DE2360874C3 - Verfahren zur Abtrennung von Schlamm von der durch die Behandlung eines Alunitrohstoffes mit einer Ätzalkalilösung anfallenden Aufschlußlösung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abtrennung von Schlamm von der durch die Behandlung eines Alunitrohstoffes mit einer Ätzalkalilösung anfallenden Aufschlußlösung, aus der man in einer ersten Stufe die grobkörnige Schlammfraktion in Form eingedickter Pulpe abtrennt und diese Pulpe wäscht, die in der ersten Trennstufe erhaltene, die feinkörnige Schlammfraktion enthaltende restliche Aufschlußlösung in einer zweiten Stufe in einem Absetzgefäß in gereinigte Lösung zur Gewinnung von Tonerde und Alkalisulfat und in eingedickte, zum Waschen geleitete Aufschlußlösung trennt.

Es ist ein Verfahren zur Trennung einer Suspension in einem Absetzgefäß mit vorangehender Reinigung in einem Hydrozyklon bekannt, bei dem zum Zwecke der Erhöhung der Leistungsfähigkeit des Absetzgefäßes im Hydrozyklon nur ein Teil der Suspension vorangehend gereinigt wird und in das Absetzgefäß eine Mischung der restlichen Suspension mit der Sammelfraktion des Hydrozyklons eingeleitet wird (vergl. SU-PS 1 62 505).

Ferner ist ein Verfahren zur Abtrennung von Schlamm aus einer Aufschlußlösung bekannt, bei dem eine Pulpe behandelt wird, die aus der Aufschlußlösung und darin suspendiertem Schlamm besteht, der nach der Behandlung von Alunitrohstoff mit einer Lösung von Ätzalkalien als fester polydisperser Rückstand anfällt. Aus dieser Pulpe wird beim Durchleiten durch einen Hydrozyklon zunächst die grobkörnige Schlammfraktion und dann die feinkörnige Schlammfraktion durch anschließendes Abstehenlassen der Aufschlußlösung in Absetzbehältern abgetrennt.

Die grobkörnige Schlammfraktion in Form von eingeengter Pulpe mit einem Verhältnis der festen Fraktion zur flüssigen Fraktion von 1 : ! wird aus dem Hydrozyklon zum Waschen in eine entsprechende Anlage geleitet, welche aus einem System von hintereinander angeordneten Hydrozyklonen, in denen das Waschwasser gegenüber dem zugeführten Schlamm im Gegenstrom geführt wird, besteht. Dabei wird in jeder Stufe des Waschens der Schlamm mit Waschwas-S ser mehrfach aufgerührt und mit einer Schleuderpumpe der nächsten Stufe zugeführt.

Die in dem Hydrozyklon von dem grobkörnigen Schlamm abgetrennte Aufschlußlösung wird einem Absetzbehälter zum Abtrennen der feinkörnigen Schlammfraktion zugeführt. Die feinkörnige Schlammfraktion in Form von eingeengter Pulpe mit einem Verhältnis der festen Phase zur flüssigen Phase von 1 :2 bis 1 :3 wird aus dem Absetzbehälter zum Waschen in ein System von in einer bestimmten Reihenfolge

is angeordneten Absetzbehältern unter Zuführung von Waschwasser im Gegenstrom geleitet.

Der Hauptnachteil dieses Verfahrens besteht darin, daß von der Aufschlußlösung die grobkörnige Schlammfraktion in Form von eingeengter Pulpe mit einem Verhältnis der festen Phase zur flüssigen Phase von 1 :1 abgetrennt wird. Dadurch kommt es zu recht bedeutenden Verlusten an Tonerde und Alkali mit der Aufschlußlösung, die von der zur Halde abgeleiteten grobkörnigen Schlammfraktion mitgeschleppt wird, deren Anteil an der Gesamtmenge des Schlamms bis 70% beträgt.

Um diese Verluste zu vermeiden, wendet man, wie schon oben hingewiesen wurde, mehrstufiges Waschen des von der Aufschlußlösung abgetrennten grobkörnigen Schlamms an.

Der genannte Waschvorgang ist mit der Verwendung größerer Mengen von Wasser verbunden, was seinerseits erforderlich macht, überschüssige Wassermengen aus dem Waschwasser zu verdampfen, das im weiteren als Kreislauflösung zur Behandlung des Ausgangs-Alunitrohstoffes verwendet wird.

Außerdem erfordert das bekannte Verfahren, insbesondere durch die Notwendigkeit, den genannten Waschvorgang des grobkörnigen Schlamms durchzuführen, eine große Zahl von Hydrozyklonen, Rührern und Pumpen, in denen die Gefäßwände abschleifende Pulpe zirkuliert. Dies Kompliziert die Anlage zur Abtrennung von Schlamm als Ganzes, erschwert die Bedingungen ihrer Bedienung insbesondere dadurch, daß die Arbeit mit erosiv wirkender Pulpe zu häufigen Brüchen und Ausfällen der obengenannten Apparate führt. All das zusammengenommen erhöht bedeutend den mit der Verarbeitung von Aluniten verbundenen materiellen Aufwand.

