DE19903011A1 - Verfahren zum Trennen und Entsorgen des sandigen Anteils des bei der Verarbeitung von Bauxit mittels heißer Natronlauge entstehenden Rotschlamms sowie Anordnung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zum Trennen und Entsorgen des sandigen Anteils des bei der Verarbeitung von Bauxit mittels heißer Natronlauge entstehenden Rotschlamms unter Verwendung von Hydrozyklonen. Erfindungsgemäß wird die von einem Sammelbecken oder dergleichen Einrichtung kommende heiße Mischung aus in Natronlauge gelöstem Aluminiumhydroxid, Sanden und feinkörnigem Rotschlamm im Hydrozyklon in einen Oberlauf mit von Aluminiumhydroxid gesättigter Natronlauge und einen Unterlauf, welcher die Sande und Rotschlamm enthält, separiert, wobei der Unterlauf auf eine spezielle Siebanordnung gelangt und dort die Sande abgesiebt werden, und entwässerter Rotschlamm als Filterkuchen der Siebanordnung entnehmbar ist. Ablagerungen an den Sieben der Siebanordnung werden durch bedarfsweises Reinigen und/oder Spülen mit vorzugsweise heißer, ungesättigter Natronlauge entfernt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Trennen und Entsorgen des sandigen Anteils des bei der Verarbeitung von Bauxit mittels heißer Natronlauge entstehenden Rotschlamms sowie eine Anordnung zur Durchführung eines derartigen Verfahrens.

Bei bisher bekannten Anordnungen zur Bauxit-Gewinnung und -erarbeitung ist es üblich, mittels Hydrozyklonen und einer Reihenschaltung in der Regel mehrerer Spiral- oder Rechen­ klassierer, welche als Abscheider wirken, den Rotschlamm vom Aluminiumhydroxid, der Natronlauge und von vorhandenen Sanden zu trennen. Ziel der bekannten Anordnung ist es, ein Eindicken der Mischung zu gewährleisten, wobei auch zusätzlich ein Eindampfen oder eine Sodazugabe erfolgt. Es hat sich jedoch gezeigt, daß auch bei einer Reihenschaltung großvolumiger Spiralklassierer die angestrebten Entwässerung bzw. das Ein­ dicken nicht in dem gewünschten Maß gegeben ist. Ein weiterer wesentlicher Nachteil der eingesetzten Schnecken- oder Spiral­ klassierer besteht in der Verkrustung der Spiraloberflächen mit Aluminiumhydroxid. Um diese Verkrustungen oder Verunreinigungen zu entfernen, ist eine regelmäßige aufwendige Reinigung und Wartung notwendig, welche den technologischen Prozeß unter­ bricht.

Dadurch, daß die verwendeten Klassierer den sandigen Anteil nicht oder nur unvollständig in der Lage sind abzutrennen bzw. zum Entfernen von Natronlaugeresten ein aufwendiges Waschen erforderlich wird, ergeben sich größere Deponiemengen mit entsprechenden höheren Kosten und Belastungen der Umwelt.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Anordnung zum Trennen und Entsorgen des sandigen Anteils des bei der Verarbeitung von Bauxit mittels heißer Natronlauge entstehenden Rotschlamms anzugeben, welches bzw. welche bevorzugt einstufig in der Lage ist, Deponiemengen zu redu­ zieren, und wobei die Aufwendungen zum Warten und Unterhalt der einzusetzenden Einrichtungen minimiert sind.

Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt mit einem Ver­ fahren nach der Lehre der Patentanspruchs 1 sowie einer Anord­ nung gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 3.

Die Unteransprüche stellen mindestens zweckmäßige Ausgestal­ tungen und Weiterbildungen der Erfindung dar.

Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, die von einem Sammelbecken oder dergleichen Einrichtung kommende heiße Mischung aus in Natronlauge gelöstem Aluminiumhydroxid, Sanden und feinkörnigem Rotschlamm zunächst einem Hydrozyklon zuzu­ führen, wobei am Unterlauf erhaltene Sande und Rotschlamm abgesiebt werden. Am Sieb aufgefangene Natronlaugereste gelangen in das Sammelbecken zurück, wobei die abgesiebten Sande einerseits und entwässerter Rotschlamm als Filterkuchen andererseits entnehmbar sind. Mögliche Ablagerungen an den Sieben der Siebanordnung werden durch bedarfsweises Reinigen mit vorzugsweise heißer, ungesättigter Natronlauge in kürzester Zeit und effektiv entfernt.

In einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden nicht abgesiebte Reste an der Siebanordnung aufgefangen und einem weiteren Hydrozyklon zugeführt, dessen Oberlauf Wasser und Natronlauge enthält. Der Unterlauf des Hydrozyklons gelangt zum nochmaligen Absieben auf die eigent­ liche Siebanordnung, so daß sich der entnehmbare Sandanteil insgesamt erhöht.

Das Sieb bzw. die Siebe der Siebanordnung können periodisch einer Reinigung mit der erwähnten heißen, ungesättigten Natronlauge unterzogen werden, wobei die Möglichkeit besteht, die Reinigung mit einem Wasserspülvorgang zu kombinieren.

Am Oberlauf des Hydrozyklons wird ein Großteil der eingesetzten Natronlauge mit gelöstem Aluminiumhydroxid erfaßt, die dann in bekannter Weise für sich in Separatoren getrennt werden können, wobei die gesättigte Natronlauge nicht oder nur unwesentlich mit Rotschlamm belastet ist. Weiterhin gelingt es, mit dem erfindungsgemäßen Verfahren die Verluste an Natronlauge im Sandanteil sehr gering zu halten. Der vom Sieb aufgefangene Sand kann leicht abgeworfen werden und muß nicht zwangsweise deponiert bzw. in einen Klärteich aufgegeben werden. Während bei bekannten Verfahren insbesondere unter Anwendung von Spiralklassierern bzw. Rechenklassierern die Entwässerung nicht oder nur unter großem apparativen Aufwand möglich wird, gelingt es erfindungsgemäß, nicht nur den abgetrennten Sandanteil zu erhöhen, sondern dies mit wesentlich geringerem apparativen Aufwand zu erreichen. Der Restflüssigkeitsgehalt des Sandes selbst wird minimiert, und durch Anwendung einer Siebanordnung mit leichter Möglichkeit des Spülens und Reimgens verringert sich der Wartungsaufwand einer entsprechend realisierten Anordnung.

Bei der speziellen Anordnung zur Durchführung des Verfahrens ist zunächst ein Sammelbecken zur Aufnahme einer heißen Mischung aus in Natronlauge gelöstem Aluminiumhydroxid, Sanden und feinkörnigem Rotschlamm vorgesehen. Über eine Pumpe wird diese heiße, aggressive Mischung einem ersten Hydrozyklon zugeführt.

Der Unterlauf dieses Hydrozyklons steht mit einem Entwässe­ rungssieb in Verbindung, wobei das Sieb aus einem chemisch beständigen, abriebfesten Kunststoff oder Metall besteht. Am Oberlauf des Hydrozyklons kann gesättigte Natronlauge abgezogen werden.

Die mittels des Entwässerungssiebs abgesiebten Sande gelangen in ein Auffangbecken. Am Sieb anstehende Restlauge wird zum Sammelbecken zurückgeführt und dort erneut über die Pumpe zum ersten Hydrozyklon geleitet.

Erfindungsgemäß ist am Sieb eine Spül- und Reinigungseinrich­ tung vorgesehen, welche dem Entfernen von Verschmutzungen und Verkrustungen dient. Bevorzugt wird ein Spül- und Reinigungs­ vorgang mit ungesättigter Natronlauge vorgenommen, wodurch die Siebspalte in kürzester Zeit von anhaftenden, ohnehin mini­ mierten Rückständen befreit werden.

Die Spül- und Reinigungseinrichtung kann je nach Bedarf, jedoch auch periodisch aktiviert werden, wobei dieses Aktivieren selbstverständlich erst nach Entfernen des Sieb-Filterkuchens vorgenommen wird.

Das Sieb besteht bevorzugt aus einem Polyamidmaterial und weist eine Maschenweite von 0,3 bis 0,5 mm auf. Der entwässerte ein­ gedickte Rotschlamm, welcher den Filterkuchen bildet, kann in an sich bekannter Weise leicht vom Sieb entfernt bzw. ausge­ tragen werden.

Nicht abgesiebte Reste werden über ein weiteres Becken aufge­ fangen und mittels einer Pumpe einem zweiten Hydrozyklon zuge­ führt, welcher unterlaufseitig zum erneuten Absieben mit dem Entwässerungssieb in Verbindung steht. Der Oberlauf dieses zweiten Hydrozyklons enthält restliche Natronlauge und gege­ benenfalls Wasser.

