DD268406A5 - PROCESS FOR DEPONIA OF RED MUD - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Deponie von Rotschlamm, der als Abfallprodukt bei der Tonerdeproduktion anfaellt, bei gleichzeitiger Beseitigung seiner umweltschaedigenden Wirkungen. Gemaess der Erfindung wird der Rotschlamm in einem ersten Schritt zum Beispiel durch Filtrieren derart entwaessert, dass sein Feststoffgehalt einen Wert zwischen 35-60 Ma.-% betraegt. Diesem Material wird CaO enthaltender Kalk in einer Menge von - auf den Feststoffgehalt des Rotschlammes gerechnet - 5-8 Ma.-% zweckdienlicherweise in der Form von Kalkhydrat oder Kalkbrand zugegeben und durch intensives Vermischen ein eine niedrige Viskositaet aufweisendes homogenes fliessfaehiges Materialgemisch hergestellt, aus dem dann eine stabile Halde errichtet wird.The invention relates to a process for the landfill of red mud, which lacks as a waste product in the alumina production, while eliminating its umweltschaedigenden effects. According to the invention, in a first step, the red mud is, for example, by filtration, dewatered such that its solids content is between 35-60 wt .-%. To this material, CaO-containing lime in an amount of - calculated on the solid content of the red mud - 5-8 wt .-% expediently added in the form of hydrated lime or lime and prepared by intensive mixing a low viscosity homogeneous flowable material mixture, from then a stable heap is built.
Description
17 733 5617 733 56
Verfahren zur Deponie von RotschlammProcess for landfill of red mud
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Deponie von im Laufe der Tonerdeproduktion anfallenden Rotschlamm.The invention relates to a method for landfill of accumulating in the course of clay production red mud.
Bekanntlich wird Aluminium aus Tonerde hergestellt, die technisch reines Aluminiumoxyd ist. Die Tonerde wird durch Aufschluß des Bauxiterzes gewonnen. Früher benutzte man zum Aufschluß Natronlauge, bei den moderneren Methoden wird jedoch für diesen Zweck bereits Aetznatron verwendet. Der im Laufe des sogenannten Bayer-Verfahrens entstehende Rotschlamm ist ein hinsichtlich der Aluminiumproduktion unbrauchbarer Teil, ein Nebenprodukt des Bauxits.Aluminum is known to be made of alumina, which is technically pure alumina. The clay is recovered by digesting the bauxite ore. In the past, caustic soda was used for digestion, but the more modern methods use caustic soda for this purpose. The red mud produced in the course of the so-called Bayer process is an unusable part of aluminum production, a by-product of bauxite.
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Der Rotschlamm ist eine stark basische heiße Suspension, die neben Eisen-, Silizium- und Aluminiumoxyd auch die Oxyde von seltenen Erden enthält.The red mud is a strongly basic hot suspension, which contains not only iron, silicon and aluminum oxide but also the oxides of rare earths.
Der Rotschlamm wird bodenmechani&ch als ein gebundener Boden bewertet, der keine maßgebliche Menge einer Fraktion größerer Körnung aufweist. Die festen Stoffteilchen des eine feine Verteilung, feine Körnung und tixotrope Eigenschaften aufweisenden Materials werden durch Hydrathüllen umgeben, die außerordentlich zeitbeständig sind. Daraus folgt, daß die flüssige und die feste Phase nur außerordentlich schwer getrennt werden können. Aus dem Rotschlamm selbst kann keine Halde gebildet werden. Der Laugengehalt der Flüssigkeitsphase ist groß. In den Boden einsickernd führt sie zu einer starken Verunreinigung des Grundwassers, d.h., sie ist hinsichtlich des Umweltschutzes ein außerordentlich gefährliches Material. Ist im Bereich der Endlagerstätte keine wasserdichte Bodenschicht vorhanden, so kann gegen das in den Boden einsickernde laugenhaltige Wasser nur mit einer außerordentlich kostenaufwendigen Isolierung, durch Absperren des strömenden Grundwassers oder auf eine andere V/eise Schutz geboten werden. Die gefahrlose Deponie des Rotschlammes wird durch die nachteilige