processo bayer Área de calcinaÇÃo consiste em separar mecanicamente as partículas sólidas de...

PROCESSO BAYER

ÁREA DE CALCINAÇÃO

• Consiste em separar mecanicamente as partículas sólidas de uma suspensão liquida com o auxílio de um meio poroso.

FILTRAÇÃO DO HIDRATO

• Força propulsora• O próprio peso da suspensão;• Pressão aplicada sobre o líquido;• Vácuo;• Força centrífuga.

FILTRAÇÃO DO HIDRATO

FILTRAÇÃO DO HIDRATO

FILTRAÇÃO DO HIDRATO

FILTRAÇÃO DO HIDRATO

Seleção do Meio Filtrante

Seleção do tipo de fibra:-Resistência ao calor

-Resistência química

-Propriedades físicas

Seleção do tipo de tecido:-Gramatura

-Permeabilidade do tecido limpo

-Permeabilidade do tecido “condicionado”

FILTRAÇÃO DO HIDRATO

Seleção do Meio Filtrante

Seleção do tipo de acabamento:-Estabilidade dimensional

-Propriedades de flexibilidade e abrasão

-Características de soltura da torta

Fabricação do tecido:-Tamanho

-Peças componentes (tipo de fechos, rebites, etc.)

-Construção da costura

-Pontos de costura, tensão, tipo de agulha e tamanho

FILTRAÇÃO DO HIDRATO

Tecedura plana (Plain weave):Tecedura plana (Plain weave): • tecido bem rígido• superfície suave e plana• boa retenção de partículas e soltura da torta• susceptibilidade ao “cegamento”.

Tecedura tipo cetim (Satin weaveTecedura tipo cetim (Satin weave):• apresenta a melhor soltura da torta • não “cegam” facilmente • resistência razoável à abrasão• retenção de partículas não é muito boa.

Tecedura tipo sarja (Twill weave):Tecedura tipo sarja (Twill weave): • boa elasticidade e resistência à abrasão• boa drenagem e resistência ao “cegamento” com retenção de partículas médias.• não soltam a torta facilmente.

Tipos de Tecedura dos Meios Filtrantes

FILTRAÇÃO DO HIDRATO

plana sarja cetim

Características das teceduras

FILTRAÇÃO DO HIDRATO

Propriedades de alguns materiais utilizados na fabricação de meios filtrantes

FILTRAÇÃO DO HIDRATO

Fluxograma básico da área de Filtração de Hidrato

FILTRAÇÃO DO HIDRATO

FILTRAÇÃO DO HIDRATO

FILTRAÇÃO DO HIDRATO

FILTRAÇÃO DO HIDRATO

• A calcinação é geralmente definida como “um processo em que os materiais são aquecidos a temperaturas elevadas, para a separação de compostos voláteis, às vezes reduzidos a pó, sem fusão” (BHILOTRA, 1993).

CALCINAÇÃO DO HIDRATO

Gibbsita Bohemita Alumina Gama Alumina Alfa (córidon)

Δ Δ Δ

CALCINAÇÃO DO HIDRATO

FASE V ALUMINA GAMA (SANDY) Al2O3 ESTÁVEL - LOI < 1%

960°C

ALUMINA ALFA (FLOURY) 1200°

C

ALIMENTAÇÃO DE HIDRATO Al2O3 . 3H2O + H2O 50°C

FASE I SECAGEM DO HIDRATO AlO3. 3H2O

100°C

FASE II INICIO DA DESIDRATAÇÃO Al2O3 . 3H2O

200°C

600°C

FASE IV FORMAÇÃO DA ALUMINA GAMA AlO3 INSTAVEL – LOI = 1% A 2%

FASE III FORMAÇÃO DA BOEMITA AlO3. H2O – LOI = 10%

300°C

CALOR

FASES DA CALCINAÇÃO

PROPRIEDADES FÍSICAS E QUÍMICAS DA ALUMINA

• Distribuição granulométrica

• Determinada principalmente no processo de precipitação do hidrato e em menor escala pela calcinação

• É uma das principais propriedades para o processo de operação dos fornos de redução

• É feita, em geral, com o uso de três peneiras: 100# (mesh), 200# e 325#.

PROPRIEDADES FÍSICAS E QUÍMICAS DA ALUMINA

• Fragilidade ou índice de atrito

• Controlada no processo de precipitação do hidrato e está relacionada com o processo de formação dos cristais.

• É medida através da verificação do aumento das partículas < 44 após a calcinação.

PROPRIEDADES FÍSICAS E QUÍMICAS DA ALUMINA

• Fluidez e ângulo de repouso

• Características derivadas da distribuição granulométrica das partículas e do grau de calcinação

• Define as condições de escoamento da alumina.

PROPRIEDADES FÍSICAS E QUÍMICAS DA ALUMINA

• Grau de calcinação

• É o somatório dos efeitos da taxa de aquecimento, atmosfera do calcinador, temperatura final de calcinação e o tempo de permanência de cada partícula no calcinador

• Expresso por três parâmetros diferentes:• LOI- loss on ignition• SSA – Specific surface area• Porcentagem de alumina alfa

PROPRIEDADES FÍSICAS E QUÍMICAS DA ALUMINA

• LOI- loss on ignition

• É definido como a perda de massa da partícula com o aquecimento

• Quanto menor for este valor maior será o grau de calcinação.

