em uma forma da invenção, o método compreende a etapa adicional de: diluição do licor Bayer antes ou simultaneamente com a etapa de: adição de um óxido e/ou um hidróxido de um metal diferente de alumínio a um licor Bayer com um TA desejado;

[0031] Vantajosamente, o grau de incorporação de sulfato e TOC aumenta com a diluição do licor.

[0032] Em uma forma da invenção, o método compreende a etapa adicional de: concentração do licor Bayer antes ou simultaneamente com a etapa de: adição de um óxido e/ou um hidróxido de um metal diferente de alumínio a um licor Bayer com um TA desejado;

[0033] Vantajosamente, o grau de incorporação de cloreto e fluoreto aumenta com a diluição do licor.

[0034] Em uma forma da invenção, o TA é ajustado para um valor predeterminado para maximizar a incorporação de pelo menos uma impureza alvo.

[0035] Em uma forma da invenção, a etapa de incorporação de pelo menos uma impureza no referido hidróxido duplo lamelar resulta em uma redução da concentração de pelo menos uma impureza de pelo menos 10 %. Em uma forma da invenção, a etapa de incorporação de pelo menos uma impureza no referido hidróxido duplo lamelar resulta em uma redução da concentração de pelo menos uma impureza de pelo menos 20 %. Em uma forma da invenção, a etapa de incorporação de pelo menos uma impureza no referido hidróxido duplo lamelar resulta em uma redução da concentração de pelo menos uma impureza de pelo menos 30 %. Em uma forma da invenção, a etapa de incorporação de pelo menos uma impureza no referido hidróxido duplo lamelar resulta em uma redução da concentração de pelo menos uma impureza de pelo menos 40 %. Em uma forma da invenção, a etapa de incorporação de pelo menos uma impureza no referido hidróxido duplo lamelar resulta em uma redução da concentração de pelo menos uma impureza de pelo menos 50 %. Em uma forma da invenção, a etapa de incorporação de pelo menos uma impureza no referido hidróxido duplo lamelar resulta em uma redução da concentração de pelo menos uma impureza de pelo menos 60 %. Em uma forma da invenção, a etapa de incorporação de pelo menos uma impureza no referido hidróxido duplo lamelar resulta em uma redução da concentração de pelo menos uma impureza de pelo menos 70 %. Em uma forma da invenção, a etapa de incorporação de pelo menos uma impureza no referido hidróxido duplo lamelar resulta em uma redução da concentração de pelo menos uma impureza de pelo menos 80 %. Em uma forma da invenção, a etapa de incorporação de pelo menos uma impureza no referido hidróxido duplo lamelar resulta em uma redução da concentração de pelo menos uma impureza de pelo menos 90 %.

[0036] Os inventores identificaram que quando o TA do licor Bayer é inferior a 160 gL-1, é possível incorporar sulfato e/ou TOC em hidróxidos duplos lamelares, removendo-os assim do licor Bayer. O grau de incorporação aumenta à medida que o TA é reduzido. A presente invenção torna possível direcionar e remover essas impurezas em licores Bayer. Sob certas condições, é possível remover essas impurezas preferivelmente a outras impurezas.

[0037] Os inventores identificaram que quando o TA do licor Bayer é superior a 30 gL-1, é possível incorporar cloreto e/ou flúor em hidróxidos duplos lamelares, removendo-os desse modo do licor Bayer. O grau de incorporação aumenta à medida que o TA é aumentado. A presente invenção torna possível direcionar e remover essas impurezas em licores Bayer. Sob certas condições, é possível remover essas impurezas preferivelmente a outras impurezas.

[0038] Em uma forma da invenção, o método compreende a etapa adicional de: adição de pelo menos uma impureza ao licor Bayer para fornecer um licor Bayer enriquecido; antes da etapa de: formação de um hidróxido duplo lamelar

[0039] Preferivelmente, a etapa de:

·adição de pelo menos uma impureza ao licor Bayer para fornecer um licor Bayer enriquecido; é conduzida antes da etapa de: adição de um óxido e/ou um hidróxido de um metal diferente de alumínio ao licor Bayer com um TA desejado;

[0040] Preferivelmente, a pelo menos uma impureza adicionada ao licor Bayer é a mesma que a pelo menos uma impureza incorporada no hidróxido duplo lamelar.