Die am Sieb abgezogenen Sande können über ein Transportband abgeführt, aber auch in einen Sammelbehälter gelangen und von diesem abgezogen werden.

Durch die zentrale Funktion des Entwässerungssiebs, welches materialseitig auf die chemische Umgebung, insbesondere die eingesetzte heiße Natronlauge abgestellt ist, gelingt es in besonders einfacher Weise, in Verbindung mit dem an sich bekannten Einsatz mindestens eines Hydrozyklons ein weitgehen­ des Abtrennen des Sandanteils und ein Entwässern des Rot­ schlamms zu erreichen, so daß die insbesondere umweltgefähr­ denden Deponiemengen verringert werden können und wobei der technologisch apparative Aufwand einer entsprechenden Trenn­ anlage reduzierbar ist.

Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbei­ spiels sowie unter Zuhilfenahme einer Figur näher erläutert werden.

Die bei der Aluminiumherstellung aus einem Autoklaven kommende Mischung von in Natronlauge gelöstem Aluminiumhydroxid, ein­ schließlich Sand und Rotschlamm, wird gemäß Figur bei 1 einem Sammelbecken 4 zugeführt. Die Mischung hat hier eine Temperatur von etwa 105°C. Der Rotschlamm besteht aus giftigen Metall­ oxiden, dessen einzelne Teile einen Durchmesser haben, der kleiner als 0,1 mm ist.

Die im Sammelbecken 4 bzw. im Reservoir befindliche Lösung wird mittels einer Pumpe 2 und einer Leitung 3 einem ersten Hydrozyklon 5 zugeführt.

Der Oberlauf 6 dieses Hydrozyklons 5 enthält den größten Teil der Natronlauge, welche mit Aluminiumhydroxid gesättigt ist. Der Unterlauf 7 des Hydrozyklons 5 führt Sandanteile, geringere Mengen Natronlauge und vor allem die den sogenannten Rotschlamm bildenden Metalloxide. Der Unterlauf 7 gelangt auf eine Sieb­ anordnung 8. Die am Sieb hindurchtretende bzw. dort aufgefan­ gene Natronlauge gelangt über eine Verbindungsleitung 9 zurück zum Sammelbecken 4 und geht im Trennprozeß nicht verloren.

Die Siebanordnung 8 enthält mindestens ein Sieb mit einer bevorzugten Maschenweite im Bereich von 0,3 bis 0,5 mm. Das Siebmaterial ist abriebfester, chemisch beständiger und temperaturresistenter Kunststoff oder ein entsprechendes Metall. Bevorzugt kommt Polyamid-Kunststoff zur Anwendung, welcher nur gering zur Krustenbildung durch Ablagerungen neigt.

In der Siebanordnung 8 erfolgt eine Trennung der Sande, deren Körner einen kleineren Durchmesser haben als die oben genannte Siebmaschenweite von dem Rotschlamm, der auf dem Sieb ent­ wässert und abgelagert wird und dort einen sogenannten Filter­ kuchen bildet, welcher leicht austragbar ist.

Aus der Siebanordnung 8 fließt ein nicht abgesiebter Rest von Rotschlamm mit Natronlauge und Sanden 11 in ein Sammelbecken 11' und von dort über eine Pumpe 12 und eine Leitung 13 zu einem zweiten Hydrozyklon 14. Der Oberlauf 15 des zweiten Hydrozyklons 14 führt Natronlauge und Wasser, während der Unterlauf 16 aus Sanden und Rotschlamm besteht, die zu einer nochmaligen Absiebung erneut der Anordnung 8 zugeführt werden.

Die abgesiebten Sande aus der Siebanordnung 8 werden über eine Leitung 19 einem Auffangbehälter 10 zugeführt.

Über eine Pumpe 18 können die im Auffangbehälter 10 befind­ lichen Sande nach Versetzen mit zugeführtem Wasser abgezogen und z. B. auf Halde gelegt werden.

Die im Inneren der Rüttel-Entwässerungssiebanordnung 8 befind­ lichen Siebe werden bevorzugt periodisch mit ungesättigter Natronlauge gereinigt, wobei die Natronlauge z. B. über die Leitung 17 und einen dort vorgesehenen Sprühkopf 17' zuführbar ist. Zur Reinigung kann zusätzlich noch Wasser zugegeben werden, welches zu einem weiteren Spülen der im Inneren der Anordnung 8 befindlichen Siebe führt. Durch die vorstehend beschriebene Maßnahme gelingt es, während des Betriebs an den Sieben sich bildende Verkrustungen, insbesondere aus Alumi­ niumhydroxid, zu entfernen und festsitzende Sande abzuspülen.

