DE2831499C3

DE2831499C3 - Process for the fluidization of concentrated aqueous suspensions of red mud

Info

Publication number: DE2831499C3
Application number: DE2831499A
Authority: DE
Inventors: James Olympis Fields Ill. Kane
Original assignee: Nalco Chemical Co
Current assignee: ChampionX LLC
Priority date: 1978-07-14
Filing date: 1978-07-14
Publication date: 1983-01-05
Also published as: DE2831499A1; DE2831499B2

Description

Das universell angewendete Bayer-Verfahren wird fast ausschließlich in wäßriger Lösung ausgeführt unter Umsetzen des Bauxits mit einer starken Base wie Natrium- oder Calciumhydroxid in mit Wasserdampf beheizten Autoklaven, wobei Aluminiumoxid in die lösliche Aluminatform überführt wird. Dabei fallen erhebliche Mengen unlöslicher Verunreinigungen an, die abgetrennt werden müssen. Diese Rückstände, die gewöhnlich als Rotschlamm bezeichnet werden, enthalten Eisenoxide, Natriumaluminosilikat, Titanoxid und andere Materialien als sehr feine Teilchen, die nur schwierig abzutrennen sind. Rotschlamm, der gewöhnlich etwa 10—55 Gew.-% des Erzes bildet, muß schnell und sauber von dem in Lösung gebrachten Aluminat abgetrennt werden. Auutiuem sollte überschüssiges Alkali urückgewonnen und bei nachfolgenden Durchsätzen wieder verwendet werden.The universally used Bayer process is carried out almost exclusively in aqueous solution under Reacting the bauxite with a strong base such as sodium or calcium hydroxide in water vapor heated autoclave, whereby aluminum oxide is converted into the soluble aluminate form. Fall in the process significant amounts of insoluble impurities that must be separated. These residues that Commonly referred to as red mud, contain iron oxides, sodium aluminosilicate, and titanium oxide materials other than very fine particles which are difficult to separate. Red mud that common constituting about 10-55% by weight of the ore must be rapid and cleanly separated from the dissolved aluminate. Auutiuem should be excess Alkali can be recovered and reused in subsequent throughputs.

Die Abtrennung des Rotschlamms von der Aluminat· lösung erfolgt im allgemeinen durch Behandeln der RoiTchlammsuspension mit Chemikalien, um die Ausflockung der enthaltenen Feststoffe zu fördern. Der ersten Abtrennung in Primärklärbecken folgt ein Waschschritt. Das Feststoffmaterial des Primärklärbekkens. eine normalerweise 15—40% Feststoffe enthaltende Aufschlämmung, wird insbesondere mit Lauge aus dem Waschzyklus, d. h. aus dem Gegenstromwaschkreislauf oder aus den benutzten Sandfiltern, gewaschen. Die im allgemeinen 15—40% Feststoffe aufweisende Unterströmung wird dann mehrere Male gewaschen. Die Waschwässer mit suspendiertem Rotschlamm, gelöstem Aluminat und Alkali werden ihrerseits mit Chemikalien behandelt, um ihr Absetzen zu fördern.The separation of the red mud from the aluminate Solution is generally done by treating the raw mud suspension with chemicals to prevent the flocculation to promote the solids contained. The first separation in the primary clarifier follows Washing step. The solid material of the primary clarification tank. one normally containing 15-40% solids Slurry, in particular, is added with liquor from the wash cycle, i.e. H. from the countercurrent wash cycle or from the used sand filters, washed. The generally 15-40% solids The undercurrent is then washed several times. The wash water with suspended Red mud, dissolved aluminate, and alkali are in turn treated with chemicals to make them settle to promote.