[0041] Em uma forma da invenção, o método compreende a etapa adicional de: separação do hidróxido duplo lamelar do licor Bayer para fornecer um licor exaurido de impurezas.

[0042] Preferivelmente, o licor exaurido de impurezas é retornado ao circuito Bayer.

[0043] Nas formas preferidas da invenção, a formação de um hidróxido duplo lamelar sob as condições de TA desejadas facilita a incorporação de pelo menos uma impureza sobre pelo menos uma outra impureza.

[0044] No contexto do presente relatório, o termo facilitar não deve ser limitado à incorporação de uma impureza com exclusão de outras.

[0045] Nas formas preferidas da invenção, o TA desejado favorece a incorporação de pelo menos uma impureza em relação a pelo menos uma outra impureza.

[0046] No contexto do presente relatório, o termo favorecer não deve ser limitado à incorporação de uma impureza com exclusão de outras.

[0047] Será observado que a etapa de incorporação de pelo menos uma impureza no referido hidróxido duplo lamelar não significa necessariamente que todas as referidas impurezas no licor Bayer sejam incorporadas no referido hidróxido duplo lamelar.

[0048] Quando as impurezas são sulfato e/ou TOC, o licor Bayer é preferivelmente um lavador excedente, licor esgotado diluído, licor verde diluído ou água do lago. Quando as impurezas são cloreto e/ou flúor, o licor Bayer é preferivelmente um licor verde, um licor esgotado ou um licor com TA aumentado.

[0049] Será observado que o óxido e/ou um hidróxido de um metal diferente de alumínio deverá ser aquele que pode formar um hidróxido duplo lamelar. Nas formas preferidas da invenção, o metal diferente de alumínio é selecionado do grupo que compreende cálcio e magnésio.

[0050] Preferivelmente, o hidróxido duplo lamelar é hidrocalumita e/ou hidrotalcita.

[0051] Preferivelmente, o óxido de metal diferente de alumínio é hidróxido de cálcio. Preferivelmente, o hidróxido de cálcio é preparado por extinção do óxido de cálcio. Preferivelmente, o óxido de cálcio é extinto em água do lago. Será observado que a adição de cal extinta ao licor Bayer diminuirá o TA do referido licor.

[0052] Será observado que a carga de cal dependerá do tipo de licor e da concentração. Embora seja desejável maximizar a conversão a hidrocalumita, deve-se tomar cuidado para não esgotar o licor de alumina ou carbonato.

[0053] Quando as impurezas são sulfato e/ou TOC, o licor Bayer, em uma forma da invenção, possui um TA inferior a 150 gL-1. Em uma forma alternativa da invenção, o licor Bayer possui um TA inferior a 100 gL-1. Em uma forma alternativa da invenção, o licor Bayer possui um TA inferior a 75 gL-1. Em uma forma alternativa da invenção, o licor Bayer possui um TA entre 50 e 100 gL-1. Será observado que o TA desejado será influenciado pela escolha do licor. Quando o licor é um lavador excedente, licor esgotado diluído ou licor verde diluído, o TA está preferivelmente entre 50 e 75 gL-1. Quando o licor é uma água do lago, o TA é preferivelmente inferior a 50 gL-1.

[0054] Dado que a incorporação de sulfato e TOC é favorecida por TAs mais baixos, é possível usar o método da presente invenção para direcionar essas impurezas sobre outras em licores Bayer.

