DE2251261C3

DE2251261C3 - Abtrennen von Rotschlamm aus Aluminatlösungen mit Flockungsmittel

Info

Publication number: DE2251261C3
Application number: DE2251261A
Authority: DE
Inventors: George F. Westmont Ill. McIntyre
Original assignee: Nalco Chemical Co
Current assignee: ChampionX LLC
Priority date: 1972-01-13
Filing date: 1972-10-13
Publication date: 1985-01-03
Also published as: AU443312B2; ES407180A1; DE2251261B2; CA996285A; BR7207168D0; FR2167501A1; JPS5215079B2; DE2251261A1; IT966361B; AU4712672A; GB1378981A; JPS4879797A; FR2167501B1

Description

A) eine Wasser-in-öl-EmuIsion gebildet worden ist aus

1. Wasser, das mindestens ein Monomer gelöst enthält bei dem mindestens 80 Gew.-% aus Acrylsäure oder einem Salz der Acrylsäure bestehen, wobei eine Monomerphase gebildet worden ist, die eine Konzentration hat, die 30 bis 70 Gew.-% der genannten Emulsion entspricht,

2. einer inerten hydrophoben Flüssigkeit,

3. einem Wasser-in-OI-Emulgator mit einer Konzentration von 0,1 bis 10 Gew.-% und

4. einem frei-radikalischen Initiator,

B) die Emulsion unter freie Radikale bildenden Bedingungen erhitzt worden ist, um die Monomeren, die ein Acryhiurepo'ymerisat bilden, das in der Emulsion enthalten ist, zu polymerisieren und

C) die genannten Monomeren in der Wasser-in-Öl-Emulsion unter Bildung eines Acrylsäurepolymerisatlatex polymerisiert worden sind.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymerisat ein Homopolymerisat ist, das aus Polyacrylsäure und Salzen der Polyacrylsäure besteht.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daü das Polymerisat ein wasserlösliches Polymerisat ist, das durch Copolymerisation von 80 bis 99 Gcwichlsicilcn von Alkaliacrylal und 1 bis 20 Gcwichlslcilen äthylenisch ungesättigten Monomeren mit einer hydrophilen Gruppe in der Seilcnkettu hergestellt wurde.

4. Verfahren nach Anspruch I, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß man das Acrylsäurcpolynicrisal gemeinsam mit Stärke verwendet.

Die iTfinduiig betrifft ein Verfahren zur llchiiiullung von wiiLSrinen Suspensionen von Kotschlüinm und gelöstem Aluminat unter lintfernen des suspendierten Uoisehhimms durch Hehiimleln solcher Suspensionen mit wasserlöslichen Acrylsiiiircpolymerisiilcn, «.lic· miii-(luslcslLiis «()"/> Acrylsiiurelcile oiler Teile mis Sülzen der Acrylsäure enthüllen.

Diis im ίΐΙΙμυιικίιιιπι benutzte Verfahren zur I lei stellung von Aluminiumoxid ist d;is Uiiyer-Verfiihrcn. Dieses Verführen wird i;isl ausschließlich in wiißn^cn Lösungen du ir Ii κ L-füll Π und heslehl im Prinzip darin, daß ll:uixil und eine slürke IJ:ise. wie /..W. Ätznatron oder Kalk, in mit Dampf erhitzten Autoklaven umgesetzt werden, wobei das Aluminiumoxid in die lösliche Aluminatform übergeführt wird. Bei dieser Verfahrensstufe entsteht eine erhebliche Menge von unlöslichen Verunreinigungen oder werden solche Verunreinigungen aus dem Bauxit freigesetzt, und diese Abfallstoffe müssen von dem gewünschten Aluminium abgetrennt werden. Diese Rückstände sind im allgemeinen als Rotschlamm bekannt und enthalten Eisenoxide, Natriumaluminosilikate, Titanoxid und andere Materialien. Im allgemeinen treten diese Schlämme in Form sehr feiner Teilchen auf, die schwer abzutrennen sind. Außerdem müssen diese Rotschlämme, die gewöhnlich etwa 5 bis 60 Gew.-% des Erzes ausmachen, schnell und sauber von der Lauge mit dem löslich gemachten Aluminiumoxid abgetrennt werden. Es ist von Bedeutung, daß das überschüssige kaustische Mittel außerdem zurückgewonnen und in nachfolgenden Ansätzen wiederverwendet werden kann.

