DE2830574A1

DE2830574A1 - Verfahren zur aufbereitung von aluminium-salzschlacken

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Publication number: DE2830574A1
Application number: DE19782830574
Authority: DE
Inventors: Albert Prof Dr Ing Bahr; Joachim Kues
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1978-07-12
Filing date: 1978-07-12
Publication date: 1980-01-31
Also published as: CH647262A5; GB2027618A; DK291979A; US4275847A; ES482427A1; FR2430981A1; NO152978B; NL7905466A; NO152978C; IT7924279A0; JPS5524990A; LU81483A1; BE877646A; ATA483879A; AT374378B; IT1122138B; SE436397B; DE2830574C2; NO792305L; GB2027618B

Description

^Γ PATENTANWÄLTE ' O B *3 ΓΊ^ΐ 7 A.

DR.-ING. R. DÖRING DIPL.-PHYS. DR. J. FRICKE

BRAUNSCHWEIG MÜNCHEN

Prof. Dr.-Ing. Albert Bahr Daniel-Flach-Straße 3 3392 Clausthal-Zellerfeld

"Verfahren zur Aufbereitung von Aluminium-Salzschlacken"

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufbereitung von Aluminium-Salzschlacken zur Wiedergewinnung des Aluminiums und eines rezirkulierbaren Salzproduktes,

Bei der Herstellung von Aluminiumschmelzen wird zur Verminderung des Rohstoffbedarfes in großem Umfange Aluminiumschrott mitverwendet. Derartiger Schrott weist erfahrungsgemäß einen relativ großen Anteil an den verschiedensten Verunreinigungen auf, welche bei der Herstellung der Schmelze durch die Zugabe eines Salzgemisches als Schlackenbildner von dem Aluminium getrennt werden. So ist es bekannt, zu zwei Teilen Aluminiumschrott einen Teil eines Salzgemisches mit in den Schmelzofen zu geben. Das Salzgemisch besteht in der Regel aus 25 bis 30 % KCl, 65 bis 70 % NaCl, 2 % CaF₂ und Spuren anderer Chloride, Fluoride, Sulfate und Bromide. Neben der Aufgabe als Schlackenbildner soll das Salz auch das Fließverhalten der Schmelze beeinflussen.

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Durch das Einschmelzen von Aluminiumschrott fallen jährlich große Mengen Salzschlacken an, die z.B. in der Bundesrepublik Deutschland neben 4 bis 8 % Al-Metall, 18 bis 20 % KCl, 45 bis 50 % NaCl und 33 bis 22 % HgO-unlösliche Bestandteile enthalten. Die Deponierung dieser Schlacke zusammen mit anderem Müll bereitet erhebliche ökologische Probleme, da sie zu einer Aufsalzung des Grundwassers führt und. beim Lösen der Schlacke· Gase freigesetzt werden, die teils giftig und wegen ihres Geruches eine zusätzliche Umweltbelastung sind. Eine Abhilfe durch Lagerung dieser Salze auf Sonderdeponien ist aus Kostengründen praktisch nicht wirtschaftlich vertretbar.

Man hat bereits versuoht, die Aluminium-Salzsohlacken aufzubereiten und dabei das in der Schlacke enthaltene Aluminium und die Salze wiederzugewinnen. Zu diesem Zweck wurde ein Löseverfahren entwickelt, dae jedoch erhebliche Aufbereitungskosten und einen großen Energieaufwand erfordert. Andere Salzrückgewinnungsverfahren, wie umgekehrte Osmose, Lösen und Gefrieren oder chemische oder thermische Fällung, sind ebenfalls wegen des hohen Energiebedarfes und einer großen Umweltbelastung nicht realisierbar.

Versuche aur Hochspannungs-Elektroscheidung haben nicht den gewünschten Erfolg gezeigt.

Aufgabe vorliegender Erfindung ist es, ein Verfahren der einleitend beschriebenen Art zu schaffen, welches ohne eine nennenswert!

"908885/0065

COPY

Umweltbelastung wirtschaftlich durchführbar ist und bei dem ein sehr salzarmer Rückstand verbleibt, dessen Deponierung in Verbin-j

i dung mit anderem MuIl₃ insbesondere Hausmüll, oh ie Bedenken mög- ι

lieh ist.

Zur Lösung vorstehender Aufgabe geht die Erfindung von der Erkenntnis aus, daß in den Aluminium-Salzschlacken eine größere Anzahl von Mineralphasen enthalten ist, die häufig komplexverwachsen sind, während das metallische Aluminium im allgemeinen wenig verwachsen vorliegt, Ausgehend von dieser Erkenntnis zielt die Erfindung darauf ab, das metallische Aluminium in eine für die mechanische Trennung günstige Form zu Überführen und die in der Schlacke enthaltenen Oxide, Hydroxide, Öxihydrate und Silikate gemeinsam abzutrennen, um auf diese Weise das in der Schmelze enthaltene NaCl und KCl für die Rückführung zu gewinnen.