In »Ullmanns Enzyklopädie der Technischen Chemie«, Band 1, 3. Auflage, 1951, sind auf den Seiten 470 bis 485 unter dem Titel »Trennverfahren flüssig —fest« mechanische Trennverfahren beschrieben, wobei auf den Seiten 482 bis 484 darauf verwiesen ist, daß bei Filtrationsproblemen eine der wesentlichsten Faktoren die Korngröße und ihre Verteilung ist. Grobe Stoffe sind leicht filtrierbar, Stoffe mit sehr feinen und kolloidalen Bestandteilen filtrieren schwer. Ein großer Anteil von Feinstoffen erhöht auch den Wassergehalt des Filterkuchens.

Außerdem ist bekannt, daß die Filterleistung vom Feststoffgehalt der Trübe abhängt, was dazu führt, daß im allgemeinen vor der Filtration die Trübe eingedickt wird.

Auf den Seiten 471 und 475 des gleichen Buches ist beschrieben, daß man zweckmäßig Dekantierapparate bzw. Gindicker Vakuumfiltern, Druckfiltern oder Zentrifugen vorschaltet, zumal die Leistung eines Filters dem

Gehalt an Feststoffen im Schlamm direkt proportional ist

Aus dem genannten Buch sind somit einerseits die für die Durchführung der bekannten Trennverfahren, aber auch des Verfahrens der vorliegenden Erfindung notwendigen Apparate bekannt, und an&ererseits ist deren Funktionsweise und Zuordnung bekannt.

Der Verfahrensablauf der vorliegenden Erfindung stellt jedoch nicht eine bloße Vorschaltung von Dekantierapparaten bzw. Eindickern vor einem Filtrierapparat dar, sondern es wird ein Trennverfahren angegeben, inn dem sowohl der Wasserhaushalt als auch die wirtschaftliche Verfahrensführung durch Verminderung der Arbeitsgänge verbessert werden und eine Erhöhung der Ausbeute an Tonerde und Alkalisulfat durch bessere Trennung und durch Verminderung des Verlustes an Aufschlußlösung erzielt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, bei dem bei der Abtrennung von Schlamm von der durch die Behandlung eines Alunitrohstoffes mit einer Ätzalkalilösung anfallenden Aufschlußlösung die bei dem als bekannt beschriebenen Verfahren auftretenden Nachteile vermieden werden und die Abtrennung des grobkörnigen Schlamms, der den größten Teil der gesamten Schlammenge bildet, auf optimale Weise durchzuführen.

Zur Lösung dieser Aufgabe dient das im Patentanspruch 1 angegebene '»'erfahren.

Es ist besonders vorteilhaft, wenn man ; iir die Filtration der eingedickten Pulpe aus der ersten Trennstufe Vakuumfilter verwendet.

Ferner ist es vorteilhaft, wenn man die grobkörnige Schlammfraktion unmittelbar auf dem Filter wäscht.

Bei dem Verfahren der Erfindung enthält der Filterrückstand nur etwa 20 bis 25% AufschluGIosung und bedarf deshalb keines so langwierigen und größere Mengen an Waschwasser erfordernden Waschvorganges in einem System von Hydrozyklonen. Vielmehr wird die grobkörnige Fraktion auf Filtern gewaschen, die weniger arbeitsintensiv sind und nur etwa ein Drittel der Wassermenge erfordern.

Die guten Bedingungen für die Filtration und den anschließenden Waschvorgang des grobkörnigen Schlamms auf dem Filter werden dadurch erreicht, daß die grobkörnige Schlammfraktion aus der Aufschlußlösung nach dem Abstehenlassen der Pulpe in dem Hydroseparator oder Hydrozyklon abfiltriert wird, wobei aus der Aufschlußlösung die grobkörnige Fraktion mit nur geringen Beimengungen der feinkörnigen Fraktion besonders vollständig ausgefällt wird. Bekanntlich erschwert die feinkörnige Fraktion den Prozeß der Filtration stark. Daneben werden durch die recht vollständige Abtrennung der grobkörnigen Schlammfraktion aus der Pulpe die weiteren Bedingungen für die Abtrennung der feinkörnigen Fraktion von der Aufschlußlösung verbessert. Wenn grobkörnige Fraktion beim Abstehenlassen in »Dorr«-Absetzbehältern in die feinkörnige Schlammfraktion gelangt, führt dies zum Bruch derselben infolge der übermäßigen Verdichtung des Schlammes.

Nachfolgend wird das Verfahren der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben.

In der Zeichnung ist eine Anlage zum Abtrennen von Schlamm von der Aufschlußlösung nach dem Verfahren der Erfindung schematisch dargestellt.

Nach der Behandlung des Alunitrohstoffes mit einer Lösung von Ätzalkalien bildet sich eine Pulpe, welche die Aufschlußlösung und den Schlamm in Form einer mechanischen Suspension enthält Die Aufrchlußlösung, die nach der Behandlung des Alunitrohstoffes mit einer Lösung von Ätzalkalien anfällt, enthält im gelösten Zustand hauptsächlich Aluminate und Sulfate von Kalium und Natrium sowie andere alkalilösliche Komponenten des Alunitrohstoffes.

