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ES2953483T3 - Proceso y sistema para producir alúmina a partir de mineral de bauxita - Google Patents

Proceso y sistema para producir alúmina a partir de mineral de bauxita Download PDF

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ES2953483T3
ES2953483T3 ES18208387T ES18208387T ES2953483T3 ES 2953483 T3 ES2953483 T3 ES 2953483T3 ES 18208387 T ES18208387 T ES 18208387T ES 18208387 T ES18208387 T ES 18208387T ES 2953483 T3 ES2953483 T3 ES 2953483T3
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liquid fraction
liquid
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ES18208387T
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Robert Lamacchia
Wlademir Penna
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Alunorte Alumina Do Norte Do Brasil S A
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Abstract

La invención proporciona un proceso para producir alúmina a partir de mineral de bauxita de manera continua y en estado estacionario que comprende (a) preparar una suspensión de bauxita mezclando el mineral de bauxita con al menos una parte de una fracción líquida empobrecida en Al (S100), (b) separar la suspensión de bauxita en al menos una primera porción de suspensión de bauxita y una segunda porción de suspensión de bauxita (S200); (c) mezclar la primera porción de suspensión de bauxita con una sustancia alcalina para obtener una primera mezcla alcalina de bauxita (S300); (d) mantener la mezcla alcalina de bauxita dentro de un primer rango de temperatura durante un primer período de tiempo para obtener un primer producto de reacción que comprende una primera fracción sólida y una primera fracción líquida (S400); (e) separar la primera fracción sólida de la primera fracción líquida (S500), (f) mezclar la primera fracción líquida con la segunda porción de suspensión de bauxita para obtener una segunda mezcla alcalina de bauxita (S600), (g) mantener la segunda mezcla alcalina de bauxita dentro de un segundo rango de temperatura durante un segundo período de tiempo y por encima de la presión ambiental, para obtener un segundo producto de reacción que comprende una segunda fracción sólida y una segunda fracción líquida (S700); (h) separar la segunda fracción sólida de la segunda fracción líquida antes de reducir la presión de al menos la segunda fracción líquida a presión ambiente (S800); (i) reducir la presión de la segunda fracción líquida, y opcionalmente adicionalmente la presión de la segunda fracción sólida, a presión ambiente (S900); (j) precipitar compuestos de Al de la segunda fracción líquida después de reducir su presión para obtener compuestos de Al sólidos y una fracción líquida empobrecida en Al (S1000); (k) secar los compuestos de Al sólidos para obtener alúmina (S1100), en donde el primer rango de temperatura es menor que el segundo rango de temperatura, y en donde el primer período de tiempo es más corto que el segundo período de tiempo. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Proceso y sistema para producir alúmina a partir de mineral de bauxita
Campo técnico
El presente documento se refiere a un proceso para producir alúmina (óxido de aluminio) a partir de mineral de bauxita, que se basa en un proceso Bayer modificado y permite una producción de alúmina más eficiente. El presente documento también se refiere a un sistema para llevar a cabo el proceso.
Antecedentes técnicos
La alúmina es el material de partida para la producción industrial de aluminio. La alúmina se puede producir a partir del mineral de bauxita (también denominado bauxita en lo sucesivo). La producción industrial de alúmina a partir de bauxita se lleva a cabo según el proceso Bayer que se describe, p. ej., en la patente alemana DE 43977 de 1887. Si bien algunas etapas del proceso se modificaron en comparación con el proceso descrito en el documento DE 43977, en la actualidad, los procesos que se usan comercialmente a escala industrial implican disolver parte de la bauxita con sosa cáustica y hacer precipitar el hidróxido de aluminio del producto de disolución usando hidróxido de aluminio o compuestos similares como semillas en un proceso continuo en estado estacionario. Una parte del hidróxido de aluminio que se produce de esta manera puede reciclarse como semillas de precipitación. El resto del hidróxido de aluminio se calcina para producir alúmina. La disolución de la bauxita con sosa cáustica también se denomina digestión. Un proceso de Bayer modificado se describe, p. ej., en la patente estadounidense US6299846B1. De acuerdo con dicho proceso modificado, la bauxita se digiere en dos procesos separados en paralelo, en donde cada uno de los dos procesos usa una temperatura y un tiempo de reacción diferentes. Se cree que digerir la bauxita en dos procesos separados aumenta la eficiencia del proceso. Sin embargo, es conveniente tener un proceso más eficiente para producir alúmina a partir de mineral de bauxita.
El documento US 4324769 A se dirige a un método basado en el proceso Bayer de extracción de alúmina a partir de minerales aluminosos como la bauxita y se puede aplicar a la recuperación y producción de alúmina con bajo contenido de óxido de hierro, a partir de minerales aluminosos en los que la alúmina se encuentra predominantemente en forma de trihidrato de alúmina, pero una parte sustancial de la alúmina total está en forma de monohidrato.
El documento US 4 483 830 se refiere a un proceso para la recuperación de alúmina y sosa de materiales que contienen aluminosilicatos de sodio, tal como lodo rojo y productos de desilicación, comprende tratar estos materiales con cal a temperatura y presión elevadas.
El documento US 5 869 020 se refiere a un proceso para la producción de hidróxido de aluminio mediante la digestión de bauxita con una solución alcalina y la precipitación del hidróxido de aluminio de la solución de digestión.
Sumario de la invención
El objeto de la presente invención es proporcionar un proceso más eficiente para la producción de alúmina a partir de mineral de bauxita y un sistema correspondiente para llevar a cabo el proceso. Para resolver este objeto, la presente invención de acuerdo con los aspectos proporciona un proceso para producir alúmina a partir de mineral de bauxita de manera continua y en estado estacionario que comprende (a) preparar una suspensión de bauxita mezclando el mineral de bauxita con al menos una parte de una fracción líquida empobrecida en Al, (b) separar la suspensión de bauxita en al menos una primera porción de la suspensión de bauxita y una segunda porción de la suspensión de bauxita; (c) mezclar la primera porción de la suspensión de bauxita con una sustancia alcalina para obtener una primera mezcla alcalina de bauxita; (d) mantener la primera mezcla alcalina de bauxita dentro de un primer intervalo de temperatura durante un primer período de tiempo para obtener un primer producto de reacción que comprende una primera fracción sólida y una primera fracción líquida; (e) separar la primera fracción sólida de la primera fracción líquida, (f) mezclar la primera fracción líquida con la segunda porción de la suspensión de bauxita para obtener una segunda mezcla alcalina de bauxita, (g) mantener la segunda mezcla alcalina de bauxita dentro de un segundo intervalo de temperatura durante un segundo período de tiempo a una temperatura y a una presión por encima de la presión ambiental (p. ej., por encima del punto de ebullición atmosférico), tal como para obtener un segundo producto de reacción que comprende una segunda fracción sólida y una segunda fracción líquida; (h) separar la segunda fracción sólida de la segunda fracción líquida antes de reducir al menos la segunda fracción líquida a presión ambiental (p. ej., presión atmosférica); (i) reducir la presión de la segunda fracción líquida y además, opcionalmente, la presión de la segunda fracción sólida, a presión ambiental después de separar la segunda fracción sólida de la segunda fracción líquida; (j) hacer precipitar los compuestos de Al de la segunda fracción líquida, después de reducir la presión de la segunda fracción líquida y después de separar la segunda fracción sólida de la segunda fracción líquida, tal como para obtener compuestos de Al sólidos y una fracción líquida empobrecida en Al; (k) secar los compuestos de Al sólidos para obtener alúmina, en donde el primer intervalo de temperatura es más bajo que el segundo intervalo de temperatura, y en donde el primer período de tiempo es más corto que el segundo período de tiempo. En donde que el primer intervalo de temperatura sea más bajo que el segundo intervalo de temperatura puede significar que el primer intervalo de temperatura se solapa parcialmente y que el primer intervalo de temperatura tiene al menos un punto que está fuera del segundo intervalo de temperatura o que el primer y segundo intervalo de temperatura no se solapan.