Die Abtrennung von Rotschlamm aus einer Aluminatlösung und kaustischem Mittel wird im allgemeinen bewirkt, indem zunächst die Rotschlammsuspension oder -aufschlämmung mit Chemikalien behandelt wird, um eine Koagulation von darin enthaltenen festen Bestandteilen zu fördern. Dem zunächst vorgenommenen Abtrennen folgt dann eine Waschstufe. Im spezielleren werden die bei der ersten Behandlung abgesetzten festen Bestandteile, die im allgemeinen aus einem Schlamm mit 8 bis 20% Festsubstanzen bestehen, mit heißem kaustischem Wasser gewaschen. Durch diese Maßnahme wird der Gehalt an festen Substanzen auf etwa 3 bis 10% vermindert. Der Rotschlamm wird im allgemeinen mehrmals im Gegenstrom gewaschen. Die Waschwässer, die suspendierten Rotschlamm und gelöstes Aluminiumoxid und kaustisches Mittel enthalten. werden außerdem mit Chemikalien behandelt, um ein Absetzen zu fördern. Zur wirtschaftlich leistungsfähigen Gestaltung dieser besonderen Verfahrensstufe muß die Chemikalie die Abtrenngeschwindigkeit in einem wesentlichen Maße fördern. Wenn die Abtrenngeschwindigkeit zu langsam ist, wird der Wirkungsgrad wesentlich vermindert und die Brauchbarkeit oder Leistungsfähigkeit des Gesamtverfahrens beeinträchtigt. Gleichfalls ist, wenn keine saubere Abtrennung stattfindet, das erhaltene Aluminiumoxid etwas unrein und für eine Reihe von Endverwendungen ungeeignet.

Es ist bekannt, daß Rotschlammsuspensionen aus Aluminiumoxid enthaltenden kaustischen Lösungen wirksam werden können, indem diese Suspension mit einem wasserlöslichen Polymerisat mit einem Molekuw largcwichl von mindestens 50 000 behandelt wird, wobei das Polymerisat mindestens 80% wiederkehrende Kinhciten enthält, die Acrylsäure und Salz der Acrylsäure sein können. Diese Polymerisate können entweder allein oder gemeinsam mil Stärke angewendet werden, v, Diese Arbeitsweise ist in den US-PS 34 45 187.33 90 959 und 33 97 953 beschrieben. Auf diese Palentschriften wird hier Bezug genommen.

Kiner der Nachteile, die mit der Verwendung dieser Polymerisate entweder allein oder gemeinsam mit Stiirwi la· verbunden sind, besieht darin, daü die Kompaktheil bzw. die Dichte des Rotsehlamms. nachdem sieh die Höckchen durch Behandlung mit dem Polymerisat gebildet haben, nicht völlig befriedigend isi. Wenn es möglich WUiX. eine gute Ausflockung mit einem polymeren liehiindliiMgsMiillcl des beschriebenen Typs /u erzielen und gleichzeitig die Kompaktheit des Rotschlamms nach dessen Absct/en zu verbessern, winde ein technischer l'oitschiili erzielt werden.

Ein Nachteil der Verwendung dieser Polymerisate, wie z. B. von wasserlöslichen Acrylsäurepolymerisaten gemäß der US-PS 33 090 959, entweder allein oder gemeinsam mit Stärke zur Behandlung von Rotschlamm besteht darin, daß die Kompaktheit bzw. die Dichte des Rotschlamms nach Bildung der Flöckchen durch Behandlung mit dem Polymerisat and die Absetzgeschwindigkeit des RotschJamms nicht völlig befriedigend sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Behandlung von wäßrigen Suspensionen von RotschlarTim und gelöstem Aluminat mit wasserlöslichen Acrylsäui'epolymerisaten anzugeben, das zu einer guten Ausflockung, Absetzgeschwindigkeit und Kompaktheit nach dem Absetzen des Rotschlamms führt