[0055] Quando as impurezas são cloreto e/ou fluoreto, o licor Bayer em uma forma da invenção, possui um TA superior a 50 gL-1. Em uma forma alternativa da invenção, o licor Bayer possui um TA superior a 70 gL-1. Em uma forma alternativa da invenção, o licor Bayer possui um TA superior a 90 gL-1. Em uma forma alternativa da invenção, o licor Bayer possui um TA superior a 100 gL-1. Em uma forma alternativa da invenção, o licor Bayer possui um TA superior a 110 gL-1. Em uma forma alternativa da invenção, o licor Bayer possui um TA superior a 130 gL-1. Em uma forma alternativa da invenção, o licor Bayer possui um TA superior a 150 gL-1. Em uma forma alternativa da invenção, o licor Bayer possui um TA superior a 160 gL-1. Em uma forma alternativa da invenção, o licor Bayer possui um TA entre 200 e 300 gL-1. Será observado que o TA desejado será influenciado pela escolha do licor. Quando o licor é um lavador excedente, licor esgotado diluído ou licor verde diluído, o TA está preferivelmente entre 50 e 75 gL-1. Quando o licor é uma água do lago, o TA é preferivelmente inferior a 50 gL-1.

[0056] Dado que a incorporação de cloreto e fluoreto é favorecida por TAs mais elevados, é possível usar o método da presente invenção para direcionar essas impurezas sobre outras em licores Bayer.

[0057] Vantajosamente, a presente invenção permite que um usuário escolha um TA que forneça a melhor remoção absoluta ou relativa de pelo menos uma impureza sobre pelo menos uma outra impureza.

[0058] Vantajosamente, o método da presente invenção fornece o veículo para remover impurezas alvo em licores Bayer. Até o momento, isso não foi possível, pois a relação de incorporação de impurezas em hidróxidos duplos lamelares com TA não era conhecida. Ao controlar o

TA do licor Bayer, agora é possível alterar as seletividades de hidróxidos duplos lamelares para algumas impurezas.

[0059] O método da presente invenção pode ser usado para preparar hidróxidos duplos lamelares substituídos por impurezas.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0060] Outras características da presente invenção são descritas mais completamente na seguinte descrição de suas várias modalidades não limitativas. Esta descrição é incluída apenas com o propósito de exemplificar a presente invenção. Não deve ser entendida como uma restrição ao amplo resumo, divulgação ou descrição da invenção, conforme estabelecido acima. A descrição será feita com referência aos desenhos anexos, nos quais: A Figura 1 é um gráfico que mostra o efeito de TA na incorporação de carbonato de sódio em hidrocalumita para a série de execuções com alimentação de cristalizador da 1a refinaria mostrada na Tabela 1; A Figura 2 é um gráfico que mostra o efeito de TA na incorporação de impurezas em hidrocalumita para a série de execuções com alimentação de cristalizador da 1a refinaria mostrada na Tabela 1; A Figura 3 é um gráfico que mostra o efeito de TA na incorporação de impurezas em hidrocalumita para a série de execuções com alimentação de licor esgotado da 1a refinaria mostrada na Tabela 2; A Figura 4 é um gráfico que mostra o efeito de TA na quantidade de impurezas disponíveis removidas de um licor esgotado da 1a refinaria; A Figura 5 é um gráfico que mostra o efeito de TA na incorporação de impurezas em hidrocalumita para a série de execuções com alimentação de licor verde da 1a refinaria; e A Figura 6 é um gráfico que mostra o efeito de TA na incorporação de carbonato de sódio em hidrocalumita para a série de execuções com alimentação de licor verde da 1a refinaria.

DESCRIÇÃO DAS MODALIDADES

[0061] Ao longo deste relatório, a menos que o contexto exija de outra forma, a palavra "compreende" ou variações, tais como "compreende" ou "compreendendo", serão entendidas como implicando na inclusão de um número inteiro ou grupo de números inteiros citados, porém não na exclusão de qualquer outro número inteiro ou grupo de números inteiros.