Gelöst wird die vorgenannte Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß die Schlacken gebrochen, durch Druck- und Schlagwirkung auf 1 bis 0,2 mm Dicke ausgewalzt, einer Mahlung mit Druck- und Schlagwirkung auf einen Xg_Q-Wert von 130 bis 150 μπι zerkleinert und aus den Zerkleinerungsprodukt durch mehrstufiges Absieben oder mehrstufiges Sichten das Grobgut, insbesondere die groben Aluminiumteile, größer 300 bis 500 um abgetrennt werden und daß das Feingut kleiner 300 bis 200 pm (Xg_Q-Wert 130 bis 150 μπι) schaumflotiert wird, unter Verwendung kationaktiver Sammler der Reaktionsgruppe der Alkylätheramine mit der allgemeinen Formel RO-(CHp)-NHp bzw. der

copy

Alkyläther-Polyalkylendiamine der allgemeinen Formel RO-(CHp) -NH-(CHp) -NHp und deren Salze mit organischen und anorganischen Säuren, wie Acetaten oder Hydrochloriden, worin R eine gerade oder verzweigte gesättigte oder ungesättigte Alkylkette mit 8 bis 22 Kohlenstoffatomen bzw. Mischungen derselben und η = 1 bis 5, vorzugsweise 3, sind, und daß vor der Sammlerzugabe die Flotationstrübe durch Zugabe von Basen, vorzugsweise Hydroxiden wie

— 1 Ca(OH)₂ oder Mg(OH)₂ mit einer Zugabemenge von 0,04-0,4 g.t auf einen pH-Wert von 10 bis 11 geregelt und nach Abtrennen der Nicht·· chloride im Schaumprodukt der Zellenrückstand, das reine KCl-NaCl--Konzentrat, filtriert und getrocknet wird, wobei die abfiltrierte Lauge in den Flotationsprozeß zurückgeleitet wird. Dabei hat es sich als günstig erwiesen, den Sammler vor der Flotation 1 bis 3 Minuten einwirken zu lassen.

Wesentliches Verfahrensmerkmal ist zunächst die Aufbereitung der Schlacke, um einerseits ein anreicherbares grobkörniges Aluminium von größer 300 bis 500 .μπι und andererseits ein feinkörniges Produkt mit einem Xg₀-Wert von 130 bis 150 um zu erhalten, in c'em ; das Salz und der HpO-unlösliche Rest weitgehend aufgeschlossen , vorliegen.

Sowohl bei der Behandlung der gebrochenen Schlacken auf einem Waleenfeinbrecher mit einer Spaltweite von 0,5 mm und einer nach- geechalteten Kugelmühle als auch bei der Behandlung der gebroche nen Schlacke in einer Stabmühle, welche eine Druck-, Reib- und «

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Schlagwirkung auf die gebrochene Schlacke ausüben, als schließlich auch bei der Zerkleinerung der gebrochenen Schlacke mit Hilfe eines Kollerganges, welcher im wesentlichen Druck- und Scherkräfte auf die gebrochene Schlacke ausübt, konnten einerseits die grobkörnigen Aluminiumprodukte und andererseits die gewünschten Zerkleinerungsprodukte des Salzes und der H~0-unlös- ! liehen Reste erreicht werden. Das Aluminium wird bei dieser Be- '. handlung lediglich zu Plättchen in der Größenordnung von 0,2 bis

1,5 mm Dicke ausgewalzt bzw. zerquetscht, so daß es sich durch

die Sichtung bzw. durch Absieben relativ leicht gewinnen läßt. Da bei der Behandlung der gebrochenen Schlacke mit dem Walzenfeinbrecher auch die Oxide, Hydroxide und Silikate mit Salz als ! Bindemittel zu kleinen Platten verformt werden, die sich von dem f Aluminium schlecht trennen lassen, ist nach dem Walzen eine Vermahlung dieser gewalzten Plättchen auf die obengenannte Korngröße

erforderlich. Beim Vermählen der gebrochenen Schlacke durch Druck-, Reib- und Schlagwirkung bzw. durch die Einwirkung von \ Druck- und Scherkräften ergeben sich ebenfalls Aluminiumplättchen: der vorgenannten Größenordnung zusammen mit den zerkleinerten Mahlprodukten der Oxide, Hydroxide, Silikate usw.

Die von den Aluminiumplättchen weitgehend befreiten Zerkleinerungsprodukte der Schlacke können dann in der beschriebenen Weise schaumflotiert werden, wobei 70 bis 85 % der in der Schlacke ent-; haltenen Chloride gewonnen werden können. Das Ausbringen von NaGl und KCl ist dabei abhängig von der Sammlerkonzentration, die in

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relativ weiten Grenzen veränderbar ist. Dabei wurde festgestellt, daß die Flotationsverfahren am selektivsten bei dem angegebenen pH-Wert von 10 bis 11, der wie vorn erläutert eingestellt wird, arbeiten und die Verunreinigung des Salzes, wie Korund und Spinell ausgeschäumt werden.

