Método para obtener materias de valor a partir de lodo rojo.

Método para la obtención de materias de valor mediante lodo rojo que se producen en la fabricación de aluminio mediante el método bávaro,

con las etapas siguientes:

a) reducir al menos una parte de un óxido de hierro(III) y/o hidróxido de hierro(III) contenido en el lodo rojo con al menos un reductor, que comprende al menos un hidrocarburo; y

b) separar al menos una fase sólida de la mezcla reactiva de al menos una fase líquida y/o gaseosa, donde la fase sólida al menos comprende una materia de valor que comprende al menos magnetita,

caracterizado por el hecho de que

metano y/o gas natural y/o etanol son usados como reductores y se conducen para la reducción por el lodo rojo.

Método para obtener materias de valor a partir de lodo rojo

Estado de la técnica 5

El lodo rojo surge en la fabricación de aluminio según el método bávaro.

Desde el punto de vista químico, el lodo rojo representa una mezcla que principalmente está compuesta de óxido o hidróxido de hierro (111) , óxido de titanio, restos de óxido de aluminio, arena cuarzosa, óxido de calcio, óxido de sodio y sosa cáustica. 10

El nombre de lodo rojo proviene de su color rojo producido a través del óxido de hierro (III) .

La reelaboración del lodo rojo se complica porque las partículas del lodo rojo poseen debido al procedimiento de fabricación un diámetro muy bajo en el área entre 0, 1-1 μm en sección.

Particularmente una separación del óxido de hierro (III) de los silicatos, aluminatos y óxidos restantes representa un complejo problema técnico y no ha sido solucionado satisfactoriamente hasta ahora. 15

Por cada tonelada producida de aluminio se producen según la calidad de la bauxita utilizada 0, 5-1, 5 toneladas de lodo rojo como acompañante no evitable.

La cantidad producida cada año asciende a varios millones de toneladas y representa junto al lodo rojo ya presente un problema serio. 20

Puesto que el lodo rojo hasta ahora se ha considerado esencialmente como residuo, es desperdiciado y eliminado en gran parte a través del almacenaje en vertederos impermeabilizados.

El único uso consiste en este caso en la recuperación de la sosa cáustica puesta en el fondo del vertedero y en su reconducción en el método bávaro.

Esta forma de eliminación lleva además de a problemas de protección medioambiental, a problemas financieros 25 considerables.

El almacenaje en vertederos es caro y costoso puesto que hacen falta superficies e instalaciones grandes y se presentan costes altos para el transporte del lodo rojo.

Además, los costes de largo tiempo que surgen por el vertedero son difíciles de calcular y representan un problema económico adicional. 30

Por eso se emprendieron numerosos ensayos para transformar el lodo rojo, considerado hasta ahora como residuo, en sustancias de valor utilizables y conducir a una utilización económica.

Cada planteamiento ventajoso debería en este caso en la mayor medida posible aprovechar el potencial contenido en el lodo rojo y ofrecer una utilización amplia de los componentes contenidos. 35

De Xiang et. Al., "Low-temperature reduction of ferric iron in red mud" (TMS Light Metals (2001) , Proceedings of the technical sessions, Technical TMS annual meeting, XX, XX, 2001, S. 157-162) se conoce un método para la reducción de óxidos férricos de lodo rojo a magnetita.

Como reductor sirven en este caso el carbón, el carbón vegetal, virutas o bagazo de caña. 40

La US 3, 295, 924 A presenta un método, en el cual el lodo rojo es en primer lugar filtrado y calcinado.

El material calcinado se trata a continuación con un gas que contiene CO/H2, el cual se produce a través de cremación parcial de un hidrocarburo.

De Piga et. Al, "Recovering Metals from red mud generated during alumina production" (JOM, Minerals, Metals & Materials Society, Warrendale, PA, US, vol. 45, no. 11, 1 de noviembre de 1993, p. 54-59) se conoce que el lodo rojo dispersado y neutralizado con un ácido clorhídrico o de azufre se somete a una separación magnética.

Antes de la separación magnética se puede reducir la proporción de hierro en el lodo rojo pretratado de tal manera con ayuda de hidrocarburos de cloro a magnetita y/o hierro metálico. 50

De la US 3, 876, 749 A se conoce un método, según el cual el lodo rojo con antracita a temperaturas hasta los 1500 º C se transforma en hierros y escoria rica en Fe2O3.

La US 3 295 924 A presenta un método, según el cual el lodo rojo es filtrado, calcinado con ayuda de gases 55 de una cremación completa de un combustible y reducido con ayuda de gases de una cremación parcial de un combustible.

Un método nuevo de Virotec International LTD, protegido como "Basecon⢠Technology", consigue a través del volumen de ventas de lodo rojo con agua de mar una reducción del valor ph de aproximadamente 9 y abre así 60 posibilidades de empleo diferentes para el lodo rojo desalcalizado como por ejemplo la aplicación como agente de floculación o su aplicación como medio de tratamiento para aguas residuales ácidas o suelos ácidos.

Se considera desventajoso en este método la circunstancia de que la utilización anual de aproximadamente 1 millón de toneladas en el marco de este procedimiento corresponde a menos del 2 % de la producción anual y esto 65 no es adecuado por lo tanto para superar la cantidad de lodo rojo producida anualmente y no representa particularmente ninguna solución representa para los ya depositados residuos de lodo rojo.

Además es considerado desventajoso que no se realice ningún uso completo de las diferentes materias de valor contenidas en el lodo rojo y así se utiliza el presente potencial económico y ecológico sólo para un fragmento.