De acuerdo con las realizaciones de la invención, la segunda porción de la suspensión de bauxita puede desilicarse antes de mezclar la segunda porción de la suspensión de bauxita con la primera fracción líquida para obtener la segunda mezcla alcalina de bauxita.
De acuerdo con las realizaciones de la invención, el primer período de tiempo puede ser entre 1 minuto y 30 minutos, en particular, entre 1 y 25 minutos.
De acuerdo con las realizaciones de la invención, el primer intervalo de temperatura puede ser de 100 a 135 °C. De acuerdo con las realizaciones de la invención, el segundo período de tiempo puede ser entre 30 y 90 minutos, en particular, entre 30 y 60 minutos.
De acuerdo con las realizaciones de la invención, el segundo intervalo de temperatura puede ser de 140 a 180 °C, en particular entre 140 y 160 °C.
De acuerdo con las realizaciones de la invención, una relación en peso por unidad de tiempo de la primera porción de la suspensión de bauxita a la segunda porción de la suspensión de bauxita (primera porción de la suspensión de bauxita:segunda porción de la suspensión de bauxita) puede ser entre 1:1 y 4:1.
De acuerdo con las realizaciones de la invención, los compuestos de Al que precipitan a partir de la segunda fracción líquida pueden comprender la adición de al menos una parte de los compuestos de Al que se obtuvieron previamente a la segunda fracción líquida como semillas de precipitación.
De acuerdo con las realizaciones de la invención, la sustancia alcalina puede ser una solución líquida, p. ej., una solución acuosa alcalina que comprende al menos uno o más de: NaOH, Na2CO3, Na[Al(OH)4] y además al menos uno o más de: NaCl, Na2SO4, Na2SiO3, Na2C2O4, NOOC (carbono orgánico, distinto al oxalato). El NOOC puede ser una sal de sodio. En particular, la sustancia alcalina puede ser una solución acuosa que puede comprender hidróxido de sodio o puede comprender hidróxido de sodio y carbonato de sodio. Sin embargo, de acuerdo con la presente invención, la sustancia alcalina no se limita particularmente siempre que pueda disolver al menos parcialmente el mineral de bauxita.
De acuerdo con las realizaciones de la invención, antes de que la fracción líquida empobrecida en Al se mezcle con la suspensión de bauxita, el agua puede evaporarse de la fracción líquida empobrecida en Al, por ejemplo, mediante el uso de uno o más tanques de expansión.
De acuerdo con las realizaciones de la invención, la primera y/o la segunda fracción sólida se pueden lavar para recuperar los componentes con sodio contenidos en la primera y la segunda fracción sólida.
De acuerdo con un aspecto adicional, la presente invención proporciona un sistema para producir alúmina a partir de mineral de bauxita de manera continua y en estado estacionario que comprende un primer digestor que tiene una entrada para una primera mezcla alcalina de bauxita, es decir, p. ej., que se obtiene al mezclar el mineral de bauxita con una fracción líquida empobrecida en Al para obtener una suspensión de bauxita, al separar la suspensión de bauxita en una primera porción de la suspensión de bauxita y una segunda porción de la suspensión de bauxita y mezclar la primera porción de mineral de bauxita con una sustancia alcalina, y una salida para un primer producto de reacción que comprende una primera fracción sólida y una primera fracción líquida, un segundo digestor que tiene una entrada para una segunda mezcla alcalina de bauxita y una salida para un segundo producto de reacción que comprende una segunda fracción sólida y una segunda fracción líquida, un primer separador sólido-líquido para separar la primera fracción líquida de la primera fracción sólida, que tiene una entrada que está conectada con la salida del primer digestor y que tiene una salida para la primera fracción sólida y una salida para la primera fracción líquida, en donde la salida para la primera fracción líquida del primer separador sólido-líquido está en comunicación fluida con la entrada del segundo digestor a través de una línea, en donde se añade una segunda porción de la suspensión de bauxita a la primera fracción líquida que fluye a lo largo de la línea, un segundo separador sólidolíquido para separar la segunda fracción sólida de la segunda fracción sólida que tiene una entrada que está conectada de forma fluida con la salida del segundo digestor, y que tiene una salida para la segunda fracción sólida y una salida para la segunda fracción líquida, un recipiente de precipitación que tiene una entrada que está en comunicación fluida con la salida para la segunda fracción líquida del segundo separador sólido-líquido y que tiene una salida para la fracción líquida empobrecida en Al y una salida para los compuestos de AI sólidos, en donde el recipiente de precipitación está configurado para hacer precipitar compuestos de AI sólidos de la segunda fracción líquida, un aparato de secado que está conectado con la salida de compuestos de AI sólidos para secar los compuestos de Al sólidos para obtener alúmina, en donde se proporciona un medio para reducir la presión y la temperatura en una dirección aguas arriba-aguas abajo entre la salida de la segunda fase líquida del segundo separador sólido-líquido y la entrada del recipiente de precipitación, y en donde durante el uso del sistema una presión del segundo producto de reacción que entra por la entrada del segundo separador sólido-líquido es igual o mayor que la presión en el segundo digestor. La presión puede, p. ej., ser mayor si el segundo producto de reacción se comprime adicionalmente, p. ej., usando aire comprimido, cuando el separador sólido-líquido se implementa como un filtro de presión o similar para lograr mayores regímenes de flujo. El sistema puede configurarse para llevar a cabo el proceso descrito anteriormente.
Otras realizaciones de la invención se describen en las reivindicaciones.
Otros aspectos y realizaciones de la invención se describen a continuación y son evidentes a partir de las figuras acompañantes.
Breve descripción de las figuras
La figura 1 muestra una vista esquemática de las etapas del proceso de acuerdo con la invención, en donde algunos flujos de masa se muestran esquemáticamente mediante líneas que conectan los recuadros que representan las etapas del proceso.
La figura 2 muestra una vista esquemática de un sistema para llevar a cabo el proceso de acuerdo con la invención.
Descripción detallada
La invención se expone en el conjunto de reivindicaciones adjuntas.