Zweckmäßig ist es, wenn bei einer Abtrennung der Aluminiumpartikel nach dem Aufbereiten der Schlacke durch Sichten das Mahlgut einem Sichtluftstrom mit einer Geschwindigkeit von 0,4 bis 0,8 m . s und das dabei getrennte Grobgut einer zweiten Sichtung bei einer Sichtluftgeschwindigkeit zwischen 2 und 4,5 m . s~ jeweils bei einer Sichtluftbeladung von 1 bis 2 kg . m Luft unterworfen werden, und wenn das bei der zweiten Sichtung anfallende Peingut in den Zerkleinerungsprozeß der Schlacke zurückgeführt wird. Auf diese Weise erhält man aus der zweiten Sichtstufe ein Grobgut mit einem sehr hohen Gehalt an Aluminium von 94 Gew.? bei einem Ausbringen von 50 bis 70 %.

Das Aluminium ist in dieser eingangs beschriebenen Plättchenform wieder ohne vorheriges Verpressen zum Einschmelzen geeignet.

ι Das Aluminium kann auch durch mehrstufiges Sieben gewonnen werden.! Da die Aluminium-Salzschlacken aus einem diskontinuierlichen Schmelzprozeß mit variierenden Edukten stammen, wechseln die mineralogische Zusammensetzung sowie auch die Korngrößen der einzelnen Minerale von Ofencharge zu Ofencharge stark. So ist es zweckmäßig,

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die Schlacke nach der Zerkleinerung mehrstufig mit Sieben verschieden großer Siebdurchlässe zu sieben, vorzugsweise mit Siebdurchlässen von 2 bis 0,3 mm. Auf diese Weise erhält man im Siebrückhalt des 2 mm-Siebes 100 % reines Aluminium, im Siebrückhalt ' des 1 mm-Siebes 90 bis 95 % reines Aluminium und im Siebrückhalt des 0,5 mm-Siebes 50 bis 90 % reines Aluminium. Letztere Fraktion kann wie auch alle nachfolgenden feinkörnigeren in den Zerkleinerungsprozeß zurückgeführt werden. Mit der Abtrennung des Aluminiums mit Sieben lassen sich je nach Korngröße des Aluminiums 50 bis 70 % Aluminium-Ausbeute erzielen. Der Siebdurchgang des 0,3 mm-Siebes wird in die Flotation eingebracht. Bei der oben beschriebenen Schaumflotation wirkt der kationaktive Sammler auch auf das KCl, so daß mit zunehmender Sammlerzugabe vermehrt KCl in die Abgänge gelangt. Um dies zu vermeiden, wird vorgeschlagen, daß das nach dem Sieben oder Sichten anfallende Feingut in einer Korngröße kleiner 200 bis 250 um (Xg₀ 130 bis 150 um) zunächst einer direkte! KCl-Flotation mit einem kationaktiven Sammler aus der Reaktionsgruppe der freien Fettamine oder deren Salze mit anorganischen ode: organischen Säuren der allgemeinen Formel R - NHp bzw. j R - NH, ⁺ - CH, C00~ bzw. . R-NH, ⁺- Cl" unterworfen wird, worin R eine gerade oder verzweigte gesättigte oder ungesättigte Alkylkette mit 8 bis 22 Kohlenstoffatomen bzw. Mischungen derselben ist, und daß nach der Abtrennung des Schaumproduktes vom Zellenrückstand letzte rer abgefiltert, die Lauge in die Flotation zurückgeführt und der Zellenrückstand dann der weiteren Flotation zugeführt wird.

Die Anwendung vorgenannter Maßnahmen führt zu einer Kombination der direkten KCl-Flotation und der indirekten NaCl-Flotation, wobei für die beiden Flotationsstufen zwei Sammler verwendet

, werden, die sich hinsichtlich Selektivität allerdings gegenseitig

beeinträchtigen, so daß der Zellrückstand der ersten Stufe von der

Flotationslauge getrennt werden muß, ehe er auf die zweite Stufe aufgegeben wird.

Mit dem vorgenannten kombinierten Flotationsverfahren lassen sich 70 bis 85 Gew.% des gesamten in der Schlacke enthaltenen Salzes gewinnen und die in den deponierbaren Abgängen enthaltenen wasserlöslichen Chloride auf etwa 20 Gew.% und weniger vermindern.