Der auf der Siebanordnung 8 zurückbleibende Filterkuchen ist weitgehend getrockneter Rotschlamm mit entsprechend reduzierter Menge, da die Sandanteile abgetrennt wurden. Der Filterkuchen kann durch geeignete Werkzeuge oder über eine Kippvorrichtung vom Sieb entnommen werden. Die für das Entfernen des Filter­ kuchens notwendige Unterbrechungszeit im technologischen Ablauf ist gering, wobei das Sammelbecken als Puffer für die zuge­ führte Mischung auch bei technologischen Unterbrechungen kürzerer Zeit nutzbar ist.

Die für das Trennen des sandigen Anteils und das Entwässern vorgesehene Siebanordnung besitzt einen wesentlich geringeren Bauraum im Vergleich zu herkömmlichen Spiral- oder Rechen­ klassierern, die darüber hinaus erst in mehrstufiger Ausbildung die gewünschten Effekte zeigen. Die ohnehin minimalen Ver­ krustungen an den Sieben können ohne lange technologische Unterbrechungen und großen mechanischen Aufwand durch einfaches Spülen mit ungesättigter Lauge entfernt werden, was einen weiteren wesentlichen Vorteil darstellt.

Claims (5)

1. Verfahren zum Trennen und Entsorgen des sandigen Anteils des bei der Verarbeitung von Bauxit mittels heißer Natronlauge entstehenden Rotschlamms unter Verwendung von Hydrozyklonen, dadurch gekennzeichnet, daß die von einem Sammelbecken oder dergleichen Einrichtung kom­ mende heiße Mischung aus in Natronlauge gelöstem Aluminium­ hydroxid, Sanden und feinkörnigem Rotschlamm im Hydrozyklon in einen Oberlauf mit von Aluminiumhydroxid gesättigter Natron­ lauge und einen Unterlauf, welcher die Sande und Rotschlamm enthält, separiert wird, wobei der Unterlauf auf eine Sieb­ anordnung gelangt, hierbei Natronlaugereste zurück in das Sammelbecken geleitet, die Sande abgesiebt werden und ent­ wässerter Rotschlamm als Filterkuchen der Siebanordnung entnehmbar ist, und wobei weiterhin Ablagerungen an den Sieben der Siebanordnung durch bedarfsweises Reinigen mit vorzugsweise heißer, ungesättigter Natronlauge entfernt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nicht abgesiebte Reste an der Siebanordnung aufgefangen und einem weiteren Hydrozyklon zugeführt werden, an dessen Oberlauf Wasser und Natronlauge anliegen und dessen Unterlauf zum noch­ maligen Absieben auf die Siebanordnung gelangt.

3. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
ein Sammelbecken (4) zur Aufnahme einer heißen Mischung (1) aus in Natronlauge gelöstem Aluminiumhydroxid, Sanden und fein­ körnigem Rotschlamm über eine Pumpe (2) mit einem ersten Hydrozyklon (5) verbunden ist, daß
der Unterlauf (7) des ersten Hydrozyklons (5) auf ein Entwäs­ serungssieb (8) führt, wobei das Sieb (8) aus einem chemisch beständigen, abriebfesten Kunststoff oder Metall besteht und am Oberlauf (6) des ersten Hydrozyklons (5) gesättigte Natronlauge abziehbar ist, und daß
abgesiebte Sande in ein Auffangbecken (10) gelangen und am Sieb (8) anstehende Restlauge zum Sammelbecken (4) zurückgeführt ist, wobei am Sieb (8) eine Spül- und Reinigungseinrichtung (17, 17') vorgesehen ist, welche nach Entfernen des Sieb- Filterkuchens aktivierbar ist.

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Sieb (8) eine Maschenweite im Bereich von 0,3 bis 0,5 mm aufweist und vorzugsweise aus Polyamid oder dergleichen Kunst­ stoff besteht.

5. Anordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß nicht abgesiebte Reste (11) aufgefangen und mittels einer Pumpe (12) über einen zweiten Hydrozyklon (14) separiert werden sowie zum erneuten Absieben auf das Entwässerungssieb (8) gelangen.