Con referencia a la figura 1, se describe un proceso para producir alúmina a partir de mineral de bauxita de acuerdo con las realizaciones de la invención. El proceso de acuerdo con las realizaciones de la invención puede ejecutarse de manera continua y en estado estacionario durante un período de tiempo. Es decir, se puede alcanzar un estado estacionario dinámico que se basa en flujos de masa de entrada y de salida al menos sustancialmente continuos, en donde, sin embargo, también se pueden alcanzar estados transitorios cuando los parámetros del proceso tales como temperaturas, tiempos de reacción, presiones, las cantidades y propiedades de entrada se modifican para adaptarse a los cambios en la salida demandada, la calidad en el mineral de bauxita, etc. El mineral de bauxita o bauxita como se utiliza en este documento pueden referirse a cualquier sustancia que contenga aluminio (Al). Mineral de bauxita, bauxita y mineral como se usan en el presente documento también puede referirse a laterita u otros minerales que contengan al menos el 50 % basado en el peso total, opcionalmente al menos el 70 % basado en el peso total, de hidróxido de alúmina, tal como gibbsita. La alúmina como se utiliza en el presente documento se refiere al óxido de aluminio, en donde la mayoría de la alúmina producida de acuerdo con el presente proceso está en forma de alúmina de grado de fundición (SGA). El mineral de bauxita también puede comprender, entre otros, silicio, p. ej., en forma de caolinita.
El proceso puede emplear mineral de bauxita como material. El mineral de bauxita puede, por ejemplo, proporcionarse en una mina y puede tratarse química y/o mecánicamente tal como para obtener una distribución de tamaño de partícula deseada para las siguientes etapas. En lo sucesivo, mineral de bauxita, bauxita y mineral se usan indistintamente salvo que se indique lo contrario. Por ejemplo, el mineral de bauxita puede ser tratado mecánicamente, p. ej., mediante molienda, tal como para obtener un tamaño de partícula p80 entre 100 y 500 μm. Cuando las partículas son demasiado pequeñas, puede haber problemas de fluidez de la suspensión resultante o un uso excesivo de energía en el equipo de molienda. Cuando las partículas son demasiado grandes, puede producirse la erosión del equipo de procesamiento y la cinética de extracción de gibbsita puede verse afectada.
El mineral de bauxita se puede mezclar con al menos una parte de una fracción líquida empobrecida en Al en la etapa S100 para obtener una suspensión de bauxita. La fracción líquida empobrecida en Al se suministra desde el proceso aguas abajo y se recicla al suministrarla aguas arriba en el proceso a manera de bucle. Más adelante se describe cómo se obtiene la fracción líquida empobrecida en Al.
Con referencia a S200, la suspensión de bauxita que se obtiene en la etapa S100 puede separarse/dividirse a continuación en una primera porción de la suspensión de bauxita y una segunda porción de la suspensión de bauxita. Por ejemplo, una corriente de suspensión de bauxita que se obtiene en la etapa S100 puede separarse continuamente de acuerdo con una proporción predeterminada en la primera porción de la suspensión de bauxita y la segunda porción de la suspensión de bauxita. Una relación en peso por unidad de tiempo de la primera porción de la suspensión de bauxita a la segunda porción de la suspensión de bauxita (primera porción de la suspensión de bauxita:segunda porción de la suspensión de bauxita) en la etapa S200 puede estar entre 1:1 y 4:1. Dicha relación permite que el proceso se realice de manera eficiente, con alto rendimiento y poco uso de sustancia alcalina.
En la etapa S300, la primera porción de la suspensión de bauxita se mezcla con una sustancia alcalina para obtener una primera mezcla alcalina de bauxita. En este documento, la mezcla alcalina de bauxita se denomina primera mezcla alcalina de bauxita para distinguirla de otras mezclas alcalinas de bauxita descritas en el presente documento. La palabra "primera" en primera mezcla alcalina de bauxita no tiene implicaciones con respecto al momento en que se obtiene la primera mezcla alcalina de bauxita en comparación con otras mezclas alcalinas de bauxita descritas en el presente documento. La primera mezcla alcalina de bauxita puede ser una suspensión que comprende fases líquida y sólida.
De acuerdo con la invención, una sustancia alcalina puede ser una solución que comprende un componente alcalino. Por ejemplo, la sustancia alcalina puede ser una solución líquida, p. ej., una solución acuosa alcalina que comprende al menos uno o más de: NaOH, Na2CO3, Na[Al(OH)4] y además al menos uno o más de: NaCl, Na2SO4, Na2SiO3, Na2C2O4, NOOC (carbono orgánico, distinto al oxalato). El NOOC puede ser una sal de sodio. En particular, la sustancia alcalina puede ser una solución acuosa que puede comprender hidróxido de sodio o puede comprender hidróxido de sodio y carbonato de sodio. La sustancia alcalina puede ser, por ejemplo, una solución acuosa de hidróxido de sodio (también llamado sosa cáustica). Como se explicará mejor a continuación, la sustancia alcalina que se usa en la etapa S300 también puede ser parte de la fracción líquida empobrecida en Al, p. ej., el resto de la fracción líquida empobrecida en Al que no se usa para preparar la suspensión de bauxita, o puede ser una mezcla de una sustancia alcalina recién introducida (no reciclada) con una parte de la fracción líquida empobrecida en Al. Es decir, la sustancia alcalina puede reciclarse al menos parcialmente, p. ej., cuando la sustancia alcalina comprende una fracción líquida empobrecida en Al.
En la etapa S400, la primera mezcla alcalina de bauxita se mantiene dentro de un primer intervalo de temperatura durante un primer período de tiempo para obtener un primer producto de reacción que comprende una primera fracción sólida y una primera fracción líquida. En otras palabras, la sustancia alcalina (c.f. S300) y (los componentes alcalinos contenidos en la fracción líquida empobrecida en Al) reacciona con la primera porción de la suspensión de bauxita durante un tiempo de reacción predeterminado (primer período de tiempo) mientras la primera mezcla alcalina de bauxita se mantiene dentro de un primer intervalo de temperatura. De acuerdo con las realizaciones de la invención, la etapa S400 puede llevarse a cabo tal como para usar las diferentes cinéticas de disolución de compuestos que contienen aluminio (p. ej., gibbsita) y compuestos que contienen silicio (p. ej., caolinita) cuando se exponen a una sustancia alcalina. Como se describirá con más detalle a continuación, de acuerdo con la presente invención, la alúmina se produce al disolver compuestos que contienen aluminio, incluidos en el mineral de bauxita, mediante el uso de la sustancia alcalina y a continuación precipitando de manera controlada la alúmina a partir del aluminio disuelto. Como el proceso de acuerdo con la presente invención tiene como objetivo producir alúmina, cada mol de sustancia alcalina que se consume en una reacción con compuestos que contienen silicio, incluidos en el mineral de bauxita, se pierde sin contribuir al rendimiento de alúmina del proceso. Como la cinética de disolución de la mayoría de los compuestos que contienen aluminio es más rápida que la del caolín u otros minerales arcillosos que contienen silicio, el rendimiento del presente proceso se puede mejorar cuando se controla el tiempo de reacción de manera que no se alcance un equilibrio termodinámico (dinámico), debido a las diferentes cinéticas de disolución, se disuelve más alúmina que silicio antes de alcanzar el equilibrio termodinámico. La etapa S400 también se denomina "Extracción diferencial", ya que utiliza una diferencia en la cinética de reacción para las reacciones de disolución del aluminio y el silicio. En dependencia de la calidad del mineral de bauxita y la composición de la sustancia alcalina, el primer período de tiempo puede estar, por ejemplo, en el intervalo de 1 minuto a 30 minutos, p. ej., de 1 minuto a 25 minutos. El primer intervalo de temperatura puede ser, por ejemplo, de 100 °C a 135 °C. Cuando el primer período de tiempo es menor que eso, no se puede disolver suficiente aluminio para lograr una alta eficiencia del proceso. Cuando el primer período de tiempo es más largo que eso, existe el riesgo de que el proceso se acerque o alcance el equilibrio termodinámico, lo que da como resultado una pérdida de rendimiento/eficiencia del proceso, en particular porque se desperdicia más sustancia alcalina al disolver compuestos que no son deseables en solución. Cuando la primera temperatura es demasiado baja, existe el riesgo de que no se disuelva una cantidad significativa de aluminio ya que la cinética de reacción es demasiado lenta. Cuando la primera temperatura es demasiado alta, la cinética de la reacción se vuelve tan rápida que el control del proceso se hace difícil e ineficiente. La etapa S400 generará un primer producto de reacción que tiene una primera fracción líquida y una primera fracción sólida. La primera fracción sólida contiene todo el residuo que no fue disuelto por la sustancia alcalina en la etapa S400 durante el primer período de tiempo o precipitado (p. ej., el producto de desilicación, también denominado DSP) durante la reacción en S400. La primera fracción líquida comprende, entre otros, aluminio disuelto y se continúa procesando posteriormente para producir la alúmina.