[0062] Os versados na técnica observarão que a invenção descrita aqui é suscetível a variações e modificações, exceto aquelas especificamente descritas. Deve ser entendido que a invenção inclui todas essas variações e modificações. A invenção também inclui todas as etapas, características, composições e compostos referidos ou indicados no relatório, individual ou coletivamente, e qualquer uma e todas as combinações ou quaisquer duas ou mais etapas ou características. Experimental

[0063] Para descrição adicional da invenção, uma série de experimentos será agora descrita. Deve ser observado que a seguinte descrição dos experimentos não é para limitar a generalidade da descrição da invenção acima.

[0064] Os experimentos foram conduzidos em recipientes de aço inoxidável de 3 L encamisados com água com agitação constante a 1000 RPM. A temperatura foi mantida a 60°C e os recipientes continham defletores para garantir uma boa mistura.

[0065] O licor de uma refinaria de alumina (a seguir a 1a Refinaria) foi usado e cal extinta foi obtida de uma 2a Refinaria. A cal extinta normalmente tinha uma concentração de sólidos de 250 - 260 gL-1,com um teor de CaO disponível de aproximadamente 56 %. Esta cal foi produzida por extinção de água do lago da 2a Refinaria. Em alguns experimentos, a concentração de cal em pasta de cal extinta foi aumentada para aproximadamente 400 gL-1, permitindo que os sólidos de cal sedimentassem no recipiente e parte da água do lago fosse decantada.

[0066] As proporções de cal para licor foram mantidas constantes e o TA variou com a mudança de quantidade de água destilada adicionada à mistura de reação. O volume total da reação foi de aproximadamente 2 L. Exemplo 1 - Alimentação do Cristalizador

[0067] O efeito da reação TA foi investigado primeiro usando um licor de alimentação do cristalizador da 1 a Refinaria como o licor de origem. Um licor de alimentação do cristalizador é um licor esgotado que sofreu evaporação para aumentar seu TA (normalmente em 10 %). O TA do licor de alimentação do cristalizador foi de 279,4 gL -1. As misturas de reação examinadas variaram o TA de 80 - 230 gL-1. O maior TA na reação foi de uma mistura de reação com licor de alimentação não diluído, com as subsequentes misturas tendo mais água adicionada à mistura para reduzir o TA de reação. As composições da mistura de reação são mostradas na Tabela 1. Observe que o TA no reator para a Execução No. 1 é de aproximadamente 50 gL-1 mais baixo que o TA do licor de alimentação, devido ao efeito de diluição da água do lago contida na pasta de cal. A concentração de cal foi proporcional ao volume do licor e, portanto, a concentração de cal no reator caiu a cada execução. A coluna ‘Conc. de CaO na alimentação’ mostra a quantidade de CaO presente em relação à quantidade de licor de alimentação e isso parece que permaneceu constante. Neste experimento, foi utilizada uma pasta de cal concentrada que tinha uma concentração de sólidos de 400 gL -1 e uma concentração efetiva de CaO de 224 gL-1.

No. de Volume Massa Volume Conc. de Conc. de TA no Execuçã de Licor de Pasta de Água Cal no CaO na reator o (L) de cal (L) Reator Alimenta (gL-1) (kg) (gL-1) ção (gL-1) 1 1,60 0,71 0,0 122,9 99 228,8 2 1,40 0,63 0,26 109,4 100 199,0 3 1,20 0,54 0,53 94,6 100 168,9 4 1,00 0,45 0,80 79,5 100 139,4 5 0,80 0,36 1,07 64,1 100 110,4 6 0,60 0,27 1,35 48,3 100 81,6 Tabela 1. Efeito das misturas de reação de TA para as experiências realizadas com licor de alimentação do cristalizador.

[0068] A Figura 1 exibe a quantidade de carbonato de sódio removida por tonelada de hidrocalumita produzida para a série de execuções na Tabela 1. Observa-se que a quantidade de carbonato de sódio incorporada na hidrocalumita é independente de TA. Este é um resultado típico para todos os licores examinados nesse trabalho. Há uma pequena variação no carbonato de sódio incorporado entre diferentes fontes de licor, porém com uma fonte de licor constante não há variação na incorporação de carbonato de sódio.