Zur Lösung dieser Aufgabe gebt die Erfindung von einem Verfahren zur Behandlung von wäßrigen Suspensionen von Rotschlamm und gelöstem Aluminiumoxid unter Entfernen des suspendierten Rotschlamms durch Behandeln solcher Suspensionen mit wasserlöslichen Äcryisäurepolymerisäien, die mindestens 80Gev».-% Acrylsäure oder Salze der Acrylsäure enthalten, aus, und sieht vor, daß man als Acrylsäurepolymerisat ein Polymerisat verwendet, das von einem Wasser-in-Öl-Acrylsäurepolymerisatlatex nach bekannten Inversionstechniken in Wasser abgegeben worden ist, wobei der Latex dadurch hergestellt worden ist, daß

A) eine Wasser-in-ÖI-Emulsion gebildet worden ist aus

1. Wasser, das mindestens ein Monomer gelöst enthält, bei dem mindestens 80 Gew.-% aus Acrylsäure oder einem Salz der Acrylsäure bestehen, wobei eine Monomerphase gebildet worden ist, die eine Konzentration hat, die 30 bis 70 Gew.-% der genannten Emulsion entspricht,

2. einer inerten hydrophoben Flüssigkeit,

3. einem Wasser-in-Öl-Emulgator mit einer Konzentration von 0,1 bis 10 Gew.-°/o und

4. einem dreiradikalischen Initiator

B) die Emulsion unter freie Radikale bildenden Bedingungen erhitzt worden ist, um die Monomeren, die ein Acrylsäurepolymerisat bilden, das in der Emulsion enthalten ist zu polymerisieren und

C) die genannten Monomeren in dei Wasser-in-öl-Emulsion unter Bildung eines Acrylsäurepolymerisatiatex polymerisiert worden sind.

Bei dem Verfahren der Erfindung wird dementsprechend ein Acrylsäurepolymerisatlatex weiterbehandelt, so daß ein invertierter Acrylsäurepolymerisatlatex gebildet wird. Der Einsatz dieses invertierten Latex führt überraschenderweise zu einer wesentlichen Verbesserung hinsichtlich der Absetzgeschwindigkeit und Kompaktheit bzw. Dichte des Rotschlamms gegenüber einer ^verwendung von pulverisiertem Polyacrylat, wie in der Tabelle H und in den F i g. 1 und 2 gezeigt wird.

Bei dem zu verwendenden Latex wird eine Emulsion durch Zugabe einer Monomerphase zu einer einen Emulgator enthaltenden ölphase gebildet. Die Mono

60 merphase besteht aus Acrylsäure oder deren Salze enthaltenden Monomeren oder anderen äthylenisch ungesättigten Monomeren mit mindestens 80 Gew.-% Acrylsäure oder deren Salzen in einer wäßrigen Lösung. Die Konzentration der Monomerphase kann 30 bis 70Gew.-% der Emulsion ausmachen. Die ölphase ist eine inerte hydrophobe Flüssigkeit und besteht z. B. aus Kohlenwasserstoffen oder substituierten Kohlenwasserstoffen. Die Konzentration der inerten hydrophoben Flüssigkeit kann 5 bis 40 Gew.-% der Emulsion ausmachen. Irgendein Emulgator, der öliöslich ist, ist geeignet

Zahlreiche polymerisierbare wasserlösliche äthylenische ungesättigte Monomere können durch ein Wasserin-Öl-Emulsionspolymerisationsverfahren mit Acrylsäure oder deren Salze unter Bildung eines polymeren Latex polymerisiert werden. Solche Monomere haben eine Wasserlöslichkeit von mindestens 5 Gew.-%, und zu diesen Monomeren gehören Acrylamid, Methacrylamid, Methacrylsäure, Vinylbenzyldimethyknimoniurnchlorid, Alkali- und Ammoniumsalze eines 2- Suifoäthylacrylats, Natriumstyrolsulfonat, 2-Aminoäthylmethacrylathydrochlorid, Alkali- und Ammoniumsalze von Vinylbenzylsulfonaten u. dgl. Die bevorzugten Polymerisate sind Homopolymerisate von Acrylsäure oder deren Salzen. Wenn wäßrige Lösungen von Acrylsäure oder deren Salzen allein oder gemeinsam mit anderen Monomeren verwendet werden, können sie hinsichtlich des Monomergehalts in großem Maße schwanken. Anteile zwischen 70 und 30 Gew.-% Monomer, entsprechend 30 bis 70% Wasser, können angewendet werden, und zwar je nach dem Monomer und der Polymerisationstemperatur. Das Verhältnis der Monomerphase zu der ölphase ist ebenfalls in großem Maße variierbar und macht vorteilhafterweise 30 bis 70 Gewichtsteile von der ersteren zu 70 bis 30 Gewichtsteilen von der letzteren aus. Ein Verhältnis der Monomerphase zu der Ölphase von etwa 70 bis 30 wird bevorzugt