En la etapa S500, la primera fracción líquida se separa de la primera fracción sólida. De acuerdo con la presente invención, para limitar la disolución no deseada de silicio, la separación de las primeras fracciones sólida y líquida se lleva a cabo mediante un proceso rápido como la decantación a presión o la filtración a presión. Cuando la primera fracción sólida se separa de la primera fracción líquida, se detiene la disolución no deseada del silicio, ya que la primera fracción líquida ya no está en contacto con los compuestos que contienen silicio que se encuentran en la fracción sólida. La primera fracción sólida es un desecho del proceso y se descarta, p. ej., después del lavado para recuperar los restos de la sustancia alcalina contenida en el mismo. La primera fracción líquida se procesa adicionalmente como se describe a continuación. Se observa que el proceso de acuerdo con la presente invención es un proceso continuo en estado estacionario, por consiguiente, las etapas S400 y S500 pueden considerarse como etapas del proceso aguas arriba y aguas abajo que se llevan a cabo al mismo tiempo y de forma continua.
Con referencia adicional a la figura 1, la segunda porción de la suspensión de bauxita obtenida en la etapa S200 se procesa como se describe a continuación.
En la etapa S600, la segunda porción de la suspensión de bauxita se mezcla con la primera fracción líquida obtenida en la etapa S500 para obtener una segunda mezcla alcalina de bauxita. En este documento, tal mezcla alcalina de bauxita obtenida se denomina segunda mezcla alcalina de bauxita para distinguirla de otras mezclas alcalinas de bauxita descritas en el presente documento. La palabra "segunda" en segunda mezcla alcalina de bauxita no tiene implicaciones con respecto al momento en que se obtiene la segunda mezcla alcalina de bauxita en comparación con otras mezclas alcalinas de bauxita descritas en el presente documento, ya que el proceso descrito en el presente documento es un proceso continuo en estado estacionario. La segunda mezcla alcalina de bauxita puede ser una suspensión que comprende fases líquida y sólida.
Antes de llevar a cabo la etapa S600, la segunda mezcla de suspensión de bauxita puede desilicarse opcionalmente manteniendo la segunda suspensión de bauxita a una concentración de sólidos de -50-60 % (basado en el peso) a una temperatura de entre 90 y 105 °C durante entre 8 y 20 horas en al menos un, p. ej., de 2 a 5, reactor de tanque de agitación continua (también conocido como CSTR); en donde la aproximación CSTR puede, p. ej., lograrse a través de la agitación de la suspensión, rastrillado de la suspensión y/o recirculación de la suspensión mediante bombas centrífugas. Esto puede garantizar que al menos una parte de la sílice reactiva de la segunda porción de la suspensión de bauxita se convierta en DSP (un sólido), que ayuda a reducir el contenido de sílice en la mezcla formada a partir de la primera fracción líquida y la segunda mezcla alcalina de bauxita que se combinan en la etapa S600.
En la etapa S700, la segunda mezcla alcalina de bauxita se mantiene dentro de un segundo intervalo de temperatura durante un segundo período de tiempo para obtener un segundo producto de reacción que comprende una segunda fracción sólida y una segunda fracción líquida. En otras palabras, la sustancia alcalina reacciona con la segunda porción de la suspensión de bauxita, en particular con los sólidos que la misma contiene, durante un tiempo de reacción predeterminado (segundo período de tiempo) mientras que la segunda mezcla alcalina de bauxita se mantiene dentro de un segundo intervalo de temperatura. La etapa S700 se lleva a cabo de manera que la presión de la segunda mezcla alcalina de bauxita sea superior a la presión atmosférica, en donde la presión se controla al controlar la temperatura de la segunda mezcla alcalina de bauxita y al llevar a cabo la etapa S700 usando un aparato estanco a la presión.
En un proceso que comprende únicamente la extracción diferencial de acuerdo con la etapa S400, el rendimiento máximo de la primera fracción líquida se controla en gran medida por el primer intervalo de temperatura.
La eficiencia del proceso, según se define como la pérdida de sustancia alcalina en el residuo (fracción sólida), requiere que la etapa S400 se realice a una temperatura más baja (dentro de un primer intervalo de temperatura más bajo) para que el proceso pueda controlarse a un tiempo de permanencia más práctico, es decir, el primer período de tiempo. La desventaja de un proceso que solo comprende la etapa S400, y no además la etapa S700 como la presente invención, es que el rendimiento se ve afectado, es por eso que la etapa S700, también mencionada como digestión potenciadora, se lleva a cabo de acuerdo con la invención. Dicha etapa S700 se lleva a cabo, de acuerdo con la presente invención, a una temperatura más alta que la etapa S400 y se ejecuta usando un tiempo de permanencia más largo, es decir, el segundo período de tiempo. La temperatura más alta y el tiempo de permanencia más prolongado en la etapa S700 permiten que se disuelva una mayor cantidad de alúmina en la fracción líquida, esto, por lo tanto, aumenta el rendimiento de esta fracción líquida en comparación con un proceso que solo comprende una etapa de extracción diferencial.