physikalische Eigenschaft des Materials erschwert, daß sie sich praktisch wie eine Flüssigkeit verhält und dadurch nur in einem Becken gelagert bzw. endgelagert werden kann. Da in den Tonerdefabriken jährlich mehrere hunderttausend Kubikmeter Rotschlamm anfallen, kommt für die Deponierung nur ein Becken aus Erdmaterial in Betracht. Der in Erdbecken gelagerte, eine freie Oberfläche aufweisende Rotschlamm, ist jedoch nach wie vor gefährlich, da ^ie Tiere, die dorthin gelangen, ertrinken und die langsam versickernde Fiüssigkeit3phase - da es in der Praxis nicht immer zurThe red mud is evaluated as a soil-bound soil-containing soil that does not have a significant amount of a larger grain fraction. The solid particles of the material having a fine distribution, fine grain and tixotropic properties are surrounded by hydration shells which are extremely time-resistant. It follows that the liquid and the solid phase can only be separated with extreme difficulty. From the red mud itself no heap can be formed. The alkali content of the liquid phase is large. Infiltrated into the soil, it causes severe pollution of groundwater, that is, it is an extremely hazardous material in terms of environmental protection. If no watertight soil layer is present in the area of the final deposit, protection against the leachate-containing water seeping into the ground can only be provided with extremely costly insulation, by shutting off the flowing groundwater or by another means. The safe landfill of the red mud is complicated by the adverse physical property of the material that it behaves practically like a liquid and thus can be stored or disposed of only in a basin. Since several hundred thousand cubic meters of red mud are produced each year in the clay factories, only one pool of earth material is considered for the landfill. However, the red mud stored in earth basins, which has a free surface, is still dangerous, as the animals that get there drown and the slowly seeping liquid 3 - as it is not always used in practice
Anfertigung der vorgenannten kostenaufwendigen Isolierung kommt - das Grundwasser verunreinigt. Diese Situation wird durch die Losungswix'kung des Niederschlages noch weiter verschärft.Preparation of the aforementioned costly insulation comes - the groundwater contaminated. This situation is further exacerbated by the solution of precipitation.
Zur Beseitigung der bestehenden Nachteile wurde vorgeschlagen, den Rotschlamm, dessen V/assergehalt vorher durch Piltrierung vermindert wurde, mit bindefähigem CaO enthaltender Plugasche zu vermischen« Nach einer teilweisen Erhärtung innerhalb von 1 - 2 Tagen werden mit diesem Gemisch Tagebau- oder Bergbau-Hohlräume ausgefüllt, wo sich dann das Gemisch verfestigt und endgelagert wird. Nachteil dieser Lösung ist, daß die zur Erfüllung dieser Aufgabe geeignete Kraftwerksflugaache nur in einem sehr beschränkten Volumen zur Verfügung steht, da die gewünschte Bindewirkung der Flugasche nur mit einer Kohle aus bestimmten Revieren gesichert werden kann. Außerdem ist der hydraulische Transport der unter Verwendung von Plugaschen hergestellten Gemische auf Grund seiner ziemlich hohen Viskosität mit verhältnismäßig großem Energieaufwand verbunden.In order to eliminate the existing disadvantages, it has been proposed to mix the red mud, the volume of which had previously been reduced by pyrolysis, with plug-in CaO-containing plug ash. After partial hardening within 1 to 2 days, this mixture is used to fill open-pit or mining cavities where the mixture is then solidified and finally stored. Disadvantage of this solution is that suitable for the accomplishment of this task Kraftwerksflugaache is available only in a very limited volume, since the desired binding effect of the fly ash can be secured only with a coal from certain areas. In addition, the hydraulic transport of the mixtures produced using plug pockets is associated with relatively high energy consumption due to its rather high viscosity.