Um bei dem Flotationsverfahren den Bedarf an Frischlauge möglichst gering zu halten, ist es zweckmäßig, wenn die oder die jeweils aus der Flotation abgeführten Schaumprodukte und Zellenrückstände gefiltert und die filtrierte Lauge in die entsprechenden Flotationsstufen zurückgegeben werden. Trotz dieser Rückführung geht beim flotativen Aufberextungsprozeß ständig Lauge durch die Filterverluste verloren, so daß in den jeweiligen Flotationsprozeß Frischwasser eingeführt werden muß. Dies kann zur weiteren Erniedrigung des Chloridgehaltes der Abgänge verwendet werden, indem die aus den Schaumprodukt der einstufigen Flotation oder der zweiten Stufe der zweistufigen Flotation herausgefilterten Substanzen mit dem Frischwasser behandelt und ggf. erneut gefiltert werden und wenn das im Filter abgeschiedene und mit Chloriden beladene Wasser dann in $i

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jeweilige Flotationsstufe überführt wird. Es konnte festgestellt werden, daß hierdurch eine Verminderung des Chloridgehaltes der Abgänge auf wesentlich unter 20 Gew.% erreichbar ist.

Die Zeichnungen nach Fig. 1 und 2 geben einige schematische Darstellungen zu den Verfahrensablaufen nach der Erfindung wieder.

Fig. 1 zeigt das Schemabild der Erfindung mit einstufiger Flotation.

Fig. 2 gibt den Verfahrensablauf mit zweistufiger Flotation wieder.

Fig. 3 zeigt einen Verfahrensablauf mit einstufiger Flotation gemäß Schemabild Fig. 1 und mit Werten für Gehalte und Ausbringen, wie sie bei einigen Versuchen erzielt wurden.

Fig. 4 zeigt den Verfahrensablauf entsprechend Fig. 3 bei Anwendung einer zweistufigen Flotation gemäß Schemabild Fig. 2.

Die Fig. 1 und 2 stellen die allgemeinen Verfahrensschemata dar und sind nicht an eine bestimmte Aluminium-Salzschlacke gebunden. Bei den Verfahrensabläufen wird von einer Aluminiumschlacke einer Stückgröße unterhalb 20 cm und Gehalten an NaCl von 45 bis 50 SS, an KCl von 17 bis 20 %_t an Aluminium von 4 bis 8,5 % und an verunreinigenden Mineralen von 20 bis 35 % ausgegangen.

In beiden Verfahrensabläufen wird die stückige Schlacke in mehreren Stufen zerkleinert, wobei zunächst Backen-, Prall- oder

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Hammerbrecher zur Vorzerkleinerung eingesetzt werden. Die weitere Zerkleinerung geschieht in einem Walzenbrecher mit nachgeschalteter Kugelmühle, ersatzweise mit einer Stabmühle oder in einem j Kollergang, bis ein Zerkleinerungsprodukt mit einem XgQ-Wert von 130 bis 150 μια erreicht wird. Dabei bleibt das Aluminium in Form dünner Plättchen erhalten, während die Salze und die verunreinigenden Minerale, wie Korund, Spinelle, andere Oxide, Hydroxide und Silikate, selektiv aufgeschlossen werden.

Das Mahlprodukt einer Schlacke, die auf diese Weise zerkleinert wurde, charakterisiert die Siebmetallanalyse in Tabelle 1. Dabei ist unter dem HpO-unlöslichen Rest die Summe der verunreinigenden Minerale, wie Oxide, Hydroxide, Silikate usw., zu verstehen.

Tabelle 1

Fraktion

Masseausb.i.%

NaCl
Gehalt i.%

KCl Gehalt i.%

Aluminium
Gehalt i.%

H₉0-unlösl.Rest ^ Gehalt i.%

+ 250 um
+ 200 μπι
+ 150 um
+ 100 um
- 100 Mm

6,43

3,17
7,24

11,16
72₃00

32,7
34,7
42,4
49,8
51,3

12,4 17,8 20,0 20,2 18,6

18,7
6,5
5,0
4,1
3,5

36,2 4l,0 32,6 25,9 26,6

Aufgabe

48,8

18,5

4,8

28,1

In den nachfolgenden Verfahrensstufen wird das Aluminium mechanisch vom Rest der Schlacke getrennt. Dieses kann durch mehrstu-

9Ö1WST7W6 6

figes Sieben erfolgen, wobei in den Siebrückhalten größer 500 μηι reines Aluminium anfällt und der Schlackenanteil 500 bis 200 μπι in den Mahlkreislauf zurückgeführt wird, oder die Trennung kann durch mehrstufiges Sichten erfolgen, wobei in der ersten Sichtstuf mit einer Sichtluftgeschwindigkeit von 0,4 bis 0,8 m.s gearbeitet wird. Das Peingut wird zur Sch'aumf lot at ion geführt, während das Grobgut in einer zweiten Stufe mit Sichtluftgeschwindigkeiten von 2 bis 4,5 m.s gesichtet wird. Hierbei fällt ein Grobgut an, das zu über 95 % aus Aluminium besteht und ein Aluminiumkonzentrat darstellt. Weitere Reinigung des Aluminiums durch Nachsichtungen ist möglich. Das Feingut aus der zweiten Sichtstufe wird in den Zerkleinerungskreislauf zurückgeführt. Liegt das Aluminium nicht schon primär in der Schlacke mit Korngrößen unter 500 pm vor, lassen sich mindestens 65 % des metallischen Aluminiums ausbringen Die Aluminiumgewinnung in beiden Verfahrensabläufen, d.h. im Verfahren sowohl mit einstufiger als auch mit zweistufiger Schaumflotation, kann gleich gehandhabt werden. Gemäß Fig. 1 bis 4 wird das aus der Sichtstufe I bzw. aus dem Siebdurchgang der letzten Siebstufe gewonnene Feingut der Flotation zugeführt.