En dependencia de la calidad del mineral de bauxita y la composición de la sustancia alcalina, el segundo período de tiempo puede estar, por ejemplo, en el intervalo de 30 minutos a 90 minutos. El segundo intervalo de temperatura puede ser, por ejemplo, de 140 °C a 180 °C. Cuando el segundo período de tiempo es menor que eso, no puede hacer precipitar suficiente silicio no deseable de la segunda fase líquida a la segunda fase sólida, esto da como resultado un contenido de silicio demasiado alto en el producto final del proceso. Cuando el segundo período de tiempo es más largo que eso, el diseño de un sistema para llevar a cabo el proceso se vuelve ineficiente, ya que el proceso se lleva a cabo como un proceso continuo y, en consecuencia, se requiere volumen para que la segunda mezcla alcalina de bauxita pase a través del sistema en el segundo período de tiempo. Cuando la segunda temperatura es demasiado baja, existe el riesgo de que no se disuelva una cantidad significativa de aluminio y, al mismo tiempo, no se precipite suficiente silicio no deseable del líquido a la fracción sólida, ya que la cinética de reacción es demasiado lenta. Cuando la segunda temperatura es demasiado alta, la eficiencia del proceso se reduce debido a la energía requerida para calentar la segunda mezcla alcalina de bauxita y el mayor costo de capital asociado a materiales de construcción más caros. La etapa S700 generará un segundo producto de reacción que comprende una segunda fracción líquida y una segunda fracción sólida. La segunda fracción sólida contiene todo el residuo que no disolvió la sustancia alcalina en la etapa S700 durante el segundo período de tiempo o que precipitó durante la reacción en S700. De acuerdo con la invención, en la etapa S700 no se disuelve todo el contenido sólido de la segunda porción de la suspensión de bauxita y queda un residuo sólido, la segunda fracción sólida. La segunda fracción líquida comprende, entre otros, aluminio disuelto y posteriormente se procesa más para producir la alúmina.
En la etapa S800, el segundo producto de reacción se trata al separar la segunda fracción líquida de la segunda fracción sólida. De acuerdo con la invención, la etapa S800 tiene lugar antes de que se reduzcan la presión y la temperatura del segundo producto de reacción. En los procesos convencionales, la separación de las fases líquida y sólida tiene lugar después de una reducción de la presión y la temperatura del segundo producto de reacción. Sin embargo, los presentes inventores notaron que el rendimiento del proceso puede mejorarse haciendo la separación de las segundas fracciones sólida y líquida mientras la presión y la temperatura son todavía más altas que la temperatura ambiente y la presión ambiental. Las razones para realizar la etapa S800 antes de una reducción de la presión y/o la temperatura son las siguientes. Los presentes inventores descubrieron que la solubilidad del aluminio en la primera fracción líquida es mayor a temperaturas más altas. Por consiguiente, el estímulo para que ocurra la precipitación, por ejemplo el cambio en la energía libre por la precipitación, de los compuestos (sólidos) que contienen aluminio es mayor a temperaturas más bajas. Los presentes inventores también encontraron que cuando la temperatura de la segunda mezcla alcalina de bauxita se reduce mientras las segundas fracciones líquida y sólida todavía forman una suspensión y están en contacto entre sí, la segunda fracción sólida puede servir como sitio de nucleación para la precipitación de compuestos que contienen aluminio que posteriormente se pierden como desechos del proceso con la segunda fracción sólida. Además, aunque la cinética de la precipitación también es más rápida a temperaturas más altas, el menor estímulo termodinámico para la precipitación, que puede ser cero de acuerdo con la presente invención, tiene más influencia en la tasa de precipitación, lo que da como resultado una menor tasa de precipitación neta o ninguna precipitación de aluminio a temperaturas más altas. Una desventaja de hacer la separación de las segundas fracciones líquida y sólida a alta temperatura/presión es que se requiere un equipo de separación con clasificación de presión que sea capaz de soportar estas temperaturas más altas. Un ejemplo de un equipo de separación con clasificación de presión de este tipo que se puede usar para llevar a cabo la etapa S800 se describe, p. ej., en el documento US5833865A, cuyo contenido completo se incorpora al presente documento por esta referencia. Sin embargo, los presentes inventores descubrieron que las ganancias de rendimiento del presente proceso de acuerdo con la invención en comparación con el proceso convencional pueden compensar esta desventaja. La segunda fracción sólida obtenida en la etapa S800 puede descartarse como desecho del proceso, p. ej., después de lavarla para recuperar álcali.
En la etapa S900, la presión de la segunda fracción líquida se reduce a la presión ambiental (p. ej., la presión atmosférica). Por ejemplo, la segunda fracción líquida puede conducirse a través de al menos uno, p. ej., de dos a cuatro, tanques de expansión en los que el contenido de agua de la segunda fracción líquida se reduce mediante la "expansión" del vapor de agua a la vez que también se reducen la temperatura y la presión de la segunda fracción líquida.
También se pueden reducir la presión y la temperatura de la segunda fase sólida. Como ya se ha mencionado, la segunda fase sólida se puede lavar para recuperar álcali, p. ej., en forma de compuestos que contienen sodio, y luego pueden descartarse como desechos del proceso.
En la etapa S1000 se precipitan compuestos de aluminio, p. ej., hidróxido de aluminio, a partir de la segunda fracción líquida después de que la temperatura y la presión de la misma se redujeran en la etapa S900. Como se mencionó anteriormente, la temperatura más baja también reduce la solubilidad máxima del aluminio en la segunda fase líquida y, en consecuencia, aumenta el impulso termodinámico para la precipitación de compuestos de aluminio. Para mejorar la precipitación y el rendimiento, a la segunda fracción líquida se pueden añadir semillas que actúan como núcleos para la precipitación de compuestos de aluminio. Estas semillas pueden ser, por ejemplo, semillas de hidróxido de aluminio o de alúmina producidas previamente por el proceso. Como la segunda fracción líquida se empobrece cada vez más en aluminio por la precipitación de compuestos de aluminio (sólidos), en el presente documento se le denomina fracción líquida empobrecida en Al después de la etapa S1000.
Después de la precipitación de los compuestos de aluminio en la etapa S1000, la segunda fracción líquida, ahora conocida como fracción líquida empobrecida en Al, puede reintroducirse en el proceso aguas arriba y puede, p. ej., mezclarse con el mineral de bauxita para obtener la suspensión de bauxita y/o la primera y/o la segunda porción de la suspensión de bauxita para obtener la primera y/o la segunda mezcla alcalina de bauxita como se describió anteriormente.
En la etapa S1100, los compuestos de aluminio obtenidos en la etapa S1000 pueden secarse, p. ej., mediante el uso de calor (también conocido como calcinación), para eliminar la humedad y el agua unida químicamente, tal como para obtener alúmina (óxido de aluminio). La alúmina puede entonces, por ejemplo, utilizarse en otros procesos, p. ej., para producir metal de aluminio por electrólisis, etc. Se observa que el proceso de acuerdo con la presente invención es un proceso continuo en estado estacionario, en consecuencia, las etapas descritas en el presente documento se realizan, salvo que se describa lo contrario, de manera concurrente y continua.
Con referencia a la figura 2, se describe un sistema 10 para llevar a cabo el proceso de acuerdo con la presente invención. Se observa que todas las características con respecto al proceso se aplican al sistema de la manera correspondiente y viceversa salvo que se indique lo contrario.