Ziel der Erfindung ist es, die hohen Kosten für die Endlagerung von Rotschlamm und die mit der Endlagerung verbundenen Gefahren für die Umwelt entscheidend zu senken.The aim of the invention is to significantly reduce the high costs for the disposal of red mud and the environmental hazards associated with the disposal.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lösung zum gefahrlosen Deponieren von Rotschlamm zu schaffen, das unter Verwendung eines praktisch überall zur Verfügung stehenden Bindemittels die Endlagerung in Form einerThe invention has for its object to provide a solution for safely depositing red mud, which using a virtually everywhere available binder disposal in the form of a
Peststoffhalde gestattet, wobei das noch unverfestigte Materialgemisch hinsichtlich des hydromechanisch^ Transportes eine geringere Viskosität aufweisen soll.Pesticide dump allowed, the still unconsolidated material mixture should have a lower viscosity with respect to the hydromechanical ^ transport.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Wassergehalt des Rotschlamms, z.B. durch Filtrieren, auf einem bestimmten Wert vermindert, danach die erhaltene Suspension intensiv mit Kalk verrrJacht und ein flüssiges, auf hydromechanisehern Wege gut transportierbares Materialgemisch erzielt wird, das verhältnismäßig rasch bindet unu aus dem keine für die Umwelt schädliche Stoffe herausgelöst werden. Im Ergebnis der Kalkzugabe werden die Silikat-, Aluminium- und Eisenkomponenten des Rocschlammes in bindefähige Stoffe, mit anderen Worten der Rotschlamm als solcher in ein hydraulisches Bindematerial umgewandelt, das - in Abhängigkeit von der Zusammensetzung des Gemisches - innerhalb von 24-72 Stunden erhärtet und seine volle Festigkeit (Endfestigkeit) in 25-30 Tagen erreicht. Wird der in entsprechendem Maße entwässerte Rotschlamm mit Kalk entsprechender Menge vermischt, so wird zur Abbindung der gesamte Wassergehalt verbraucht. Demzufolge ist kein Wasser mehr vorhanden, das versickern,oder auf andere Art und Weise freigesetzt werden kann.According to the invention the object is achieved in that the water content of the red mud, e.g. by filtration, reduced to a certain value, then the resulting suspension intensively lime with lime and a liquid, on hydromechanisehern way well transportable material mixture is achieved, which binds relatively quickly and from which no harmful to the environment substances are dissolved out. As a result of lime addition, the silicate, aluminum and iron components of the Rocschlammes be converted into bindable substances, in other words the red mud as such in a hydraulic binding material which - depending on the composition of the mixture - hardens within 24-72 hours and achieved its full strength (final strength) in 25-30 days. If the appropriately drained red mud is mixed with lime of the appropriate amount, the entire water content is used up for setting. As a result, there is no longer any water that can seep or be released in any other way.
Für das Verfahren ist kennzeichnend, daß dem entwässerten Rotschlamm mit einem Feststoffgehalt von 35 - 60 Masseprozent CaO enthaltender Kalk in einer Menge von mindestens 5.0 Masseprozent des Feststoffgehaltes des Rotschlammes sowie - gegebenenfalls - Wasser zugegeben werden und die Komponenten zu einem fließfähigen homogenen Material vermischt werden, dar dann - zweckdienlicherweise zu einer Halde geformt - aushärtet. Der Ka.'Ic wird in Form von Kalkbrand oder/und Kalkhydrat oder/und gelöschtem Kalk dem entwässerten Rotschlamn zugegeben. Vorteilhaft ist weiterhin,It is characteristic of the process that water is added to the dewatered red mud with a solids content of 35-60% by mass of CaO in an amount of at least 5.0% by mass of the solid content of the red mud and-optionally-water and the components are mixed to form a flowable homogeneous material. then - appropriately formed into a heap - hardens. The Ka.'ic is added in the form of lime fire and / or hydrated lime and / or slaked lime the dewatered red slime. It is also advantageous
daß man dem Rotschlamm CaO enthaltenden Kalk in einer Menge von höchstens 8 Masseprozent bezogen auf den Feststoff gehalt des Rotschlammes zugibt. Die Wassermenge, die zur Erhöhung der Viskosität mit dem Kalk zusammen in die Mischanlage zugeführt wird, kann auf die Rotschlammenge gerechnet 0-300 1/nr betragen.that the red mud CaO-containing lime is added in an amount of at most 8 percent by weight based on the solids content of the red mud. The amount of water which is added to increase the viscosity with the lime together in the mixing plant, can be calculated on the Redschlammenge amount 0-300 1 / nr.
Die Erfindung soll nachstehend an Beispielen näher erläutert werden. Die dazugehörige Zeichnung zeigt das technologische Schema des Verfahrens.The invention will be explained in more detail by way of examples. The accompanying drawing shows the technological scheme of the process.