Diese ist in dem Verfahren nach Fig. 1 und 3 einstufig, und zwar eine kombinierte NaCl-KCl-Flotation. Bei der Flotation wird mit einem Sammler gemäß dem Hauptanspruch gearbeitet, und zwar vornehmlich mit einer Sammler-Gesamtzugabemenge von 1500 g.t , die zweckmäßigerweise während des Flotationsablaufes in 2 bis 5 Teildosierungen der Flotationstrübe zuzusetzen ist, wobei jedesmal

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eine Samnilereinwirkzeit von 1 bis 3 Minuten einzuhalten ist. Der pH der Flotationetrübe ist vor der ersten Sammlerzugabe mit Basen, vorzugsweise mit Ca(OH)₂ auf 10 bis 11, einzustellen.

Das dabei erzeugte Schaumprodukt enthält die das Salz verunreinigenden Minerale. Dieses Schaumprodukt kann zur Verbesserung des Salzausbringens beliebig oft nachgereinigt werden. Da infolge von Filterverlusten dem Prozeß ständig Frischwasser zugeführt werden muß, wird das entwässerte Schaumprodukt mit Frischwasser behandelt und gefiltertj sämtliche hierbei anfallenden Laugen werden in die Flotation zurückgeleitet. Der Zellenrückstand der Flotation wird ebenfalls gefiltert unter Rückführung des Filtrates in die Flotation, und dae auf dem Filter anfallende Salzkonzentrat wird einem Trockner eugeleitet, aus dem es in der angegebenen Qualität gemäß den Tabellen 2 und 3 für die Wiederverwendung gewonnen wird.

Das mit Frischwasser behandelte Schaumprodukt wird mit einem Filter entwtssert und tilt den angegebenen (!ehalten rur Deponie verbracht.

Tabelle 2 enthält «in« Metallbilane eines einstufigen Flotations- rersuehes, a«r alt elftm Alkylttheraminacetat der Firma Ashland Chemical Company* Minneapolis, Minnesota, geschüteter Markenname Ml-H A, fetl «in«« pH roh 10 _#* durchgeführt wurde. Di« 3ammler- ■ugabemenge betrug 1500 g.t in M Teilmengen cugesetet, der pH wurde mit Ca(M)· vor ««r lasstlertucab· eingestellt. Die Abging·

ff ff · I /1 ff t

wurden in diesem Versuch nicht nachgereinigt und auch nicht mit Frischwasser behandelt. Das Salzkonzentrat enthält 95,1 % Chloride

Tabelle 2

■Plotaii.-'Produkt

Masseausbr. i.Gew.

"NaCl

Gehalt i.Gew. Ji

Ausbr. i.Gew.i

KCl

Gehalt i.Gew. %

Ausbr. i.Gew.%

Aluminiunmetall

Gehalt
i.Gew.?

Ausbr.
i.Gew.i

H₂O-unlösl. Rest

Gehalt i.Gew.i

Ausbr. i.Gew.

Abgänge

Salzkonzentrat

42,6 57,4

33,5 81,6

23,4 76,6

13,46 13,50

42,55 57,45

2,09
0,73

67,93
32,07

50,7 4,2

90,1 9,9

Aufgabe

100,0

61,1

100,0

13,49

100,00

1,31

100,00

24,0

100,0

Bei dem Verfahrensablauf mit einstufiger Flotation läßt sich ein Salzkonzentrat mit einem Chloridgehalt von über 95. % bei einem Ausbringen von fast 70 % erreichen. Die Abgänge enthalten bis zu 25 % Chloride, in ungünstigsten Fällen 30 % Chloride nach der Frxschwasserbehandlung.

Bessere Flotationsergebnisse erzielt man mit einem Alkylätheri propylendiamin der Firma Farbwerke Hoechst AG Frankfurt, Markenname Hoe F 2468 bzw. Hoe F 2640. Dieser Sammler wird der Flotation j
j trübe nach Einstellen des pH mi^Ca(0H)_o auf 10,5 mit einer Gesamt-

I <-

I _ _-j

zugabemenge von I500 g.t in vier Teilzugaben zugesetzt, wobei jedesmal eine Einwirkzeit von 2 Minuten eingehalten wurde. Dieses Verfahren wird gemäß dem Hauptanspruch durchgeführt.

- 3Qg885/O0&&"~" - "■ ;

Die Tabelle 3 enthält Wertstoffbilanzen von Aluminium, wie es nach Anspruch 1 und 3 gewonnen wurde, sowie von den Chloriden. Die Nachreinigung der Abgänge ist hier nicht berücksichtigt worden. Das Salzkonzentrat enthält ca. 99 % Chloride.