Zur Behandlung des Alunitrohstoffes mit einer Lösung von Ätzalkalien wird praktisch eine Kreislauflö-

sung von Ätzalkalien verwendet, welche in gelöstem Zustand Sulfate und Aluminate von Kalium und Natrium enthält und mehrfach für die Behandlung des Alunitrohstoffes unter vorhergehender Anreicherung derselben mit Ätzalkalien vor der jeweiligen Verwen-

r 5 dung eingesetzt wird.

Die obengenannte Pulpe wird für die erste Trennstufe durch die Rohrleitung 1 dem Hydroseparator 2 zugeführt, wo sich beim Abstehenlassen die grobkörnige Schlammfraktion auf dem Boden absetzt und durch die Rohrleitung 3 in Form von eingeengter Pulpe in den Mischer4 abgeleitet wird.

Statt des Hydroseparators 2 kann auch ein Hydrozyklon, jedoch mit etwas geringerem Erfolg, verwendet werden. Aus dem Mischer 4 wird die eingeengte Pulpe der grobkörnigen Schlammfraktion mit Hilfe der Pumpe 5 in ein karusseilartiges Vakuumfilter 6 eingegossen, wo es zum Abfiltrieren der grobkörnigen Schlammfraktion kommt. Dabei beträgt der Gehalt des Schlamms an flüssiger Phase der Aufschlußlösung in der Regel nicht mehr als 25%.

Auf demselben Filter 6 wird die grobkörnige Schlammfraktion gewaschen, wobei der Verbrauch an Waschwasser nicht mehr als 1,0 t je 1 t des abgetrennten grobkörnigen Schlamms beträgt. Der gewaschene grobkörnige Schlamm wird zur Halde geleitet. Das Waschwasser wird als Kreislauflösung bei der Behandlung des Alunitrohstoffes verwendet. Die abfiltrierte Aufschlußlösung wird durch den Rührer 8 mit Hilfe der Pumpe 9 in den Hydroseparator 2 zurückgeieitet und gelangt dann aus dem Hydroseparator 2 in den Absetzbehälter 11. Zusammen mit der von der grobkörnigen Schlammfraktion befreiten Aufschlußlösung, welche praktisch nur Schlamm der feinkörnigen Fraktion enthält, und für die zweite Trennstufe durch die Rohrleitung 10 in den Dorr-Absetzbehälter 11 geleitet wird. Beim Abstehenlassen scheidet sich dort die feinkörnige Schlammfraktion in Form von eingeengter Pulpe ab, welche durch die Rohrleitung 12 zur Wäsche unter vorhergehendem Abfiltrieren oder ohne dieses geleitet wird. Die Wäsche dieses Schlammes kann nach einem beliebigen bekannten Verfahren durchgeführt werden, weil dies für die Durchführung des Verfahrens der Erfindung keine wesentliche Bedeutung hat. Die vom Schlamm vollständig befreite Aufschlußlösung wird durch die Rohrleitung 13 zur Weiterverarbeitung zwecks Abtrennung von Kaliumsulfat und Tonerde geleitet. Diese Verarbeitung wird hier nicht beschrieben, weil sie nicht im Zusammenhang mit der eigentlichen Erfindung steht und nach einem beliebigen Verfahren

hu durchgeführt werden kann.

Die nach der Verarbeitung verbleibende Aufschlußlösung wird zusammen mit dem Waschwasser der Filtration der grobkörnigen Fraktion einer Anreicherung mit Ätzalkalien unterworfen und wieder als

ι,·, Kre'^lauflösung der Ätzalkalien für die Behandlung des Ausgangsalunit rohstoff es verwendet.

Hier/u I [ihm Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Abtrennung von Schlamm von der durch die Behandlung eines Alunitrohstoffes mit einer Ätzalkalilösung anfallenden Aufschlußlösung, aus der man in einer ersten Trennstufe die grobkörnige Schiammfraktion in Form eingedickter Pulpe abtrennt und diese Pulpe wäscht, die in der ersten Trennstufe erhaltene, die feinkörnige Schlammfraktion enthaltende restliche Aufschlußlösung in einer zweiten Stufe in einem Absetzgefäß in gereinigte Lösung zur Gewinnung von Tonerde und Alkalisulfat und in eingedickte, zum Waschen geleitete Aufschlußlösung trennt, dadurch gekennzeichnet, daß man in der ersten Trennstufe einen Hydroseparator oder Hydrozyklon verwendet und von der eingedickten Pulpe die enthaltene Aufschlußlöäung abfiltriert und zur ersten Trennstufe zurückführt, den grobkörnigen Filterrückstand wäscht und das Waschwasser für den Aufschluß verwendet

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man für die Filtration der eingedickten Pulpe der ersten Trennstufe Vakuumfilter verwendet.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die grobkörnige Schlammfraktion unmittelbar auf dem Filter wäscht.