PROPRIEDADES FÍSICAS E QUÍMICAS DA ALUMINA

• SSA – Specific surface area

• É a medida da área superficial de uma quantidade específica de partículas de alumina incluindo os poros

• É expressa em m2/g

PROPRIEDADES FÍSICAS E QUÍMICAS DA ALUMINA

• Propriedades químicas

• As propriedades químicas da alumina afetam mais a pureza do metal e o consumo de matérias primas no forno de redução.

• Em geral, são nos processos de digestão e filtração do licor rico que são controladas a maioria das impurezas da alumina.

PROPRIEDADES FÍSICAS E QUÍMICAS DA ALUMINA

PROPRIEDADES FÍSICAS E QUÍMICAS DA ALUMINA

TIPOS DE ALUMINA

• Sandy

• Boa fluidez• Relativamente uniforme e grosseiro• Distribuição granulométrica semelhante à do hidrato

original• Contém maior proporção de grãos na fase gama• Opaca• Possui afinidade por corantes• Área superficial específica acima de 40m2/g

TIPOS DE ALUMINA

• Floury

• Baixa fluidez• Proporção de material fino cristalino no formato de

penas juntamente com um proporção de partículas maiores semelhantes ao hidrato

• Apresentam rugosidade pronunciada• Contém maior proporção da fase alfa (>90%)• Área superficial específica inferior a 10m2/g

TIPOS DE ALUMINA

• Starchy

• Baixa fluidez• Constituída por uma grande proporção de material

cristalino fino que se adere às partículas maiores

COMBUSTÃO INDUSTRIAL

COMBUSTÃO COMPLETA

COMBUSTÃO INCOMPLETA

COMBUSTÃO INDUSTRIAL

COEFICIENTE DE AR

EXCESSO DE AR

PODER CALORÍFICO DO COMBUSTÍVEL

COMBUSTÃO INDUSTRIAL

PODER CALORÍFICO DE ALGUNS COMBUSTÍVEIS

COMBUSTÃO INDUSTRIAL

COMBURENTE

REAÇÕES EM FASE GASOSA

COMBUSTÍVEL

CÂMARA DE COMBUSTÃO

FULIGEM

COQUE

PRODUTOS NA FASE GASOSA

QUEIMADOR

BOCAL NEBULIZADOR

MISTURA POR TURBULÊNCIA

E DIFUSÃO

VAPORIZAÇÃO

RECIRCULAÇÃOCOMBUSTÃO

DE GOTAS

NEBULIZAÇÃO(FORMAÇÃO DE GOTAS)

COLISÃO DE GOTAS

PRODUTOS DE COMBUSTÃO

COMBUSTÃO INDUSTRIAL

COMBUSTÃO INDUSTRIAL

COMBUSTÃO INDUSTRIAL

COMBUSTÃO INDUSTRIAL

COMBUSTÃO INDUSTRIAL

NEBULIZAÇÃO DO COMBUSTÍVEL

COMBUSTÃO INDUSTRIAL

• Variáveis que afetam no processo de nebulização

• Características do combustível• Qualidade do processo de nebulização• Fluxo de ar• Temperatura do ar de combustão• Temperatura interna da câmara de combustão

TIPOS DE FORNOS CALCINADORES

• Calcinador rotativo• Calcinador de leito fluidizado

CALCINADOR ROTATIVO

CALCINADOR DE LEITO FLUIDIZADO

CALCINADOR DE LEITO FLUIDIZADO

• Características

• Existe uma velocidade mínima do gás que efetua a fluidização

• As reações químicas e a transferência de calor são extremamente rápidas

• Melhor controle da temperatura

CALCINADOR DE LEITO FLUIDIZADO

• Condições que levam a uma boa fluidização

• Partículas de baixa massa específica• Partículas de tamanho pequeno• Partículas com faixa granulométrica estreita• Partículas com forma próxima da esférica• Fluido de massa específica elevada

CALCINADOR DE LEITO FLUIDIZADO DA ALUNORTE

CALCINADOR DE LEITO FLUIDIZADO DA ALUNORTE

• Filtração do hidrato – alimentação da Calcinação

• Secagem• Precipitação Eletrostática• Pré-Calcinação• Calcinação• Resfriamento

FILTRAÇÃO DO HIDRATO

SECAGEM

PRECIPITAÇÃO ELETROSTÁTICA

PRECIPITAÇÃO ELETROSTÁTICA

PRECIPITAÇÃO ELETROSTÁTICA

PRECIPITAÇÃO ELETROSTÁTICA

PRECIPITAÇÃO ELETROSTÁTICA

PRECIPITAÇÃO ELETROSTÁTICA

PRECIPITAÇÃO ELETROSTÁTICA

PRÉ-CALCINAÇÃO

CALCINAÇÃO

CALCINAÇÃO

LANÇA DE BPF

RESFRIAMENTO

RESFRIAMENTO

COOLER DE AR

RESFRIAMENTO

COOLER DE ÁGUA