[0069] A Figura 2 mostra a quantidade de várias impurezas incorporadas na hidrocalumita para a série de execuções contidas na Tabela 1. Este resultado mostra que o nível de cada impureza incorporada dependia do TA na reação. A quantidade de incorporação de sulfato de sódio diminuiu com o aumento do TA na reação, enquanto o nível de incorporação de cloreto de sódio aumentou com o TA na reação. A concentração de sulfato de sódio na alimentação do cristalizador foi de 23,5 gL-1, e a concentração de cloreto de sódio foi de 16,7 gL-1.

[0070] Essas variações de incorporação de impurezas com TA foram inesperadas, dado que a proporção de cal para licor de alimentação foi constante em cada um dos experimentos e, portanto, a quantidade de hidrocalumita produzida é proporcional à quantidade de licor de alimentação. Assim, seria de se esperar que o nível de remoção de impurezas fosse constante. Exemplo 2 - licor esgotado

[0071] O licor esgotado da 1a Refinaria foi investigado com cal extinta não concentrada da 2a Refinaria. A cal extinta apresentou concentração de sólidos de 257 g/L e concentração efetiva de CaO de 141 gL-1. As composições da mistura de reação para as execuções com o licor esgotado são mostradas na Tabela 2. O TA na reação variou de 30 - 176 gL-1. O maior TA examinado neste caso é significativamente menor do que com a execução de alimentação do cristalizador, porque o TA do licor inicial é menor a 262 gL-1 e porque a pasta de cal usada não é concentrada, portanto, há mais diluição. No. de Volume Volume Volume Conc. de Conc. de TA no Execu- de Licor de Pasta de Água Cal no CaO na reator ção (L) de Cal (L) Reator Alimenta- (gL-1) (L) (gL-1) ção (gL-1) 1 1,30 0,97 0,0 110,1 106 176,0 2 1,15 0,86 0,24 98,4 106 155,2 3 1,00 0,74 0,48 85,9 105 134,8 4 0,85 0,63 0,73 73,4 105 113,6 5 0,70 0,52 0,98 60,3 104 92,9 6 0,55 0,40 1,24 47,0 103 72,0 7 0,40 0,29 1,52 33,3 101 51,3 8 0,23 0,17 1,72 20,3 103 30,3 Tabela 2. Efeito das misturas de reação de TA para os experimentos realizados com um licor de alimentação esgotado.

[0072] A Figura 3 mostra a quantidade de várias impurezas incorporadas na hidrocalumita para as execuções contidas na Tabela 2, desta vez medindo também a incorporação de TOC. Os dados para o licor esgotado da 1a Refinaria mostram uma tendência semelhante na incorporação de impurezas, como aquela observada para o licor de alimentação do cristalizador da 1a Refinaria. Há uma tendência de aumento da incorporação de fluoreto de sódio com o aumento de TA, bem como um aumento significativo na incorporação de cloreto de sódio com o aumento de TA. Como anteriormente, a incorporação de sulfato de sódio diminui com o aumento de TA, e TOC parece ter uma tendência similar. A incorporação de carbonato de sódio permanece relativamente constante nesta faixa de TA, com uma incorporação média de 110 kgT- 1 de produção de hidrocalumita.

[0073] A composição de licor para o licor esgotado da 1a refinaria é exibida na Tabela 3, juntamente com o licor verde da 1a refinaria para comparação. Licor TA TC Al2O3 Na2SO4 NaCl TOC NaF (gL-1) (gL-1) (gL-1) (gL-1) (gL-1) (gL-1) (gL-1) Licor 262 215 95 20,6 15,3 22,0 1,5 Esgotado da 1a Refinaria Licor 247 200 144 22,0 14,8 22,6 1,4 Verde da 1a Refinaria Tabela 3. Composição de licor para o licor esgotado da 1a refinaria, juntamente com a composição de um licor verde da 1a refinaria.