Tarea de la presente invención es poner a disposición un método realizable a escala industrial para una 5 utilización lo más completa posible de lodo rojo, el cual es utilizable tanto para el lodo rojo producido anualmente como para el ya depositado.

Representación de la invención 10

La tarea es resuelta según la invención a través de un método para la obtención de materias de valor mediante lodo rojo con las características de la reivindicación 1.

Configuraciones ventajosas con perfeccionamientos adecuados y no triviales de la invención son descritos en las otras reivindicaciones. 15

Según la invención el lodo rojo es colocado en un método para la obtención de materias de valor con las etapas siguientes: a) Reducir al menos una parte de un óxido de hierro (III) contenido en el lodo rojo y/o de un hidróxido de hierro (III) con al menos un reductor, que comprende al menos un hidrocarburo y b) Separar al menos una fase sólida de la mezcla reactiva de al menos una fase líquida y/o gaseosa, donde la fase sólida comprende al 20 menos una materia de valor que al menos comprende magnetita y donde se usan como reductores metano y/o gas natural y/o etanol y se conduce sobre lodo rojo para reducirla.

Tal método ofrece ventajas diferentes.

El lodo rojo contiene además de silicatos, óxidos de titanio, sosa cáustica residual y otros diversos compuestos como componentes principales de óxidos de hierro (III) o hidróxido de hierro (III) en forma de hematites y goethita con un 25 porcentaje en peso entre 30 y 60 %.

El lodo rojo se ofrece por lo tanto en manera ideal para la obtención de materias de valor a través de la reducción de los componentes de hierro (III) .

Se considera ventajosa la circunstancia de que el reductor se oxida en materias de valor.

En dependencia del reductor elegido surge gas de síntesis, etenes o aldehído de acetal en la reacción con óxido de 30 hierro (III) o hidróxido de hierro (III) , que representan materias de valor importantes por su parte como componentes de salida centrales de reacciones químicas diferentes.

El metano ofrece en este caso la ventaja de que esté disponible en todo el mundo prácticamente en cantidades grandes y posibilita una realización de reacción muy económica.

La aplicación de gas natural ofrece la ventaja de que el método es realizable económicamente también en 35 yacimientos de gas natural alejados como por ejemplo Alaska.

El gas natural es desazufrado adicionalmente de una manera ventajosa durante todo el procedimiento.

Igualmente se considera ventajosa la utilización de alcohol como reductor particularmente bajo aspectos medioambientales, puesto que de tal manera la conversión de un producto calificado hasta ahora como residuo es posible con ayuda de una materia prima renovable y adicionalmente provee la materia de valor variada aldehído de 40 acetal utilizable en la industria química.

La reacción se puede realizar en este caso por ejemplo en un reactor de ejecución.

Son posibles sin embargo también otros dispositivos de reactor adecuados como por ejemplo hornos rotatorios.

Después de la conclusión de la reducción, que es determinable fácilmente a través del cambio de color de rojo 45 (Fe2O3) a negro (Fe3O4) , existen en dependencia del hidrocarburo elegido y las condiciones de reacción elegidas al menos una fase sólida, consistente en productos de reducción y lodo rojo restante, así como una fase líquida y/o gaseosa.

Al menos una de estas fases comprende en este caso una materia de... [Seguir leyendo]

1. Método para la obtención de materias de valor mediante lodo rojo que se producen en la fabricación de aluminio mediante el método bávaro, con las etapas siguientes:

a) reducir al menos una parte de un óxido de hierro (III) y/o hidróxido de hierro (III) contenido en el lodo rojo con al menos un reductor, que comprende al menos un hidrocarburo; y b) separar al menos una fase sólida de la mezcla reactiva de al menos una fase líquida y/o gaseosa, donde la fase sólida al menos comprende una materia de valor que comprende al menos magnetita, 10

caracterizado por el hecho de que metano y/o gas natural y/o etanol son usados como reductores y se conducen para la reducción por el lodo rojo.

2. Método según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que 15

la fase gaseosa separada en el paso b) comprende al menos monóxido de carbono y/o hidrógeno.

3. Método según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que el método después del paso b) comprende un paso sucesivo suplementario: 20

c) separar la fase sólida separada en al menos un primer componente magnetizable y un segundo componente no magnetizable, donde el primer componente comprende al menos magnetita y el segundo componente al menos comprende un óxido y/o silicato.

4. Método según la reivindicación 3, caracterizado por el hecho de que el paso c) comprende el uso de al menos un separador magnético.

5. Método según una de las reivindicaciones anteriores, 30

caracterizado por el hecho de que el método después del paso b) y/o eventualmente c) comprende el siguiente paso suplementario:

d) limpiar la fase gaseosa, donde la limpieza preferiblemente comprende la eliminación de CO2 de la fase gaseosa. 35

6. Método según la reivindicación 5, caracterizado por el hecho de que la limpieza comprende un proceso Benfield modificado.

7. Método según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que el método después del paso b) y/o eventualmente el paso c) y/o d) comprende el siguiente paso suplementario:

e) introducción de un método de síntesis de hidrocarburo, particularmente un método Fischer-Tropsch y/o 45 uno Gas-To-Liquids, donde al menos un educto de la síntesis comprende al menos un componente originario a partir de b) una fase gaseosa separada en el paso al menos un producto que comprende al menos un hidrocarburo y donde el método de síntesis comprende el uso de al menos un componente eficaz catalítico.

8. Método según la reivindicación 7, caracterizado por el hecho de que al menos un componente del lodo rojo mismo es el componente eficaz catalítico.