Um die Monomerphase in der ölphase unter Bildung einer Wasser-in-öl-Emulsion zu emulgieren, wird ein Emulgator des Wasser-in-öl-Typs in einer Menge von 0,1 bis 10Gew.-% der ölphase verwendet Irgendein üblicher Wasser-in-Öl-Emulgator kann verwendet werden, wie z. B. Hexadecylnatriumphthalat, Sorbitanmonooleat, Sorbitanmonostearat, Cetyl- oder Stearyhiatriuinphthalat, Metallseifen u. dgl.

Die Ölphase kann irgendeine inerte hydrophobe Flüssigkeit sein, die leicht von dem als disperse Phase vorliegenden polymeren Produkt abgetrennt werden kann.

Eine bevorzugte Gruppe von organischen Flüssigkeiten sind Kohlenwasserstoffflüssigkeiten, die sowohl aromatische als auch aliphatische Verbindungen erfassen. So kön-en organische Kohlenwasserstoffflüssigkeiten, wie Benzol, Xylol, Toluol, Mineralöle, Kerosine, Naphthas und in bestimrnisn Fällen Petrolatumiiiaterialien verwendet werden. Ein besonders geeignetes öl im Hinblick auf seine physikalische und chemischen Eigenschaften ist ein verzweigtkettiges isoparaffinisches Lösungsmittel. Typische Daten dieses im engen Bereich geschnittenen isoparaffinischen Lösungsmittels werden in der nachfolgenden Tabelle I angegeben:

Tabelle I

Technische Daten

Kleinstwert Höchstwert

Testverfahren

Gewicht, API bei 60/60°
Farbe, Saybolt
Anilinniinkt. °C

48,0

30

85

51,0

ASTM D 287
ASTM D 156
ASTM D 611

	Tabelle I (Fortsetzung)	22 51	261	Höchstwert	6	Testverfahren
5	Technische Daten			10		ASTM D 1266
Schwefel, ppm				(mittels Nephelometrie)
	Kleinstwert	210	ASTM D 86
Destillation, ⁰C, unterer Siedepunkt	_	257
Trockenpunkt			ASTM D 93
Flammenpunkt, ° C, (geschlossener	204
Tiegel nach Pensky— Martens)	—
71

Freie Radikale bildende Initiatoren, die bei der Polymerisation geeignet sind, wie z. B. Benzoylperoxid, Lauroylperoxid, 2,2'-Azabis(isobutyronitril), Natriumpersulfat u. dgl, werden bei der Polymerisation benutzt, vorzugsweise in Mengen von 0,02 bis 1,0 Gew.-% der öl- oder Momomerphase, je nach der Löslichkeit des Initiators.

Erhöhte Reaktionstemperaturen, vorteilhafterweise zwischen 40 und 70⁰C werden mit freie Radikale bildenden Initiatoren benutzt. Innerhalb eines solchen Temperaturbereichs findet eine praktisch vollständige Umwandlung in einer halben Stunde bis zu mehreren Tagen, je nach dem Monomer und den Reakti jnsvariablen statt.

Der polymere Acrylsäurelatex wird in Gegenwart von Wasser invertiert. Die polymerisathaltige Emulsion läßt das Polymerisat in Wasser in einer sehr kurzen Zeitspanne frei.