Der aus der Tonerdefabrik kommende dünnflüssige Rotschlamm wird durch eine Leitung 1 in eine Filtrieranlage 2 geführt, in der sein Wassergehalt auf 40-65 %, vorteilhafterweise auf 45-55 % reduziert wird. Das laugenhaltige Wasser - d.h. die wässrige Lösung der Natronlauge - wird durch die Leitung 3 in den Herstellungsprozeß der Tonerde zurückgeführt, wodurch sich auch die Kosten der Tonerdeproduktion verringern. Der filtrier-te Rotschlamm mit einem Trockongehalt von 35-60 % und einer nicht formbeständigen, schmierigen Konsistenz wird in einen Mischer 6 gpfiihrt, in den durch die Leitung 5 Kalk zugeführt wird. Die Leitung 4 dient - gegebenenfalls - zur Zuführung von Wasser. Zur Einstellung eines optimalen Viskositätswertes kann neben der Zugabe von Kalk auch die Zuführung von Wasser erforderlich sein. Das Wasser und der Kalk können natürlich auch in der Form von Kalkmilch gemeinsam und gleichzeitig zugeführt werden, z.B. durch die Leitung 5. Durch intensives Rühren wird der mit Kalk vermischte Rotschlamm flüssig, d.h. seine Viskosität vermindert sich in starkem Maße. Das se erhalteneThe coming from the alumina factory thin liquid red mud is passed through a line 1 in a filtration plant 2, in which its water content is reduced to 40-65 %, advantageously to 45-55 % . The lye-containing water - ie the aqueous solution of sodium hydroxide - is recycled through the conduit 3 in the manufacturing process of the alumina, thereby reducing the cost of alumina production. The filtered red mud with a dry content of 35-60 % and a non-dimensionally stable, greasy consistency is fed into a mixer 6 into which lime is fed through line 5. The line 4 is used - if necessary - for supplying water. To set an optimum viscosity value, the addition of lime and the addition of water may be required. The water and the lime can of course also be supplied in the form of milk of lime together and at the same time, for example through the line 5. By intensive stirring, the mixed with lime red mud becomes liquid, ie its viscosity is greatly reduced. The se received
fließfähige Gemisch wird mit Hilfp einer in einer Leitung eingebauten Hochdruckpumpe 7 zur einzulegenden Halde 9 transportiert. Hier wird mit Hilfe eines Bulldozers 10 eine Halde geformt, die in sich stabil ist und keinen aus irgendeinem fremden Material hergestellten Stützdamm erfordert.flowable mixture is transported by Hilfp a built-in a line high-pressure pump 7 to be inserted heap 9. Here, with the help of a bulldozer 10, a heap is formed that is inherently stable and does not require a support dam made of any foreign material.
In Abhängigkeit von der Entfernung der Tonerdefabrik und der Halde sowie den übrigen Faktoren könne die Zuführeinrichtung, die Mischanlage und die Pumpe sowohl Ui χ dem Gebiet der Tonerdefabrik als auch in der Nähe der Halde angeordnet werden.Depending on the distance of the clay factory and the heap, as well as the other factors, the feeder, the mixing plant and the pump could be located both in the area of the clay factory and in the vicinity of the heap.
Der aus der Tonerdefabrik eintreffende, einen hohen Wassergehalt aufweisende Rotschlamm wird filtriert, wodurch man einen Rot3chlamm erhält, dessen Peststoffgehalt 53 Masseprozent beträgt. Dem entv/ässerten Rotschlamm werden je Kubikmeter 50 kg Kalkhydrat und 250 Liter Wasser zugegeben. Diese Komponenten v/erden 40 Minuten durch intensives Mischen homogenisiert. Im Ergebnis des Mischvorganges erhält man ein fließfähiges Material mit einer Viskosität von 3>O-5»O Pa.s, das gut gepumpt und in einer Rohrleitung mit einem verhältnismäßig geringen Reibungsverlust transportiert werden kann. Dieses fließfähige Materialgemisch wird auf die zu errichtende Halde gepumpt. Die Bindung des Materials setzt nach etwa 10-12 Stunden ein. Wach 3 Tagen beträgt die Druckfestigkeit des Materials 200-300 kN/m2 und nach 28 Tagen 500-600 kN/m2. Dieses Material kann mit einem Bulldozer behandelt und zu eirer Halde entsprechend den gewünschten Abmessungen geformt werden. Die Wasserdurchlässigkeit der verfestigten Halde beträgt 10 - 10"7 cm/sec. Durch die Erfindung ergeben sich folgende Vorteile:The incoming from the alumina factory, a high water content containing red mud is filtered, whereby one receives a red mud, whose pesticide content is 53 percent by mass. 50 kg of hydrated lime and 250 liters of water are added per cubic meter to the discharged red mud. These components are homogenized for 40 minutes by intensive mixing. As a result of the mixing process, a flowable material having a viscosity of 3> O-5 »0 Pa.s is obtained, which can be well pumped and transported in a pipeline with a relatively low friction loss. This flowable material mixture is pumped onto the heap to be built. The binding of the material begins after about 10-12 hours. For 3 days, the compressive strength of the material is 200-300 kN / m 2 and after 28 days 500-600 kN / m 2 . This material can be treated with a bulldozer and formed into a stockpile of the desired dimensions. The water permeability of the solidified heap is 10 - 10 " 7 cm / sec. The following advantages result from the invention:
Im Ergebnis der Vermischung mit Kalk verbessern sich die hydraulischen Eigenschaften des Rotschlammes in entscheidender Weise, insbesondere in Bezug auf die Verminderung der Viskosität des Gemisches. Dies wiederum hat zur Folge, daß das Gemisch mit einem wesentlich niedrigeren Reibungsverlust und Energieaufwand transportiert werden kann als z.B. der mit Flugasche behandelte Rotschlamm. Durch die entsprechende Zuführung einer von der Zusammensetzung und dem Wassergehalt des Rotschlammes abhängigen Kalkmenge kann ein Gemisch mit im voraus festgelegten Bindungs- uwd Festigkeitseigenschaften hergestellt werden.As a result of mixing with lime, the hydraulic properties of the red mud are significantly improved, particularly with respect to reducing the viscosity of the mixture. This in turn means that the mixture can be transported with a much lower friction loss and energy expenditure than e.g. the fly ash treated red mud. Through the appropriate supply of a dependent on the composition and the water content of the red mud lime amount, a mixture can be prepared with predetermined binding uwd strength properties.