[0074] A Figura 4 mostra a quantidade relativa de cada impureza removida em função de TA. As mesmas tendências na remoção de impurezas relativas ainda são demonstradas, isto é, a remoção de TOC e sulfato diminui com TA, enquanto a remoção de cloreto e fluoreto aumenta com TA. Exemplo 3 – Licor Verde

[0075] Um licor verde da 1ª Refinaria com a composição exibida na Tabela 3 foi usado neste ensaio. As composições da mistura para as execuções são mostradas na Tabela 4, com a cal extinta tendo uma concentração de sólidos de 257 gL-1 e uma concentração efetiva de CaO de 141 gL-1. No. de Volume Volume de Volume Conc. de Cal Conc. de Execução de Licor Pasta de Cal de Água no Reator CaO na -1 (L) (L) (L) (gL ) Alimentação (gL-1) 1 1,30 0,96 0,0 108,9 104 2 1,15 0,85 0,24 97,2 104 3 1,00 0,74 0,48 85,3 104 4 0,85 0,62 0,73 72,4 103 5 0,70 0,51 0,98 59,4 102 6 0,55 0,39 1,24 46,3 101 7 0,40 0,28 1,52 33,0 100 8 0,23 0,17 1,72 20,2 102 Tabela 4. Efeito das misturas de reação de TA para experimentos realizados com licor verde.

[0076] O efeito de TA na incorporação de impurezas na hidrocalumita em licor verde é mostrado nas Figuras 5 e 6. A Figura 5 mostra que a incorporação de TOC e sulfato de sódio diminui com o aumento de TA, enquanto o grau de incorporação de cloreto de sódio aumenta com TA. A incorporação de fluoreto de sódio aumenta com o TA, porém o efeito não é tão pronunciado devido ao baixo nível geral de incorporação (provavelmente devido à baixa concentração de fluoreto no licor de alimentação). A quantidade de carbonato de sódio removida por tonelada de hidrocalumita produzida é mostrada na Figura 6. Novamente, há pouca variação na quantidade de carbonato de sódio incorporada na hidrocalumita e não há tendência na quantidade de carbonato incorporada conforme o TA varia. No geral, as tendências de incorporação de impurezas para o licor verde correspondem às dos licores esgotados, demonstrando que a incorporação de impurezas é independente da fonte de licor de alimentação. Exemplo 4 - Licor de Lavagem

[0077] Finalmente, o licor de uma lavadora foi utilizado como fonte de licor. O licor de lavagem foi o último lavador da 2ª Refinaria e foi usado tanto puro quanto diluído a 50 % com água, para comparar o efeito na incorporação de impurezas. Cada execução foi realizada em triplicata e as misturas de reação são fornecidas na Tabela 5. Tipo de Volum Volume Volume Conc. de Conc. de TA no Licor e de de Pasta de Água Cal no CaO na reator Licor de Cal (L) Reator Alimenta- (gL-1) (L) (L) (gL-1) ção (gL-1) Puro 1,70 0,48 0,0 56,5 40 48,3 Diluído 0,90 0,26 0,9 32,6 41 26,4 Tabela 5. Efeito das misturas de reação de TA para experimentos realizados com um último licor de lavagem.

[0078] Os resultados da incorporação são fornecidos na Tabela 6 para cada mistura e uma média das execuções para cada tipo de licor. Os resultados mostram que os níveis de uma determinada impureza incorporada são razoavelmente reproduzíveis para um determinado tipo de licor. Com exceção do carbonato de sódio, as tendências na incorporação de impurezas com TA são as mesmas para o último licor de lavagem e para os outros licores examinados. A incorporação de TOC e sulfato de sódio diminui com o aumento de TA, enquanto o grau de incorporação de cloreto de sódio e fluoreto de sódio aumenta com o TA. Tipo de TA no Na2CO3 Na2SO4 NaCl TOC NaF Licor Reator (kgT-1) (kgT-1) (kgT-1) (kgT-1) (kgT-1) (gL-1) Puro 48,3 94,4 11,4 5,2 9,8 1,3 Puro 48,3 93,9 11,3 5,3 9,7 1,7 Puro 48,3 92,4 10,0 4,8 9,1 1,4