Für eine industrielle Durchführung sollte die Polymerisatmenge in der Emulsion mindestens 2 Gew.-% ausmachen. Die Erfindung sieht die Verwendung von Emulsionen mit einer Polymerisatkonzentration von 5 bis 75 Gew.-% und vorzugsweise die Verwendung von Emulsionen mit einer Polymerisatkonzentration innerhalb des Bereichs von 10 bis 45 Gew.-% vor. In einigen Fällen werden die Ausgangsemuisionen in Suspensionen umgewandelt, was auf die Art und die Menge des darin vorhandenen Polymerisats zurückzuführen ist

Vom wirtschaftlichen Standpunkt aus ist es vorteilhaft, wenn die so beschriebenen Polymerisatemulsionen beständig sind, auch wenn sie gleichzeitig relativ große Polymerisatmenge enthalten. Ein Verfahren zur Sicherstellung, daß die Polymerisate nicht ausfallen, wenn sie in der Emulsion dispergiert werden, besteht darin, daß die Teilchengröße des Polymerisats so klein wie möglich gewählt wird. So sind die in Emulgatoren dispergierten Polymerisate völlig beständig, wenn die Teilchengröße innerhalb des Bereichs von 5 nm bis zu etwa 5 μπι liegt Es ist möglich, d>e Polymerisat enthaltende Emulsion von dem wasserlöslichen Vinyladditionspolymerisat direkt aus den Vinylmonomeren, aus denen diese Polymerisate synthetisiert werden, herzustellen. Eine solche Polymerisat enthaltende Emulsion kann unter Anwendung der Wasser-in-öl-Emulsionspolymerisationstechnik, die in der US-PS 32 84 393 beschrieben ist, hergestellt werden. Bei Anwendung des in dieser Patentschrift beschriebenen Verfahrens können fein verteilte Polymerisatteilchen, die in einer Emulsionsform vorliegen, hergestellt werden. Die Polymerisat enthaltenden Emulsionen können mit einer Reihe von Mitteln invertiert werden. Der bequemste Weg besteht in der Verwendung eines oberflächenaktiven Mittels, das entweder der Polymerisat enthaltenden Emulsion oder dem Wasser, in dem es gelöst werden soll, zugegeben wird. Die Zugabe eines oberflächenaktiven Mittels zu dem Wasser bewirkt, daß die Emulsion schnell invertiert und das Polymerisat in Form einer wäßrigen Lösung freiläßt Wenn diese Arbeitsweise angewendet wird, um die Polymerisat enthaltende Emulsion zu invertieren, kann die in dem Wasser vorhandene Netzmittelmenge 0,01 bis 50%, bezogen auf das Polymerisat, betragen. Eine gute Inversion findet häufig innerhalb des Bereichs von 1,0 bis 10%, bezogen auf das Polymerisat, statt. Andere Inversionsverfahren können benutzt werden, wie sie z. B. der US-PS 36 24 Öi9 zu entnehmen sind, auf die hier Bezug gericrr.-men wird.

Die bevorzugten oberflächenaktiven Mittel sind hydrophil und sind weiter dadurch ausgezeichnet, daß sie wasserlöslich sind. Irgendein oberflächenaktives Mittel vom hydrophilen Typ, wie z. B. äthoxylierte Nonylphenole, äthoxyliertes Nonylphcnolformaldehydharz, Dioctylester vom Natriumsulfosuccinat und Octylphenolpolyäthoxyäthanol, kann verwendet werden.

Zu aiuteren oberflächenaktiven Mitteln, die angewendet werden können, gehören Seifen, wie z. B. Natrium- und Kaliummyristat, -laurat, -palmitat, -oleat, -stearat, -resinat und -hydrcabietat, die Aikalialkyl- oder -alkylensulfonate, wie z. B. Natriumlaurylsulfat und Kaliumstearylsulfat die Alkalialkyl- oder -alkylsulfonate, wie z. B. Natriumlaurylsulfonat und Kaliumstearylsulfonat, sowie Natriumcetylsulfonat sulfoniertes Mineralöl sowie die Ammoniumsalze davon und Salze von stärkeren Mitteln, wie Laurylarr.ir.hydrochSorid und Stearylaminhydrobromid.
Irgendeine anionische, kationische oder nichtionische Verbindung kann als oberflächenaktives Mittel benutzt werden.