Die Kalkzugabe kann so festgelegt werden, daß der Wassergehalt des filtrierten oder abgesetzten Rotschlammes voll und ganz durch den Abbindeprozeß aufgebraucht wird, so daß das Gemisch kein Wasser mehr ausscheidet, d.h. keine das Grundwasser verunreinigende laugenhaltige Flüssigkeit in den Boden sickert. In der verfestigten Halde sind alle Materialien gebunden. Unter Einwirkung von Niederschlag werden daher keine umweltschädlichen Stoffe aus der Halde herausgelöst. Die Wasserdurchlässigkeit, des erhärteten Materials (k = 10" -10 cm/sec) ist darüber hinaus ebenfalls sehr niedrig. Aus dem Gemisch kann eine in sich stabile Halde errichtet werden, die keinen aus fremden Material hergestellten Stützdamm erfordert.The lime addition may be determined so that the water content of the filtered or settled red mud is fully consumed by the setting process, so that the mixture no longer precipitates water, i. no leachate contaminating the groundwater seeps into the soil. In the consolidated heap all materials are bound. Under the influence of precipitation, therefore, no environmentally harmful substances are removed from the heap. In addition, the water permeability of the hardened material (k = 10 -10 cm / sec) is also very low, and the mixture can be used to build up a stable heap that does not require a supporting dam made of foreign material.
Erfindungsgemäß können so die umweltschädlichen Wirkungen des Rotschlaimes an Jeder Anfallstelle auf rationelle Weise beseitigt werden und damit ein schwerwiegendes Umweltschutzproblem gelöst.According to the invention, the environmentally harmful effects of the red whale at each point of seizure can thus be eliminated in a rational manner, thus solving a serious environmental problem.
Die Erfindung beschränkt sich natürlich keineswegs auf das vorstehend angegebene Beispiel, sondern kann innerhalb des in den Ansprüchen definierten Schutzumfanges auf unterschiedliche Weise verwirklicht werden,Of course, the invention is by no means limited to the example given above, but can be realized in different ways within the scope of protection defined in the claims.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DD31415688A DD268406A5 (en) | 1988-03-29 | 1988-03-29 | PROCESS FOR DEPONIA OF RED MUD |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DD31415688A DD268406A5 (en) | 1988-03-29 | 1988-03-29 | PROCESS FOR DEPONIA OF RED MUD |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DD268406A5 true DD268406A5 (en) | 1989-05-31 |
Family
ID=5598000
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DD31415688A DD268406A5 (en) | 1988-03-29 | 1988-03-29 | PROCESS FOR DEPONIA OF RED MUD |
Country Status (1)
Country | Link |
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DD (1) | DD268406A5 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4129488A1 (en) * | 1991-09-05 | 1993-03-11 | Vaw Ver Aluminium Werke Ag | PROCESS FOR TRANSFERRING ELECTRICITY-BASED RESIDUES FROM COMBUSTION FACILITIES TO A SOLID, UNPARALLELY DEPONABLE FORM |
AT401654B (en) * | 1994-10-14 | 1996-11-25 | Andritz Patentverwaltung | METHOD FOR DRAINING AND WASHING RED SLUDGE |
-
1988
- 1988-03-29 DD DD31415688A patent/DD268406A5/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4129488A1 (en) * | 1991-09-05 | 1993-03-11 | Vaw Ver Aluminium Werke Ag | PROCESS FOR TRANSFERRING ELECTRICITY-BASED RESIDUES FROM COMBUSTION FACILITIES TO A SOLID, UNPARALLELY DEPONABLE FORM |
AT401654B (en) * | 1994-10-14 | 1996-11-25 | Andritz Patentverwaltung | METHOD FOR DRAINING AND WASHING RED SLUDGE |
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