El sistema 10 puede comprender una entrada de bauxita 15. La entrada de bauxita 15 puede ser, por ejemplo, un sistema de transporte, como un conducto o una correa, que transporta mineral de bauxita desde un depósito o una mina (no se muestra). En el cruce 23, el mineral de bauxita se mezcla con un líquido, p. ej., la fracción líquida empobrecida en Al (c.f. S1000) para obtener una suspensión de bauxita. El líquido se puede suministrar al cruce 23 a través de una línea 101 que se describe más adelante. Una línea 21 puede transportar la suspensión de bauxita hasta un separador 20. El separador 20 puede separar la suspensión de bauxita al menos en una primera porción de la suspensión de bauxita y una segunda porción de la suspensión de bauxita (c.f. 200). Aguas arriba o aguas abajo del separador, la suspensión de bauxita, p. ej., la primera porción de la suspensión de bauxita y la segunda porción de la suspensión de bauxita, se puede mezclar opcionalmente con agua para diluir la suspensión y facilitar el procesamiento. El separador 20 puede ser, por ejemplo, un tubo en forma de Y que tenga una entrada y dos salidas con diámetros que tengan una relación tal que corresponda a la relación de la primera porción de mineral de bauxita a la segunda porción de mineral de bauxita. Se pueden proporcionar una o más bombas con cada salida del separador 20 para generar una presión en la suspensión que facilite el transporte. Una salida del separador 20 se puede conectar a una línea 24 para transportar la primera porción de la suspensión de bauxita a través del cruce 35 y de la línea 36 hasta, por último, un primer digestor 50 que se describe más adelante. Una salida adicional del separador 20 se puede conectar a una línea 22 para transportar la segunda porción de la suspensión de bauxita desde el separador 20 hasta, por último, un segundo digestor 70 que se describe más adelante.
El sistema 10 puede opcionalmente comprender además medios para la desilicación 30 provistos a lo largo de la línea 22. Los medios para la desilicación 30 pueden proporcionarse en un tanque o más de un tanque con mezcla de suspensión, con un tiempo de permanencia objetivo entre 8 y 18 horas y una temperatura de 95 a 105 °C. Se observa que el medio para la desilicación 30 es opcional y puede omitirse, p. ej., cuando el mineral que se introduce a través de la entrada de bauxita 15 tiene un bajo contenido de silicio y, en consecuencia, la segunda porción de la suspensión de bauxita tiene un bajo contenido de silicio.
En el cruce 35, la línea 24 se conecta a una línea 40 que transporta la sustancia alcalina, p. ej., la solución alcalina. La línea 40 puede conectarse en el otro extremo de la misma con una salida de un cruce 41. El cruce 41 puede tener una salida y dos entradas. Se puede conectar una salida del cruce 41 con la línea 40. Se puede conectar una entrada del cruce 41 a la línea 101 que suministra una fracción líquida empobrecida en Al como se describe más adelante. Otra entrada del cruce 41 se puede conectar a una entrada para álcali nuevo 44, p. ej., para álcali que no se ha usado en el proceso descrito anteriormente en el presente documento. El álcali nuevo puede ser, por ejemplo, sosa cáustica o un álcali diferente. El álcali nuevo se puede suministrar en forma sólida o líquida y puede mezclarse en el cruce 41 con la fracción líquida empobrecida en Al que se suministra al cruce 41 a través de la línea 101. Para facilitar la mezcla, el cruce 41 puede contar con medios para facilitar la mezcla tales como agitadores o similares. El cruce 41 también puede tener una entrada de agua (no mostrada) para ajustar el contenido de pH de la mezcla generada en el cruce 41. Por ejemplo, el cruce 41 puede implementarse como un tanque que tiene un volumen que puede actuar como un almacenamiento de tampón para la sustancia alcalina.
La sustancia alcalina que se suministra desde el cruce 41 a través de la línea 40 al cruce 35 puede tener una temperatura superior a la temperatura ambiente cuando llega al cruce 35. Para inducir la temperatura más alta, al menos un calentador 45, p. ej., de dos a cuatro calentadores, se puede proporcionar a lo largo de la línea 40. El calentador 45 puede implementarse, por ejemplo, como un intercambiador de calor que calienta la sustancia alcalina usando vapor que se genera como subproducto del proceso, p. ej., por tanques de expansión, descritos en el presente documento. Sin embargo, los medios por los cuales se calienta la sustancia alcalina que se suministra a través de la línea 40 no se limitan en particular.
El cruce 35 puede comprender medios para facilitar la mezcla de la primera porción de la suspensión de bauxita que se suministra a través de la línea 24 y la sustancia alcalina que se suministra a través de la línea 40, como un agitador mecánico o similar. Se puede conectar una salida del cruce 35 a la línea 36 que se usa para suministrar la primera mezcla alcalina de bauxita, c.f. S300, que se genera al mezclar la primera porción de la suspensión de bauxita y la sustancia alcalina en el cruce 35, al primer digestor 50.
El sistema 10 puede comprender además el primer digestor 50. El primer digestor 50 también se denomina aquí digestor diferencial 50. El digestor diferencial 50 puede ser un recipiente de reacción para llevar a cabo la disolución al menos parcial ("digestión") de la parte sólida de la mezcla alcalina de bauxita, c.f. etapa S400. En realizaciones alternativas, la primera porción de la suspensión de bauxita y la sustancia alcalina pueden suministrarse al primer digestor 50 a través de líneas separadas y pueden introducirse en el primer digestor 50 usando entradas separadas y luego pueden formar una mezcla cuando están dentro del primer digestor 50.
Una salida del digestor diferencial 50 se puede conectar a un primer separador sólido-líquido 55 a través de la línea 51 para suministrar el primer producto de reacción generado por el digestor diferencial 50 a una entrada del primer separador sólido-líquido 55. El primer producto de reacción que se introduce en el primer separador sólido-líquido 55 es separado por el primer separador sólido-líquido 55 en la primera fracción sólida y la primera fracción líquida, c.f. etapa S500. El primer separador sólido-líquido 55 puede, por ejemplo, implementarse como un tamiz que tiene un tamaño de malla que solo permite el paso de la fase líquida para que las fases líquida y sólida se separen. El sistema 10 puede comprender además una línea 56 que conecta la salida de la primera fracción sólida del primer separador sólido-líquido 55 con un exterior del sistema 10. La primera fracción sólida puede salir del sistema 10 a través de la línea 56 para su posterior procesamiento, p. ej., para recuperar álcali de la primera fracción sólida y/o deposición y generalmente no se usa más en el proceso.
El sistema 10 puede comprender además una línea 57 que conecta una salida para la primera fracción líquida del primer separador sólido-líquido 55 con un segundo digestor 70. El segundo digestor 70 también se denomina digestor potenciador 70 en lo sucesivo. Se pueden proporcionar uno o más calentadores 60 a lo largo de la línea 57 para aumentar la temperatura del material que se transporta a través de la línea 57. Se puede proporcionar un cruce 65 a lo largo de la línea 57 para conectar la línea 57 y la línea 22. En el cruce 65, la segunda mezcla alcalina de bauxita se obtiene al mezclar la primera fracción líquida y la segunda porción de la suspensión de bauxita que se suministra a través de la línea 22. El cruce 65 puede incluir agitadores u otros medios para facilitar el mezclado de la primera fracción líquida y la segunda porción de la suspensión de bauxita. Dicho cruce 65 puede usarse para implementar la etapa S600 descrita anteriormente. El cruce 65 puede proporcionarse aguas arriba o aguas abajo del (de los) calentador(es) 60 o entre los calentadores 60, si hay varios calentadores separados a lo largo de la línea 57. Como alternativa, la línea 22 se puede conectar directamente con el digestor potenciador 70 a través de una entrada separada del digestor potenciador 70 para implementar la etapa S600. En este caso, del mismo modo que en el caso de la primera mezcla alcalina de bauxita, la segunda mezcla alcalina de bauxita puede, en este caso, obtenerse dentro del segundo digestor 70.