Außer der Verwendung der vorstehend beschriebenen wasserlöslichen oberflächenaktiven Mittel können andere oberflächenaktive Mittel, wie z. B. Silicone, Tone

u. dgl, als oberflächenaktive Mittel vorhanden sein, weil diese in bestimmten Fällen dazu neigen, die Emulsion zu invertieren, auch wenn sie nicht wasserlöslich sind.

In anderen besonderen Fällen kann das oberflächenaktive Mittel direkt der Polymerisat enthaltenden Emuiso sion zugegeben werden, wodurch diese selbstinvertierend nach Berührung mit Wasser gemacht wird. Diese Produkte müssen, obwohl sie In bestimmten Systemen benutzt werden können, sorgfältig formuliert werden, weil die oberflächenaktiven Mittel dazu neigen können, mit dem Emulgator der Emulsion zu reagieren und ihn, bevor er benutzt worden ist, zu zerstören.

Acrylsäurepolymerisate und Dosierungen

Die Erfindung ist hinsichtlich des Acrylsäurelatexpolymerisattyps, der zur Erzielung der verbesserten Abtrennungsgeschwindigkeit erforderlich ist, ganz spezifisch. Es ist festgestellt worden, daß der verbessernde Ziisatzpoiymerisattyp mindestens 80% wiederkehrende Teile enthalten soll, die Acrylsäure und Salze der Acrylsäure sein können. So kann das Abtrennhilfsmittel entweder ein Homopolymerisat sein, das Polyacrylsäure

oder Salze von Polyacrylsäure enthält, oder ein Copolymerisat oder Terpolymerisat oder ein höheres Mehrkomponentenpolymerisat sein, in dem mindestens 80% der Polymerisatstruktur aus Acrylsäure- oder Salzgruppen der Acrylsäure bestehen. Das Polyacrylatsalz kann entweder ein Alkalisalz, ein Erdalkalisalz oder ein Ammoniumiah sein.

Außer den Homopolymerisaten von Polyacrylsäure oder Polyacrylatsalzen besteht eine andere bevorzugte Art aus einem wasserlöslichen Copolymerisat, das aus der Copolymerisation eines Monomergemisches herstammt, das 80 bis 99 Gew.-% Acrylsäure oder Acrylatsalz und vorzugsweise Alkaliacrylatsalz und 1 bis 20Gew.-% eines weiteren und verschiedenen Monomers enthält, das eine äthylenisch ungesättigte polymerisierbare Verbindung aufweist, die eine hydrophile Gruppe in einer Seitenkette enthält, die an die ungesättigte Kohlenwasserstoffstruktur gebunden ist.

Besonders geeignete Homopolymerisate oder Copolymerisate des vorstehend beschriebenen Typs sollten ein Molekulargewicht über 50 000 und noch vorzugsweiser über 100 000 haben. Ausgezeichnete Zusatzpolymerisate haben Molekulargewicht, die sogar 10 000 000 betragen.

Eine große Vielfalt von einem Monomeren oder mehreren verschiedenen Monomeren können in Mengen bis herauf zu 20% mit Acrylsäure oder deren Salzen copolymerisiert oder terpolymerisiert werden. Zu typischen Comon^meren gehören Acrylamid, Methacrylamid, Acrylnitril, die niederen Alkylester der Acrylsäure und der Methacrylsäure, Vinylmethyläther, Salze der Methacrylsäure, Maleinsäureanhydrid und dessen Salze, Isopropenylacetat, Itaconsäure, Vinylacetat, alpha-Methylstyrol, Styrol, Fumarsäure, Aconitsäure, Citraconsäure, Amide von den vorstehenden Säuren, Alkaliderivate (z. B. Natrium-, Kalium- und Lithiumderivaie) und Erdalkaliderivate (z. B. Magnesium-, Calcium-, Barium- und Strontiumderivate) und Ammoniumsalze von einer der vorstehenden monomeren Säuren oder anderen, die Teilakylesteramide und -salze von verschiedenen Polycarbonsäuren, Vinyltoluol, Chlorstyrol, Vinylchlorid, Vinylformiat, Äthylen, Propylen, Isobutylen und so weiter. Von den vorstehend genannten Comonomeren enthalten sehr bevorzugte Materialien eine hydrophile Gruppe in einer Seitenkette entfernt von der äthylenisch ungesättigten Kohlenwasserstoffgruppe. Monomere, die nicht solche hydrophilen, löslichmachenden Gruppen enthalten, sollten in geringeren Mengen, und zwar von etwa 1 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht von vorhandenem Monomer, angewendet werden.