Média Puro 48,3 93,6 10,9 5,1 9,5 1,5 Diluído 26,4 101,8 14,5 5,0 10,7 1,2 Diluído 26,4 103,1 14,4 4,6 10,9 1,0 Diluído 26,4 102,9 13,4 4,4 10,5 1,0 Média 26,4 102,6 14,1 4,7 10,7 1,1 Diluído Tabela 6. A quantidade de incorporação de impurezas na hidrocalumita produzida a partir tanto de um licor de última lavagem puro quanto de um diluído a 50 % com água.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Método para controlar a concentração de impurezas em licores Bayer, o referido método caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de: adicionar um óxido e/ou hidróxido de um metal diferente de alumínio a um licor Bayer com um TA desejado; formar um hidróxido duplo lamelar; e incorporar pelo menos uma impureza no referido hidróxido duplo lamelar, em que as impurezas são selecionadas do grupo que compreende cloreto, fluoreto, sulfato e TOC.

2. Método para controlar a concentração de impurezas em licores Bayer de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as impurezas são cloreto e/ou fluoreto e o TA desejado é superior a 30 gL-1.

3. Método para controlar a concentração de impurezas em licores Bayer de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as impurezas são sulfato e/ou TOC e o TA desejado é inferior a 160 gL-1.

4. Método para controlar a concentração de impurezas em licores Bayer de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o método compreende a etapa adicional de monitoramento da concentração de pelo menos uma impureza em um circuito Bayer.

5. Método para controlar a concentração de impurezas em licores Bayer de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o método compreende a etapa adicional de medição da concentração de pelo menos uma impureza no licor Bayer com um TA desejado.

6. Método para controlar a concentração de impurezas em licores Bayer de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o método compreende a etapa adicional de: medir a concentração de pelo menos uma impureza em um licor Bayer com um TA desejado; antes da etapa de: adicionar um óxido e/ou hidróxido de um metal diferente de alumínio a um licor Bayer com um TA desejado.

7. Método para controlar a concentração de impurezas em licores Bayer de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o método compreende a etapa adicional de: medir a concentração de pelo menos uma impureza em um licor Bayer com um TA desejado; após a etapa de: incorporar pelo menos uma impureza no referido hidróxido duplo lamelar.

8. Método para controlar a concentração de impurezas em licores Bayer de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a concentração de pelo menos uma impureza no licor Bayer após a formação de hidróxido duplo lamelar é menor do que a concentração de pelo menos uma impureza antes da etapa de adição de um óxido e/ou hidróxido de um metal diferente de alumínio a um licor Bayer.

9. Método para controlar a concentração de impurezas em licores Bayer de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o método compreende a etapa de: obter um licor Bayer com um TA desejado.

10. Método para controlar a concentração de impurezas em licores Bayer de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o método compreende a etapa de: tratar o licor Bayer para fornecer um licor Bayer com um TA desejado.

11. Método para controlar a concentração de impurezas em licores Bayer de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que as impurezas são sulfato e/ou TOC e o licor Bayer é tratado antes da etapa de adição de um óxido e/ou hidróxido de um metal diferente de alumínio ao licor Bayer, para reduzir o TA do licor Bayer.

12. Método para controlar a concentração de impurezas em licores Bayer de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que as impurezas são cloreto e/ou fluoreto e o licor Bayer é tratado antes da etapa de adição de um óxido e/ou hidróxido de um metal diferente de alumínio ao licor Bayer, para aumentar o TA do licor Bayer.

13. Método para controlar a concentração de impurezas em licores Bayer de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a etapa de incorporação de pelo menos uma impureza no referido hidróxido duplo lamelar resulta na redução da concentração de pelo menos uma impureza de pelo menos 10%.

