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Neste trabalho o processo de cristalização de hidróxido de alumínio foi simulado por modelamento matemático que relaciona os fenômenos de cristalização com os balanços mássico, energético e populacional em uma cadeia de cristalizadores contínuos em resfriamento. Dados industriais foram coletados por um extenso período para validação do modelo matemático e para a calibração do simulador. O tamanho das partículas das sementes alimentadas ao processo foi variado para a observação da qualidade do produto e dos indicadores de desempenho. Houve boa concordância entre modelo e dados industriais, com desvio de 2,6% no tamanho médio de partícula (d50), de 2,2% na produção de alumina e de 1,6% na produtividade de cristalização. Foi mostrada a necessidade de um processo de classificação de sementes eficiente, em que sementes de baixa granulometria alimentam o início da cadeia de cristalizadores e sementes de granulometria alta alimentam os cristalizadores intermediários. Foi mostrado que o simulador é uma ferramenta útil para prever a qualidade do produto e o desempenho do processo, auxiliando na tomada de decisão para distúrbios de processo, intervenções programadas e não programadas e para otimização do layout da cadeia de cristalizadores.Palavras-chave: Simulação de processos. Modelamento matemático. Distribuição granulométrica. Balanço populacional. Cristalização industrial. Cinética de cristalização.

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ResumoA precipitação é uma etapa de extrema importância na produção de alumina por influenciar diretamente em vários indicadores de performance, como produtividade, consumo de vapor, estabilidade da planta e muitos outros. Esse processo tem como força motriz a supersaturação de alumina no licor Bayer, que é a diferença entre a concentração de alumina no licor e a sua concentração de equilíbrio. A concentração cáustica no licor impacta a supersaturação. Foi identificada a oportunidade de adição do filtrado da filtração de hidrato (H2) no início da precipitação, aumentando a supersaturação de alumina no licor Bayer. Para a mesma produção de alumina, os resultados obtidos foram o aumento da produtividade, aumento da concentração de sólidos no circuito, além da diminuição de licor circulante na refinaria. Este último, por sua vez, influencia diretamente no consumo de vapor da planta, o que implica na redução do uso de gás natural. Palavras-chave: Precipitação; Hidrato de alumina; Supersaturação; Produtividade; Consumo de vapor. INDUSTRIAL FILTRATE ADDITION INTO THE BAYER ALUMINA HYDRATE PRECIPITATION AbstractPrecipitation process is a step of major importance in alumina production, as it has direct impact on several refinery performance indicators, like precipitation yield, vapor consumption, plant stability and others. The alumina supersaturation, that is the difference between the alumina concentration in the liquor and its equilibrium concentration, is a huge driving force in the precipitation process. The liquor caustic concentration interferes in the supersaturation value. The addition of the filtrate of hydrate filtration (H2) at the beggining of precipitation process, is a great opportunity to increase the alumina supersaturation. For the same alumina production, the benefits of operating the precipitation with higher alumina supersaturation were elevated yield and solids concentration in the precipitation, besides lower refinery liquor flow. The plant steam consumption (and consequently the natural gas consumption) is directly influenced by the refinery liquor flow.

ResumoO Processo Bayer para a produção de Óxido de Alumínio consiste em dissolver o alumínio presente na minério de alumínio (Bauxita) com soda cáustica à quente. Os resíduos insolúveis são separados por decantação e filtração. Após lavagem deste resíduo para a recuperação da alumina e soda cáustica ele é transferido para áreas de disposição. A Companhia Brasileira de Alumínio produz 420 mil toneladas de alumínio por ano gerando cerca de 2.400 toneladas de resíduo de bauxita por dia. Este resíduo é transferido para uma área de disposição, denominada Palmital, com capacidade de estocagem para mais 9 anos. Atualmente, o Palmital contém cerca de 2 milhões de metros cúbicos de água sobrenadante. Esta água contém alumínio e soda cáustica dissolvidos que podem ser reutilizados na Refinaria de Alumina. Este trabalho estuda formas de reutilização desta água sobrenadante visando aumentar a vida útil do Palmital, ou seja, aumentar o volume disponível para disposição de resíduo de bauxita. Palavras-chave: Resíduo de bauxita; Refinaria alumina; Área de disposição de Resíduo; Bauxita; Alumina; Óxido de alumínio; Lama vermelha.