Noch andere monomere Substanzea die gemeinsam mit Acrylsäure oder dem Salz der Acrylsäure verwendet werden können, sind Materialien, wie z. B. Sulfoäthylacrylat, Carboxyäthylacrylat, Diäthylvinylphosphonat, Crotonsäure oder deren Salze, Vinylsulfonat oder deren Salze, Vinylalkohol und Vinylarylkohlenwasserstoffe, die löslichmachende Gruppe, wie z. B. Sulfonate u. dgl, enthalten.

Zur Erzielung bester Ergebnisse sollten im allgemeinen mindestens 0,454 g Chemikalie je Tonne Schlammrückstand oder unlösliche Bestandteile verwendet werden. Vorzugsweise werden mindestens 4,54 g Chemikalie je Tonne zugegeben, um eine schnelle Abtrennung zu bewirken. Noch vorteilhafter ist es, 22p g bis etwa 545 g Chemikalie je Tonne zuzugeben. Natürlich können größere Mengen, als sie vorstehend angegeben sind, zugegeben werden.

Wenn diese Polymerisate zusammen mit Stärke angewendet werden, kann die Stärkemenge zwischen 2,65 bis 196 Gewichtsteilen je 1 Gewichtsteil Acrylsäurepolymerisat liegen.

Vergleichsversuche

Zur Bewertung der Erfindung bei der Behandlung von sowohl Aufschlämmungen von Rotschlamm im Autoklav als auch von Waschwasserschlämmen wurde ein ίο handelsmäßiger Natriumpolyacrylatlatex mit der folgenden Zusammensetzung benutzt. Das Material wurde unter Anwendung der in der US-PS 32 84 393 beschriebenen Arbeitsweise hergestellt.

Natriumpolyacrylat 333 Gew.-%

Lösungsmittel gemäß Tabelle I 333 Gew.-%

Wasser 33,3 Gew.-%

Bei diesen Versuchen wurde ein Vergleich mit Stärke und mit einem pulverisierten handelsmäßigen Polyacrylat vorgenommen. Bei diesen Versuchen war das angewendete Testverfahren wie folgt:

Rotschlamm und Waschwasser oder eine Aufschlämmung in einem Autoklav, die aus dem Waschwassersystern bei dem Bayer-Verfahren erhalten worden war, wurden bzw. wurde vermischt, so daß 8000 g Schlamm mit 6% Feststoffen erhalten wurden. Der Schlamm wurde auf 82° C auf einer heißen Platte erwärmt und dann in 6 1000-ml-Zylinder, die mit einer Gradeinteilung versehen waren, eingetragen. Diese Zylinder wurden in einen Ofen mit einem Glasfenster bei 95⁰C angeordnet, und zwar vor der Behandlung mit Acrylpolymerisaten. Diese Gruppe von 6 Tests mit einem bestimmten Schlammgemisch bildeten die Grundlage für alle Vergleiche und hier vorgelegten Ergebnisse.

Die inversion des flüssigen Polymerisats wurde unter Anwendung eines abgekühlten Autoklavkondensats als Zusatzwasser durchgeführt. Die gewünschte Menge von flüssigem Polymerisat (zur Herstellung einer 0,25%igen aktiven Lösung) wurde in ein 28,4-g-Gefäß eingewogen. Eine Hälfte des Zusatzwassers wurde unter starker Bewegung zugegeben. Nach 2 Minuten wurden 7,0% Nonylphenol, das mit 9 Mol Äthylenoxid (EtO), bezogen auf aktives Polymerisat, umgesetzt worden war, zugegeben, und dann wurde das restliche Wasser eingetragen. Die gesamte Mischungszeit betrug 30 Minuten.