Aus der DE-AS 24 48 220 ist ein Verfahren bekannt, das zu dieser Abtrennung des beim Aufschluß von Bauxit mit wäßrigem Natriumhydroxid anfallenden Rotschlamms geeignet ist und ein Copolymerisat von Acrylsäure oder Acrylat mit Acrylamid bestimmter Zusammensetzung und mit einem Molekulargewicht von OS χ 10* als Ausflockungsmittel einsetzt.From DE-AS 24 48 220 a method is known which leads to this separation of the digestion of Bauxite with aqueous sodium hydroxide resulting red mud is suitable and a copolymer of Acrylic acid or acrylate with acrylamide of a certain composition and with a molecular weight of OS χ 10 * is used as a flocculant.

Nach dem letzten Waschschritt wird der Schlamm gewöhnlich durch Vakuumfiltration oder andere Maßnahmen zu einer plastischen Masse konzentriert, die transportiert und weiter gehandhabt werden muß. Die Rotschlammkonzentration in diesen Feststoffsuspensionen liegt zwischen 50 und 65%, ihre Handhabung ist sehr problematisch.After the final washing step, the sludge is usually removed by vacuum filtration or other means concentrated to a plastic mass that must be transported and handled further. the Red mud concentration in these solid suspensions is between 50 and 65%, their handling is very problematic.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Fluidisierung derartiger konzentrierter, wäßriger und nur schwer zu handhabender Suspensionen von Rotschlamm anzugeben, mit dem die Viskosität dieser Materialien schnell herabgesetzt werden kann, so daß die anfallenden Massen durch Pumpen und andere Einrichtungen zur Flüssigkeitshandhabung befördert bzw. verarbeitet werden können.The invention is based on the object of providing a method for fluidizing such concentrated, indicate aqueous and difficult to handle suspensions of red mud with which the viscosity these materials can be degraded quickly so that the resulting mass transported by pumps and other devices for liquid handling or can be processed.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe schlägt die Erfindung das im Patentanspruch angegebene Verfahren vor.The invention proposes to solve the problem the procedure specified in the claim.

Die Acrylsäurecopolymerisatmenge pro Tonne trockener Rotschlamm kann bis zu 726 g reichen, vorzugsweise werden 45,4 g bis 454 g dieses Polymerisats (auf Troctenbasis) eingesetzt, um Rotschlamm in einer ίο Menge von einer Tonne Trockengewicht zu behandeln. Die Copolymerisate werden im allgemeinen in Form einer wäßrigen Lösung eingesetzt Wenn sie beispielsweise als 20gew.-%ige wäßrige Lösung verwendet werden, setzt man etwa 227 g bis 3,18 kg und vorzugsweise 227 g bis 680 g dieser 20%igen Lösung pro Tonne trockenen Rotschlamm ein.The amount of acrylic acid copolymer per ton of dry red mud can range up to 726 g, preferably 45.4 g to 454 g of this polymer (based on Trocten) are used to make red mud in a ίο amount to handle one tonne dry weight. The copolymers are generally in the form an aqueous solution when used, for example, as a 20% strength by weight aqueous solution about 227 g to 3.18 kg and preferably 227 g to 680 g of this 20% solution are used per ton dry red mud.

Die Molekulargewichte der Copolymerisate liegen bevorzugt zwischen 8000 und 20 000.The molecular weights of the copolymers are preferably between 8,000 and 20,000.

Die Copolymerisate der Acrylsäure werden vorzugsweise in Form ihrer Alkali- oder Ammoniumsalze eingesetzt. The copolymers of acrylic acid are preferred used in the form of their alkali or ammonium salts.

Die in den folgenden Beispielen verwendete Zusammensetzung ist eine 23,6%ige wäßrige Lösung eines Acrylsäure-Copolymerisats. wobei die Acrylsäure mit 15 Gew-% Methylmethacrylat polymerisiert worden ist. Das Polymerisat liegt in der Nairiumsalzform vor. Dieses Polymerisat wird als »Polymer A« bezeichnet.The composition used in the following examples is a 23.6% aqueous solution of an acrylic acid copolymer. the acrylic acid with 15% by weight of methyl methacrylate has been polymerized. The polymer is in the nairium salt form. This polymer is referred to as "polymer A".