14. Método para controlar a concentração de impurezas em licores Bayer de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o método compreende a etapa adicional de: adicionar pelo menos uma impureza ao licor Bayer para fornecer um licor Bayer enriquecido; antes da etapa de: formar um hidróxido duplo lamelar.

15. Método para controlar a concentração de impurezas em licores Bayer de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que as impurezas são sulfato e/ou TOC e o licor Bayer é um lavador excedente, licor esgotado diluído, licor verde diluído ou água do lago.

16. Método para controlar a concentração de impurezas em licores Bayer de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 14, caracterizado pelo fato de que as impurezas são cloreto e/ou fluoreto e o licor Bayer é um licor verde, um licor esgotado ou um licor com TA aumentado.

17. Método para controlar a concentração de impurezas em licores Bayer de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que um metal diferente de alumínio é selecionado do grupo que compreende cálcio e magnésio.

18. Método para controlar a concentração de impurezas em licores Bayer de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o hidróxido duplo lamelar é hidrocalumita e/ou hidrotalcita.

19. Método para controlar a concentração de impurezas em licores Bayer de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que as impurezas são sulfato e/ou TOC e o licor Bayer possui um TA inferior a 150 gL-1.

20. Método para controlar a concentração de impurezas em licores Bayer de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que as impurezas são sulfato e/ou TOC e o licor Bayer possui um TA inferior a 100 gL-1.

21. Método para controlar a concentração de impurezas em licores Bayer de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que as impurezas são sulfato e/ou TOC e o licor Bayer possui um TA inferior a 75 gL-1.

22. Método para controlar a concentração de impurezas em licores Bayer de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que as impurezas são sulfato e/ou TOC e o licor Bayer possui um TA entre 50 e 100 gL-1.

23. Método para controlar a concentração de impurezas em licores Bayer de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 18, caracterizado pelo fato de que as impurezas são cloreto e/ou fluoreto e o licor Bayer possui um TA superior a 50 gL-1.

24. Método para controlar a concentração de impurezas em licores Bayer de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 18, caracterizado pelo fato de que as impurezas são cloreto e/ou fluoreto e o licor Bayer possui um TA superior a 70 gL-1.

25. Método para controlar a concentração de impurezas em licores Bayer de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 18, caracterizado pelo fato de que as impurezas são cloreto e/ou fluoreto e o licor Bayer possui um TA superior a 90 gL-1.

26. Método para controlar a concentração de impurezas em licores Bayer de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 18, caracterizado pelo fato de que as impurezas são cloreto e/ou fluoreto e o licor Bayer possui um TA superior a 100 gL-1.

27. Método para controlar a concentração de impurezas em licores Bayer de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 18, caracterizado pelo fato de que as impurezas são cloreto e/ou fluoreto e o licor Bayer possui um TA superior a 110 gL-1.

28. Método para controlar a concentração de impurezas em licores Bayer de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 18, caracterizado pelo fato de que as impurezas são cloreto e/ou fluoreto e o licor Bayer possui um TA superior a 130 gL-1.

29. Método para controlar a concentração de impurezas em licores Bayer de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 18, caracterizado pelo fato de que as impurezas são cloreto e/ou fluoreto e o licor Bayer possui um TA superior a 150 gL-1.

30. Método para controlar a concentração de impurezas em licores Bayer de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 18, caracterizado pelo fato de que as impurezas são cloreto e/ou fluoreto e o licor Bayer possui um TA superior a 160 gL-1.

31. Método para controlar a concentração de impurezas em licores Bayer de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 18, caracterizado pelo fato de que as impurezas são cloreto e/ou fluoreto e o licor Bayer possui um TA superior a 200 gL-1.

32. Método para controlar a concentração de impurezas em licores Bayer de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 18, caracterizado pelo fato de que as impurezas são cloreto e/ou fluoreto e o licor Bayer possui um TA entre 200 e 300 gL-1.