Das Polymerisat wurde auf die Aufschlämmung in folgender Weise zur Einwirkung gebracht Die Dosis

so wurde von der 0,25%igen Lösung abgezogen und in 20 ml Autoklavkondensat verdünnt Der Zylinder wurde mit einem Stopfen versehen, zweimal umgedreht (wobei darauf geachtet werden mußte, daß sich der Korken nach jeder Umdrehung nicht gelockert hatte) und mit dem abgemessenen Polymerisat versehen und zwei weitere Male gedreht Ein mechanischer Rührhaken, angetrieben durch einen Motor, wurde in den Zylinder eingeführt und die Vorrichtung wurde in einem Ofen angeordnet Zum ausschließlichen Messen der Ab-Setzungsgeschwindigkeiten wurde die absinkende Grenzfläche zwischen den 900-ml- und 700-ml-Gradeinteilungen (6,98 cm) an dem Rohr zeitlich bestimmt Wenn die Absetzkurven von verschiedenartigen Materialien (z.B. von Stärke gegenüber Polymerisat) gewünscht wurden, wurde ein zweiter Zylinder mit einem Streifen bewickelt und längsseits des Ofens angeordnet Der Grenzflächenspiegel wurde dann auf diesem Streifen unter Beobachten des Spiegels durch das offene

Fenster markiert. Auf diese Weise war es nicht erforderlich, das Fenster fortwährend zu öffnen und zu schließen und zur Markierung des Streifens nach innen zu greifen.

Die Ergebnisse dieser Versuche sind in den F i g. 1 und 2 graphisch dargestellt.

In der nachfolgenden Tabelle II werden die Wirksamkeiten des invertierten Acrylsäurepolymerisatlatex und eines handelsmaßigen pulverisierten Natriumpolyacrylats bei Verwendung zur Behandlung einer Rotschlammautoklavenaufschlämmung miteinander verglichen:

20 25

Tabelle II und F i g. 1 zeigen den Einfluß der Polymerisatdosierung auf die Absetzgeschwindigkeit von Rotschlamm und die Überlegenheit des Polymerisats aus inverser Phase gegenüber einer Verwendung von pulverisiertem, nach üblichen Verfahren hergestelltem Na-Polyacrylat und Stärke, die Kurve für den Natriumpolymerisatlatex nach der Erfindung ergibt sich durch Auftragen von cm/h vs. g/Tonne Rotschlamm.

In der F i g. 2 sind die Absetzminuten zur Erreichung von 300 ml Schlammvolumen vs. g/Tonne Schlamm aufgetragen. Die F i g. 2 zeigt wiederum, daß die Kurve für Natriumpolymerisatlatex nach der Erfindung den Kurven von pulverisiertem Natriumpolyacrylat und Stärke wesentlich überlegen ist

Der gemäß der Erfindung verwendete Natriumpolymerisatlatex ist nach der in der US-PS 32 84 393 angegebenen Arbeitsweise hergestellt und im Vergleich mit Stärke und einem pulverisierten handelsmäßigen Natriumpolyacrylat dem vorstehend angegebenen Test unterworfen worden.

Tabelle II	Dosierung g/Tonne aktives Mittel	Absetzungsge schwindigkeit cm/h
Produkt	272 318 136 174 204	159 183 93 153 270
Pulverisiertes Na-Polyacrylat Na-Polyacry- latlatex

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

I. Verfahren zur Behandlung von wäßrigen Suspensionen von Rotschlamm und gelöstem Aluminat unter Entfernen des suspendierten Rotschlamms durch Behandeln solcher Suspensionen mit wasserlöslichen Acrylsäurepolymerisaten, die mindestens 80 Gew.-% Acrylsäure oder Salze der Acrylsäure enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß man als Acrylsäurepolymerisat ein Polymerisat verwendet, das von einem Wasser-in-öl-Acrylsäurepolymerisatlatex nach bekannten Inversionstechniken in Wasser abgegeben worden ist, wobei der Latex dadurch hergestellt worden ist, daß