Tabelle

Produkt

Menge i.Gew.i

Aluminiunmetall

Gehalt

Ausbr. i.Gew.i

NaCl

Gehalt i.Gew.i

Ausbr« i.Gew.it

KCl

Gehalt i.Gew.i

Ausbr. i.Gew.Ji

H₂O-unlösl. Rest

Gehalt i.Gew.i

Ausbr. i.Gew.J

Al.-fonz.

3aLzfonz.

ilbgänge

iück-Lauge

6,0 16,5

43,0 4,5

94,0

0,5 6,0

66,7 2,8

30,5

3,5 74,0

24,0 66,0

0,5 71,8

21,5 6,2

1,5 25,0

12,0 34,0

0,5 63,2

28,0 8,3

1,0

0,5

58,0

0,3

0,9

98,8

Aufgabe

100,0

8,45

100,0

47,9

100,0

18,4

100,0

25,4

100,0

Mach dem Verfahren gemäß dem Schema der Fig. 2 und 4 wird das Feingut der ersten Sichtstufe (Fig.4) bzw. der Siebdurchgang der letzte iebstufe (Fig.2) zunächst einer KCl-Flotation gemäß Anspruch 4

nterworfen.

Die Sammlerzugabemenge beträgt ca. 30 bis 100 g.t . Die Sammlereinwirkzeit beträgt 2 Minuten. Die Schaumflotation findet in neutra lern Milieu bei pH 6 bis 8 statt. Das ausflotierte Schaumprodukt wir(i abfiltriert _s die Lauge wird in die KCl-Flotation zurückgeleitet. :

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Das Schaumprodukt enthält 70 bis 80 % KCl, 15 bis 20 % NaCl, bis zu 1 % Al und I¹J bis h % Verunreinigungen. Dieses Schaumprodukt kann beliebig oft nachgereinigt werden, um erneut entwässert und dann einem Trockner zugeführt zu werden. Der Zellenrückstand dieser Plotationsstufe wird ebenfalls entwässert und die Lauge in die KCl-Flotation zurückgeführt. Der entwässerte Zellenrückstand der KCl-Flotation kann, da sich die beiden Sammler der KCl- und der NaCl-Stufe hinsichtlich ihrer Selektivität ungünstig beeinflussen, in einem Trockner bei ca. 300⁰C thermisch behandelt werden, um den Sammler der KCl-Stufe thermisch zu zerstören.

Danach wird der Zellenrückstand der KCl-Flotation der umgekehrten NaCl-Flotation zugeführt, in der mit einem Sammler gemäß dem Haupt· anspruch bei einer Sammlergesamtmenge von ca. 1500 g.t~ und einem pH von 10,5 gearbeitet wird, der in diesen Versuchen mit Ca(OH)₂ eingestellt wurde. Der Sammler wurde in vier Teilmengen zugesetzt, wobei hier jeweils eine Einwirkzeit von 2 Minuten eingehalten wurde. Das Schaumprodukt wurde abfiltriert und die Lauge in die Flotationsstufe Eurückgeführt. Ein typisches Flotationsergebnis nach diesem zweietufigen SchaumflotationBYerfahfen seigt Tabelle H Das Schaumprodukt der NaCl-Stufe, die Verunreinigungen, kann nachgereinigt werden, so oft es gewünscht wird. Ein Flotationeergebni· der zweistufigen Schaumflotation mit einfacher Nachreinigung der Abgänge zeigt Tabelle 5· Hier konnte durch eine einmalig· Nachreinigung der Abgänge, d.h. des Schaumprodukte· der NaCl-Flotation, bereits eine Verringerung der Chloridgehalte um mehr als 15 % ron

teiiis/oois

BAD ORIGINAL

- 20 über 35 % Chloriden auf nunmehr nur 20 % Chloride erreicht werden.

Da bei diesem Flotatipnsversuch 10 bis 15 % Lauge durch Filterverluste verloren ging, muß dieser Verlust durch Zuführen von Frischwasser ersetEt werden. Das Frischwasser wurde den Abgängen zugesetzt und dann abfiltriert und in die NaCl-Flotationsstufe geleitet. Dadurch ließen sich die Chloridgehalte der Abgänge auf 15 bis 20 %_t meistens auf 16 bis 17 %_t senken.