Como ya se ha mencionado, el sistema 10 comprende el segundo digestor 70 que también se denomina digestor potenciador 70. El digestor potenciador 70 puede ser un recipiente de reacción y puede usarse para llevar a cabo la etapa S700 descrita anteriormente. El tiempo de tránsito de la segunda mezcla alcalina de bauxita a través del digestor potenciador 70 puede ser mayor que el tiempo de tránsito de la primera mezcla alcalina de bauxita a través del digestor diferencial 50. Una temperatura de reacción en el digestor potenciador 70 puede ser más alta que una temperatura de reacción en el digestor diferencial 50. El segundo producto de reacción que comprende la segunda fase líquida y la segunda fase sólida es generado por el digestor potenciador 70 cuando la segunda mezcla alcalina de bauxita transita por el digestor potenciador 70 y sale del digestor potenciador 70 a través de una salida del mismo.
El sistema 10 puede comprender además un segundo separador sólido-líquido 80 y una línea 71 que conecta la salida del digestor potenciador 70 con una entrada del segundo separador sólido-líquido 80. El segundo separador sólido-líquido 80 se puede usar para llevar a cabo la etapa S800 como se describe anteriormente. El segundo separador sólido-líquido 80 puede proporcionarse de manera que el segundo producto de reacción que se suministra a la entrada del segundo separador sólido-líquido 80 tenga una presión superior a la presión ambiental (p. ej., la presión atmosférica, p. ej., la presión estándar según IUPAC), en donde la presión está relacionada con la temperatura del producto de reacción. Por ejemplo, el segundo producto de reacción que se suministra al segundo separador sólido-líquido 80 puede tener una temperatura superior a la temperatura de ebullición atmosférica (la temperatura de ebullición a presión estándar de acuerdo con IUPAC [101,325 kPa]) del segundo producto de reacción. Por ejemplo, el segundo separador sólido-líquido 80 puede implementarse como un filtro de presión. Un ejemplo de un separador sólido-líquido 80 que se puede usar de acuerdo con la presente invención se describe, p. ej., en el documento US5833865A mencionado anteriormente. Una presión en la entrada del segundo separador sólido-líquido 80 puede ser igual o superior a la presión en el digestor potenciador 70. La presión en la entrada puede, p. ej., ser mayor cuando se añade presión al segundo producto de reacción, p. ej., al introducir aire comprimido, para promover la separación en el segundo separador de sólido-líquido 80.
Se puede proporcionar una línea 82 que está conectada a una salida del separador de sólido-líquido 80 para la segunda fase sólida para transportar la segunda fase sólida al exterior del sistema 10. . La segunda fracción sólida puede salir del sistema 10 a través de la línea 82 para su posterior procesamiento, p. ej., para recuperar la sustancia alcalina y/o para la deposición.
El sistema 10 puede, opcionalmente, comprender además una línea 81 para suministrar un líquido de lavado, p. ej. agua o un líquido alcalino diluido o similar, al segundo separador sólido-líquido 80. La línea 81 puede suministrar agua desde una fuente de agua externa (no mostrada) al separador sólido-líquido 80. El agua se puede utilizar para lavar la segunda fase sólida en el segundo separador sólido-líquido 80, p. ej., para recuperar la sustancia alcalina. De forma adicional o alternativa, la línea 81 se puede conectar con la línea 56 y/o la línea 82 para diluir/lavar la primera fracción sólida y/o la segunda fracción sólida antes del procesamiento o deposición adicional. Esto puede reducir el contenido de sustancia alcalina en la primera y la segunda fracción sólida.
El sistema 10 puede comprender una línea 83 que conecta una salida del segundo separador sólido-líquido 80 para la segunda fase líquida con una entrada del recipiente de precipitación 100. Se pueden proporcionar uno o más medios para reducir la presión y la temperatura 90 a lo largo de la línea 83. Los medios para reducir la presión y la temperatura 90 pueden usarse para llevar a cabo la etapa S900. Los medios para reducir la presión y la temperatura 90 pueden implementarse, por ejemplo, como un intercambiador de calor o un tanque de expansión. Cuando los medios para reducir la temperatura y la presión 90 se implementan como un tanque de expansión, se puede conseguir una reducción del contenido de agua de la segunda fracción líquida además de una reducción de la temperatura y la presión. En la figura 2, se muestra una realización de un sistema 10 con dos medios para reducir la presión y la temperatura 90 implementados como tanques de expansión que se proporcionan a lo largo de la línea 83. Sin embargo, el número de medios para reducir la presión y la temperatura 90 proporcionados a lo largo de la línea 83 no está particularmente limitado. El agua que los tanques de expansión evaporan como vapor de la segunda fracción líquida se indica esquemáticamente en la figura 2 con flechas 91. El vapor generado por un tanque de expansión puede usarse opcionalmente para operar los diferentes calentadores 25, 45, 60 descritos en el presente documento.
Con referencia adicional a la figura 2, el sistema 10 puede comprender además el recipiente de precipitación 100. El recipiente de precipitación 100 puede usarse para llevar a cabo la etapa S1000, es decir, hacer precipitar compuestos de Al a partir de la segunda fracción líquida para obtener compuestos de Al sólidos y la fracción líquida empobrecida en Al. Por ejemplo, el recipiente de precipitación 100 puede configurarse como se describe en el documento DE 43977 mencionado anteriormente y puede comprender una serie de tanques que tienen agitadores. Como la temperatura de la segunda fracción líquida es más baja en el recipiente de precipitación 100 que en el digestor potenciador 70 o el segundo separador sólido-líquido 80 debido a una reducción de temperatura que tiene lugar cuando la segunda fracción líquida pasa por la línea 83, el impulso termodinámico para la precipitación de aluminio de la segunda fase líquida aumenta y, por lo tanto, los compuestos de Al sólidos se estabilizan termodinámicamente y precipitan. Pueden añadirse al recipiente de precipitación 100 compuestos de Al como núcleos para facilitar una mayor precipitación (no se muestra).
Los compuestos de Al sólidos generados en el recipiente de precipitación 100 pueden recogerse y eliminarse del recipiente de precipitación a través de la línea 102. Los compuestos de Al pueden transportarse posteriormente a un aparato de secado (no mostrado), p. ej., un horno, para secarlos para eliminar el agua para obtener alúmina. El aparato de secado puede implementar la etapa S1100 como se describe anteriormente. Por ejemplo, una gran parte de los compuestos de Al sólidos generados en el recipiente de precipitación 100 es hidróxido de aluminio. El secado del hidróxido de aluminio al exponer el hidróxido de aluminio al calor produce alúmina, que es el producto final del proceso descrito en el presente documento.