example 1

500 cm³ einer nichtfließenden Rotschlammsuspension mit 35% Feststoffen wurde in ein 800 cm²- Becherglas gegeben und einer Schnellrührung mit einem mit vier Flügeln ausgerüsteten Metall-Propellermischer des Labortyps unterworfen. 8,75 cm* einer 1,0%igen wäßrigen Lösung des Polymers A wurden tropfenweise der Aufschlämmung nahe der Mitte des rotierenden Flügelrads zugegeben. Nach Zugabe der verdünnten Lösung Jes Polymers A wurde die Aufschlämmung weitere 60 Sekunden mischen gelassen. Die erhaltene Aufschlämmung war hundertprozentig fließfähig, sie konnte frei gegossen werden, der Rührer erzeugte Wirbel. 500 cm ³ of a non-flowing Rotschlammsuspension with 35% solids was placed in a 800 cm ² - beaker and subjected to Schnellrührung with a vehicle equipped with four wings metal propeller mixer of laboratory type. 8.75 cm * of a 1.0% aqueous solution of Polymer A was added dropwise to the slurry near the center of the rotating impeller. The diluted Jes Polymers A solution was added and the slurry was allowed to mix for an additional 60 seconds. The resulting slurry was one hundred percent flowable, it could be poured freely, and the stirrer generated vortices.

Example 2

Polymer A wurde als 1.0%ige Lösung auf der Saugseite der Unterströmungspumpe des letzten Wäschers der Bayer-Aluminiumoxid-Anlage in einer Dosierung von 340 g der 23,6%igen wäßrigen Lösung von Polymer A oder 8OJ g trockenen Polymerisats pro Tonne trockener Rotschlamm zugesetzt Die Zugabe erfolgte durch ein Verteilersystem mit konzentrischem Ring, das acht Zuleitungspunkte in das von der Kläreinrichtung zur Unterströmungspumpe verlaufende Rohr aufwies. Polymer A wurde unter ausreichendem Druck zugesetzt, um ein Eindringen der Polymerisatlösung in den durch dieses Rohr fließenden Rotüchlamm zu bewirken.Polymer A was added as a 1.0% solution on the suction side of the underflow pump of the last Washer of the Bayer aluminum oxide plant in a dosage of 340 g of the 23.6% aqueous solution of polymer A or 80J g of dry polymer per ton of dry red mud added. The addition was carried out by a distribution system with a concentric ring, the eight feed points in that of the Clarification device to the undercurrent pump had running pipe. Polymer A was under sufficient Pressure added to prevent the polymer solution from penetrating into the flowing through this tube To effect Rotüchlamm.

Das Polymerisat wird gleichermaßen gut in Anlagen verwendet, die Vakuumfiltrationsmethoden zur Kon-Zentrierung des Rotschlamms benutzen. Bei Anwendung von Vakuumfiltrationstechniken wird der Rotschlamm im allgemeinen aus dem Vakuumfilter mit einer mechanischen Einrichtung entnommen, häufig mit einem Bohrschaber. Das Polymerisat wird in das Material eingetragen, das die Vakuumfiltrationseinheit verläßt, und in der Einrichtung zur mechanischen Entfernung gleichmäßig oben auf das Material aufgesprüht. The polymer is used equally well in systems that use vacuum filtration methods for concentration of the red mud. When vacuum filtration techniques are used, the red mud becomes generally removed from the vacuum filter with a mechanical device, often with a drill scraper. The polymer is introduced into the material that the vacuum filtration unit leaves, and sprayed evenly on top of the material in the mechanical removal device.

Claims

Claim:

- Process for the fluidization of concentrated aqueous Suspensions of red mud by adding acrylic acid polymer to the red mud, characterized in that the suspensions per ton of red mud - on a dry basis - at least 45.4 g of an acrylic acid copolymer, in which acrylic acid is polymerized with 5 to 40 wt .-% methyl methacrylate and the one Having a molecular weight of 5,000 to 30,000 is uniformly blended.