Tabelle *J zeigt eine Wertstoffbilanz eines Flotationsversuchee mit zweistufiger Flotation nach Anspruch k und nach dem Hauptanspruch. In der KCl-Flotationsstufe wurde bei neutralem pH mit einem primären Pettaminhjrdrochlorid der Firma Armour Hess, geschützter Markenname Armeen HTD, mit einer Zugabemenge von 100 g.t~ das KCl auegeschäumt. Die Ilachreinigung des KCl-Konzentrates ist in Tabelle Ί nicht berücksichtigt worden. Das KCl-Konzentrat enthält deshalb auch nur 91»7 % Chloride. Der abfiltrierte Zellenrückstand der KC1-Stufe wurde in frischer Lauge diepergiert und »it Ca(OH)₂ der pH auf 10,5 eingestellt. Als Sammler fand die wasserlösliche Anwendungsfor» des Präparates Hoe F 2Ί68, nämlich Hoe F 26¹IO mit einer Ge samt zugab einenge von 1500 ß.t in vier Teilzugabemengen bei einer Einwirkzeit von je zwei Minuten Verwendung. Das NaCl-Koneentrat enthält 98,H % Chloride. Das Chloridausbringen beider Stufen liegt im Durchschnitt bei 80 %. Die Abgänge wurden in dieseiji Versuch nicht nachgereirtigt und nicht nachgewaschen.

BAD ORIGINAL

	^Aasse-	NaCl	Ausbr. i. Gew. %	-	21 -	Ausbr. i.Gew.ji	2830574	Die Flotationsparameter sind in diesen	4 beschriebenen	Ausbr. i. Gew. %	•	Tabelle 5	Ausbr. i.Gew. £	ι Versuch	Ausbr. i.Gew.Ji	H₂O- unlösl.	Rest	Ausbr. i.Gew.%	H₂O- unlösl.	Rest
	ausbr. i.Gew.#	Gehalt i.Gew. #	7,2	Tabelle 4	76,2		Tabelle		7,2	KCl	76,2		5,6	Gehalt i.Gew.Ji	Ausbr. i.Gew./i	5,6	Gehalt i.Gew./i	Ausbr. i.Gew.i
Flotat,-	19,2	19,6	68,4	KCl	8,3	Aluminiunmetall			68,4	behalt L.Gew./ί	8,3		5,6	7,3	5,5	5,6	7,3	5,5
Prodükt	38,5	94,1	24,4	3ehalt L. Gew. %	15,5	Gehalt i.Gew.?	iasse-	NaCl	13,2	72,1	13,8	88,8	1,8	2,8	5,6	1,8	2,8
KCl-Kon- zentrat *	42,3	30,5	100,0	72,1	100,0	0,9	ausbr. L.Gew. Si	Gehalt i.Gew.£	11,2	4,0	1,7	100,0	55,1	91,7	83,2	13,2	5,9
NaCl-Kon- zentrat	100,0	52,9	M		0,4	19,2	19,6	100,0	22,2	100,0		25,4	100,0	100,0	69,9	85,8
Abgänge		6,6		7,6	38,5	94,1	1,0		in Tabelle 5 berück-		25,4	100,0
Aufgabe		18,1	3,6	11,1	62,9	18,1	die gleichen wie in
		Die Nachreinigung des Schaumproduktes der NaCl-Stufe ist	31,2	18,9	•
		sichtigt.	100,0	52,9
jenem in	Alurniniurametall
	Gehalt i.Gew.Si
Flotat,-	0,9
Produkt	0,9
KCl-Kon- zentrat	1,7
NaCl-Kon- zentrat	9,6
Mittel produkt	3,6
Abgänge
Aufgabe

909885/0066

Die Gehalte und Ausbringenswerte in den Salzkonzentraten sind die j gleichen wie in Tabelle 4 beschrieben, jedoch in den Abgängen wird durch die Nachreinigung eine Verminderung des Chloridgehaltes erreicht. 13 % Chloride können in Form eines Mittelproduktes in den Plotatxonskrexslauf zurückgeführt, respektive in weiteren

Stufen nachgereinigt werden. Die Abgänge können beliebig oft nach-r

ι gereinigt werden, was in diesem Versuch allerdings nicht reali- I

siert wurde.

In der Metallbilanz nach Tabellen ¹J und 5 ist das Nachwaschen der Abgänge, nämlich des Schaumproduktes der NaCl-Plotation, noch nicht berücksichtigt. Der Zellenrückstand der NaCl-Flotation, das NaCl-Konzentrat, wird, ebenfalls abfiltriert, die Lauge in die NaCl-Flotation zurückgeführt, der Filterkuchen getrocknet und mit dem getrockneten KCl-Konzentrat gemischt. Diese Mischung ist als Ausgangsstoff für die Schmelzraffination von Al-Schrott anzusehen.

Die Werte in Pig. ¹I stellen Ergebnisse eines Aufbereitungsversuches mit Sichtung der zerkleinerten Schlacken zur Aluminiumgewinnung und anschließender zweistufiger Schaumflotation dar. Die Plotatxonsergebnxsse sind mit denen der Tabelle 5 vergleichbar.