La fase líquida en el recipiente de precipitación 100 se empobrece cada vez más en aluminio a medida que se precipitan y eliminan más y más compuestos de Al a través de la línea 102. La fracción líquida empobrecida en Al puede suministrarse a través de la línea 101 al cruce 41 para generar la sustancia alcalina y al cruce 23 para generar la suspensión de bauxita (c.f. etapa S100). Tal como se muestra esquemáticamente en la figura 2, la línea 101 puede dividirse para conectarse al cruce 41 y al cruce 23 para suministrar la fracción líquida empobrecida en Al.

Claims (13)

REIVINDICACIONES
1. Proceso para producir alúmina a partir de mineral de bauxita de manera continua y en estado estacionario, que comprende
(a) preparar una suspensión de bauxita mezclando el mineral de bauxita con al menos una parte de una fracción líquida empobrecida en Al (S100),
(b) separar la suspensión de bauxita en al menos una primera porción de la suspensión de bauxita y una segunda porción de la suspensión de bauxita (S200);
(c) mezclar la primera porción de la suspensión de bauxita con una sustancia alcalina para obtener una primera mezcla alcalina de bauxita (S300);
(d) mantener la primera mezcla alcalina de bauxita dentro de un primer intervalo de temperatura durante un primer período de tiempo para obtener un primer producto de reacción que comprende una primera fracción sólida y una primera fracción líquida (S400);
(e) separar la primera fracción sólida de la primera fracción líquida (S500),
(f) mezclar la primera fracción líquida con la segunda porción de la suspensión de bauxita para obtener una segunda mezcla alcalina de bauxita (S600),
(g) mantener la segunda mezcla alcalina de bauxita dentro de un segundo intervalo de temperatura durante un segundo período de tiempo y por encima de la presión ambiental, tal como para obtener un segundo producto de reacción que comprende una segunda fracción sólida y una segunda fracción líquida (S700);
(h) separar la segunda fracción sólida de la segunda fracción líquida antes de reducir la presión de al menos la segunda fracción líquida a la presión ambiental (S800);
(i) reducir la presión de la segunda fracción líquida y además, opcionalmente, la presión de la segunda fracción sólida, a la presión ambiental (S900);
(j) hacer precipitar los compuestos de Al de la segunda fracción líquida después de reducir la presión de los mismos para obtener compuestos de Al sólidos y la fracción líquida empobrecida en Al (S1000);
(k) secar los compuestos de Al sólidos para obtener alúmina (S1100),
en donde el primer intervalo de temperatura es más bajo que el segundo intervalo de temperatura, y en donde el primer período de tiempo es más corto que el segundo período de tiempo.
2. Proceso de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la segunda porción de la suspensión de bauxita se desilicata antes de mezclar la primera fracción líquida con la segunda porción de la suspensión de bauxita para obtener la segunda mezcla alcalina de bauxita.
3. Proceso de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en donde el primer período de tiempo es de 1-30 minutos.
4. Proceso de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en donde el primer intervalo de temperatura es de 100­ 135 °C.
5. Proceso de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en donde el segundo período de tiempo es de 30-90 minutos
6. Proceso de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en donde el segundo intervalo de temperatura es de 140-180 °C.
7. Proceso de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en donde una relación en peso por unidad de tiempo de la primera porción de la suspensión de bauxita a la segunda porción de la suspensión de bauxita es entre 1:1 y 4:1.
8. Proceso de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en donde hacer precipitar los compuestos de Al de la segunda fracción líquida comprende añadir al menos una parte de los compuestos de Al obtenidos previamente a la segunda fracción líquida como semillas de precipitación.
9. Proceso de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en donde la sustancia alcalina es una solución líquida, en particular, una solución alcalina acuosa que comprende al menos uno o más de: NaOH, Na2CO3, Na[Al(OH)4] y además al menos uno o más de: NaCl, Na2SO4, Na2SiO3, Na2C2O4, NOOC (carbono orgánico, distinto al oxalato).
10. Proceso de acuerdo con la reivindicación 9, en donde, antes de que se mezcle al menos la parte de la fracción líquida empobrecida en Al con el mineral de bauxita, el agua se evapora de la fracción líquida empobrecida en Al.
11. Proceso de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en donde la segunda fracción sólida se lava para recuperar los componentes con sodio contenidos en la segunda fracción sólida.
12. Proceso de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, que comprende además preparar la sustancia alcalina mezclando una parte de la fracción líquida empobrecida en Al con un álcali, en donde el álcali es una solución líquida, en particular, una solución alcalina acuosa que comprende al menos uno o más de: NaOH, Na2CO3, Na[Al(OH)4] y además al menos uno o más de: NaCl, Na2SO4, Na2SiO3, Na2C2O4, NOOC (carbono orgánico, distinto al oxalato).
13. El sistema (10) para producir alúmina a partir de mineral de bauxita de manera continua y en estado estacionario, en donde el sistema (10) está configurado para llevar a cabo el proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, que comprende
un primer digestor (50) que tiene una entrada para una primera mezcla alcalina de bauxita y una salida para un primer producto de reacción que comprende una primera fracción sólida y una primera fracción líquida, un segundo digestor (70) que tiene una entrada para una segunda mezcla alcalina de bauxita y una salida para un segundo producto de reacción que comprende una segunda fracción sólida y una segunda fracción líquida, un primer separador sólido-líquido (55) para separar la primera fracción líquida de la primera fracción sólida, que tiene una entrada que está conectada con la salida del primer digestor (50) y que tiene una salida para la primera fracción sólida y una salida para la primera fracción líquida, en donde la salida para la primera fracción líquida del primer separador sólido-líquido (55) está en comunicación fluida con la entrada del segundo digestor (70) para la segunda mezcla alcalina de bauxita a través de una línea, y una línea (22) en donde la suspensión de bauxita se añade a la primera fracción líquida que fluye a lo largo de la línea, y en donde una línea adicional (56) que conecta la salida para la primera fracción sólida del primer separador sólido-líquido (55) está en conexión con un exterior del sistema (10),
un segundo separador sólido-líquido (80) para separar la segunda fracción líquida de la segunda fracción sólida que tiene una entrada que está en comunicación fluida con la salida del segundo digestor (70), y que tiene una salida para la segunda fracción sólida y un salida para la segunda fracción líquida,
un recipiente de precipitación (100) que tiene una entrada que está en comunicación fluida con la salida para la segunda fracción líquida del segundo separador sólido-líquido (80) y que tiene una salida para la fracción líquida empobrecida en Al y una salida para compuestos de AI sólidos, en donde el recipiente de precipitación (100) está configurado para hacer precipitar compuestos de AI sólidos de la segunda fracción líquida,
un aparato de secado que está conectado con la salida de compuestos de AI sólidos para secar los compuestos de Al sólidos para obtener alúmina,
en donde se proporciona un medio para reducir la presión y la temperatura (90) en una dirección aguas arribaaguas abajo entre la salida de la segunda fase líquida del segundo separador sólido-líquido (80) y la entrada del recipiente de precipitación (100), y en donde durante el uso del sistema una presión del segundo producto de reacción que entra por la entrada del segundo separador sólido-líquido (80) es igual o mayor que la presión en el segundo digestor (70).
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