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Claims

6572 PATENTANWÄLTE O Q Q Π ^ 7 A DR.-ING. R. DÖRING DIPL.-PHYS. DR. J. FRICKE BRAUNSCHWEIG MÜNCHEN Ansprüche

1. Verfahren zur Aufbereitung von Aluminium-Salzschlacken zur Wiedergewinnung des Aluminiums und eines rezirkulierbaren ,Salzproduktes, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlacken gebrochen, durch Druck- und Schlagwirkung auf 1 bis 0,2 mm Dicke ausgewalzt, einer Mahlung mit Druck- und Schlagwirkung auf einen Xg_Q-Wert von 130 bis 150 Mm zerkleinert und aus dem Zerkleinerungsprodukt durch mehrstufiges Absieben oder mehrstufiges Sichten das Grobgut, insbesondere die groben Aluminiumteile, größer 300 bis 500" μτα abgetrennt werden und daß das Feingut kleiner 300 bis 200 μΐη (XoQ-Wert 130 bis 150 μιη) schaumflotiert wird, unter Verwendung kationaktiver Sammler der Reaktionsgruppe der Alkyl-• ätheramine mit der allgemeinen Formel RO-(CH₂)_n-NH₂ bzw. der Alkyläther-Polyalkylendiamine der allgemeinen Formel RO-(CH₂) -NH-(CH₂) -NH₂ und deren Salze mit organischen und anorganischen Säuren, wie Acetaten oder Hydroehloriden, worin R eine gerade oder» verzweigte gesättigte oder ungesättigte Alky!kette mit 8 bis 22 Kohlenstoffatomen bzw. Mischungen derselben und η = 1 bis 5, vorzugsweise 3, sind, und dal vor der Sammlerzugabe die Flotationstrübe durch Zugabe von Basen, voraugsweise Hydroxiden wie Ca(OH)₂ oder Mg(OH)₂. mit einer Zufabemenge von 0,0¹I-O,$ g.t auf einen pH-Wert von

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ORIGINAL INSPECTED

10 bis 11 geregelt und nach Abtrennen der Nichtchloride im Schaumprodukt der Zellenrückstand, das reine KCl-NaCl-Konzentrat, filtriert und getrocknet wird, wobei die abfiltrierte Lauge in den Flotationsprozeß zurückgeleitet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß das Mahlgut auf Sieben mit Siebdurchlässen von 2 bis 0,3 mm mehrstufig abgesiebt und als Sieb rückhalt ein Aluminiumkonzentrat mit Gehalten von 90 bis 99 % gewonnen und der Schlackenanteil in der Körnung von 0,5 bis 0,2 mm in den Mahlprozeß zurückgeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Trennung der Aluminiumpartikel durch Sichten das Mahlgut einem im Zickzack geführten Sichtluftstrom mit einer Geschwindigkeit von 0,4 bis 0,8 m , s und das dabei getrennte Grobgut einer zweiten Sichtung bei einer Siohtluftgesohwindigkeifc zwisehen 2 und 4,5 m . s~ j«weil* bei eine* Siontluftböladung von I bis 2 kg . m~* Luft unterworfen werden, und daft das bei der zweiten Sichtung anfallend· Peingut in den Mafripyoaefr surüefcgeführt wird, während das Feingut dei» ersten Stufd als Flofeafcionsaufgabe und dae Grobgut der zweiten Siehtatufe als Aluminiumkonzentrat abgeführt werden.

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4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch g e kenn ζ e i c h n.e't, daß das nach dem Sieben oder Sichten anfallende Peingut in einer Korngröße mit einem Xg₀ ^-Wert von 130 bis 150 um zunächst einer direkten KCl-Flotation mit einem kationaktiven Sammler aus der Reaktionsgruppe der freien Fettamine der allgemeinen Formel R - NH₂ bzw. deren Hydrochloride R-NH₃] ⁺-C1~ bzw. deren Acetate R-NH₃

- CH₃ COO unterworfen wird, worin R eine gerade oder verzweigte gesättigte oder ungesättigte Alkylkette mit 8 bis 22 Kohlenstoffatomen bzw. Mischungen derselben ist, daß nach Abtrennung und ggf. mehrfachem Nachreinigen des Schaumproduktes der Zellenrückstand nach Filterung der weiteren Flotation zu-. geführt und die abfiltrierte Lauge in die KCl-Flotation zurückgeführt wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die oder die jeweils aus den Flotationen abgeführten Schaumprodukte und Zellenrückstände filtriert und die abfiltrierte Lauge in die jeweiligen Flotationsstufen zurückgeführt werden.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die_aus dem Schaumprodukt der einstufigen Flotation oder auB dem Schäumprodukt der zweiten Flotationsstufe der zweistufigen Flotation herausgefilterten Substanzen mit Frischwasser nachgewaschen uni

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ggf. erneut gefiltert werden, und daß das im Filter anfallende nunmehr mit Chlo.riden beladene Wasser in die entsprechenden Plotationsstufen überführt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sammlerzugabemenge auf Werte von 500 bis 2500, vorzugsweise von 1000 bis 1500 g . t , eingestellt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sammlerzugabemenge der ersten Plotationsstufe auf ca. 50 bis 100 und die der zweiten Flotationsstufe auf ca. 1000 bis 1500 g . t eingestellt werden